为了同时实现镍的回收和水的回用，本文系统研究了电解-电渗析-电去离子联合工艺处理含镍废水。电解法适合处理高浓度重金属废水，可以回收高纯度的重金属，但是出水水质较差，难以达标排放；电渗析法对低浓度重金属废水具有较好的浓缩效果，但是浓水需要进一步处理；电去离子技术广泛应用于超纯水的制备领域，可以得到高质量的出水，将其用于重金属废水的处理是目前研究的热点。电解-电渗析-电去离子联合工艺结合了电解、电渗析和电去离子技术在单独处理重金属废水时的优点，同时克服了各自的缺点，三者优势互补，实现了镍的回收和水的循环利用。本文以模拟含镍废水为研究对象，对用电解-电渗析-电去离子联合工艺实现含镍废水资源化的可行性进行了探索研究。重点研究了电压、进水中Ni²⁺浓度、pH值和H3BO3加入量等因素对电解回收镍效果的影响，以及电压、进水中Ni²⁺浓度和进水流速等主要操作参数对电渗析和电去离子的浓缩效果的影响。处理效果主要以Ni²⁺的回收率、能耗和出水中Ni²⁺浓度等指标来衡量。电解实验结果表明，电压对回收率影响显著，镍的回收率随电压的增大而增大；加入硼酸可以促进镍的沉积；进水中Ni²⁺浓度和pH值对镍的回收率的影响不明显。增大硼酸的加入量和进水中Ni²⁺的浓度有助于降低能耗。各因素对出水中Ni²⁺浓度的影响程度为：初始浓度>电压>硼酸>pH。电解的最佳操作条件为：电压4V、进水中Ni²⁺浓度1000mg/L、硼酸加入量18g/L、pH4。在此条件下，进行静态电解实验，8h后，出水中Ni²⁺浓度为119.66mg/L，Ni²⁺的回收率为88.22%，回收每公斤镍的能耗为49.9kWh。控制进水流速为20mL/min，进行动态电解实验，90min后，镍浓度由1000mg/L降低到350mg/L，相应的回收率为65%，回收每公斤镍的能耗为25.70kWh。电渗析实验结果表明，各参数对淡水浓度的影响大小为：电压>进水浓度>流速；对镍去除率的影响大小为：电压>流速>进水浓度；对能耗的影响大小为：电压>流速>进水浓度。电渗析的最佳电压范围为30⁴5V，进水中Ni²⁺浓度不宜大于400mg/L，流速应控制在4⁶L/h之间。经优化操作参数，Ni²⁺的平均去除率在91.65%以上，淡水中Ni²⁺浓度可降至10mg/L以下，可以用电去离子技术对电渗析淡水进行深度处理，使Ni²⁺浓度降至1mg/L以下。浓水中镍浓度在1000mg/L以上，可用电解法回收其中的金属镍。电去离子实验结果表明，当电压在5～40V之间变化时，EDI出水中Ni²⁺浓度在60min后稳定。最佳电压为25V，此时，浓水浓度最大，为142.64mg/L；淡水浓度最小，为5.41mg/L。当淡水流速在5～25L/h之间变化时，EDI出水中Ni²⁺浓度在180min后稳定。淡水和浓水浓度均随着流速的增大而增大。淡水和浓水中Ni²⁺浓度随进水流速的增大而增大。用EDI处理浓度低于45mg/L的含Ni²⁺废水，淡水中Ni²⁺浓度在0～0.9mg/L之间，能够达到排放标准（1mg/L）。电解-电渗析-电去离子联合工艺实验结果表明，该电化学联合工艺可以从含镍废水中回收99%以上的镍；出水中Ni²⁺浓度在1mg/L以下，水的回用率几乎可以达到100%。经SEM观察发现，所得的镍沉积层呈胞状结构。对镍沉积层进行EDX分析发现，镍的纯度高达93.93%。电解-电渗析-电去离子联合工艺采取工艺内部浓水和淡水循环方式，拓宽了处理废水的浓度范围：不仅能够处理低浓度含镍废水，还能处理高浓度含镍废水，也可以同时处理高、低浓度含镍废水。该工艺处理含镍废水，不但能够同时实现镍的回收和水的循环利用，而且不会造成二次污染，真正实现了含镍废水的“零排放”，可以带来巨大的环境效益和经济效益。本研究所用的废水为自来水和六水硫酸镍配制的模拟含镍废水，成分比较单一，而实际废水中，往往含有多种的离子，增大了处理难度。在处理实际含镍废水时如何提高镍的回收率和回收镍的纯度，以及将该工艺用于处理其它单一种类或多种类的重金属废水，是今后仍需研究的问题。