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本文研究络合-超滤-电沉积集成技术,以阴离子型水溶性聚合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和羧甲基纤维素(CMC)为络合剂,考察了PVP和CMC的预处理过程、络合-超滤处理含镍废水的浓缩、解络合、聚合物回收利用等过程,并进一步研究了电沉积处理络合-超滤后的含镍浓缩液。探讨了络合-超滤过程中pH、负载比L、透膜压TMP、络合时间、体积浓缩因子VCF和外加盐等因素对Ni(Ⅱ)去除率和膜通量的影响,研究了电沉积回收含镍浓缩液过程中电流密度、初始pH、电解时间、温度、极距、搅拌等参数对电沉积镍过程中电流效率和镍回收率的影响。首先,对聚合物进行预处理,发现:预处理聚合物PVP过程中,当络合时间从5分钟增加到50分钟,瞬时通量Ji略微下降,之后基本保持稳定;预处理聚合物CMC过程中,当络合时间从5分钟增加到40分钟,瞬时通量Ji略微下降,之后基本保持稳定。而两者均随着压力的增加,膜通量也随之增大,因为压力增大而提高了驱动力,从而导致膜通量的增大。当透膜压TMP从0.5 bar增大到1.5bar,截留率Rp和Rc几乎没有变化,这可能是因为压强不改变PVP和CMC的结构以及膜表面结构尺寸,而只是影响溶液的渗透率。稳定通量Js不随pH的变化而改变,这是因为pH并不改变聚合物结构一致性,也不会增加膜污染。在相同的压强条件下,当pH从3增大到10,其截留率R基本保持不变,这说明截留率R不受pH的影响。然后进行络合-超滤实验,发现:在络合-超滤过程中,随着pH的增大,镍离子去除率逐渐增大,最高可达到97%,PVP络合时最佳pH选择为7,而CMC络合时最佳pH选择为8;随着负载比从1增大到4,镍离子去除率逐渐增大,最高可达到97%,之后不再发生变化,PVP络合时最佳负载比为4,而CMC络合时最佳负载比为2;在相同实验条件下,分别使用两种络合剂时,膜通量随着透膜压的增加几乎呈线性增长,而镍离子去除率不受其影响;在络合反应的前期,截留率增加迅速,之后保持稳定,PVP络合时选择30min作为最优络合时间,而CMC则选择20 min为最优络合时间;外加盐(NaCl)对镍离子截留率和膜通量的影响相似,截留率和膜通量均稍微下降,但是幅度较小。之后对络合-超滤后的溶液进行浓缩、解络合和聚合物回收利用处理,发现:PVP-Ni浓缩过程在pH=7、TMP=1.0 bar、L=4、VCF=10作为浓缩条件下,浓缩液中的镍离子浓度Cr=192.3 mg/L,然而渗透液中的镍离子浓度Cp基本保持在1.5mg/L,解络合后,PVP-Ni(Ⅱ)络合物的解离率达到了42%,而再生的PVP和初始PVP络合能力非常接近,说明聚合物可再生使用;CMC-Ni浓缩过程在pH=8、TMP=1.0 bar、L=2作为浓缩条件下,得到的截留液浓度Cr=196.6 mg/L,然而渗透液中的镍离子浓度Cp基本保持在0.6mg/L,均略高于PVP-Ni浓缩过程,解络合后,CMC-Ni(Ⅱ)络合物的解离率达到了56%,亦高于PVP-Ni解络合过程,再生的CMC和初始CMC络合能力也非常接近,说明聚合物可再生使用,且优于PVP。最后采用电沉积法处理得到的含镍浓缩液,发现:当电流密度、电解时间增加时,电流效率随之下降,而镍回收率增大;当pH、极距增大时,电流效率和镍回收率均先增大后减小;温度升高和低速搅拌均可提高电流密度与镍回收率。在电流密度为3.5mA/cm2,pH为4,电解时间130 min,温度为50℃,极距为10 cm,加入低速搅拌等最优条件下,电流效率可达42%,镍回收率最高可达52%。