随着经济社会的日渐繁荣,工业化进程的不断加快,工业污染日益加重。其中重金属污染因其毒性大、易积累的特性,成为人们亟待解决的问题。从废水中回收重金属对于节约资源和污染治理都具有重大意义。诱导结晶工艺是近年来基于传统化学沉淀法之上发展起来的用于处理水中污染物的新方法。通过向水中投加晶核,诱导结晶反应的发生,使结晶产物在诱晶载体上生长,从而使污染物从溶液中分离出来,得到去除。诱导结晶工艺兼具传统沉淀法的高效性和自身无污染、占地面积小、可回收等优点,应用前景广泛。本研究借鉴诱导结晶工艺在水处理研究中的最新进展,同时结合重金属离子的化学特性,将诱导结晶工艺用于重金属废水的处理当中。主要用于重金属废水中所占比重较大、毒性较高的含铬、含镍废水的处理。首先研究了诱导结晶工艺操作条件对实验结果的影响,主要包括:结晶反应器的选择、水力负荷、药剂与废水混合方式、停留时间的影响。结果表明诱导结晶反应器的最佳操作条件:水力负荷35 m·h-1、停留时间70 min、采用流化床结晶反应器,药剂、废水采用反应器内混合的方式。其次,在最佳操作条件下分别考察诱导结晶工艺对于含铬、含镍废水的去除效果,并考察反应pH、进水浓度的影响。结果表明:采用诱导结晶工艺处理含铬、含镍废水,对于低浓度废水处理效果较好。重金属离子的去除率高并且结晶产物含水率低,晶型也较为清晰、结构致密。含铬废水进水pH在7.0～8.0之间,以碳酸钠为结晶药剂,进药比[CO32-]/[Cr3+]=2.0:1时,Cr3+的去除率最高可达95.54%,去除效果较好。含镍废水最佳进水pH在10.0～11.0之间,出水平均含镍量能满足<1.0 mg.L-1的国家标准。然后考察了诱导结晶工艺同时去除铬、镍的实验效果,并设计两级串联实验装置处理铬、镍混合废水。结果表明:采用单一诱导结晶反应器同时处理Cr3+、Ni2+的处理效果较差,实验稳定阶段Cr3+、Ni2+平均出水浓度分别为2.495 mg.L-1、2.258 mg.L-1,均不能达到排放标准。设计两级串联实验,在原来单一流化床结晶反应器的基础上增加一个大小、形状完全相同的流化床结晶反应器,并在两处出水处设置超滤装置。结果表明,Ni2+的平均去除率由原来的88.28%提高到96.07%,Cr3+由86.5%提高到97.96%。实验效果大幅提升。Ni2+、Cr3+的平均出水浓度分别为0.786 mg·L-1<1.0 mg·L-1、0.408 mg·L-1<1.0 mg·L-1,两者均能满足出水标准。为提高诱导结晶工艺的处理效果,结合晶体成核动力学有关诱晶载体表面张力的理论,以改性活性氧化镁作为诱晶载体处理含铬废水。实验表明,改性活性氧化镁作为诱晶载体能缩短反应启动时间、延长实验最长运行周期、提高实验去除效果,平均去除率为94.37%;同时还表现出良好的再生性,通过焙烧处理,再生后依然有高去除性能,三次分别再生后Cr3+的去除率均维持在90%以上。因此,活性氧化镁在诱导结晶工艺中的运用是有可能的。综上所述,诱导结晶工艺处理含铬、含镍废水具有一定的可能性,应用前景广泛。