离子交换法处理镍废水

1、精心整理三废治理技术课程离子互换法办理含镍废水工艺方案离子互换法办理含镍废水工艺方案一、概括镀镍作为一种常用的表面办理技术,被宽泛的应用于电子、汽车、机械等多种行业。含Ni2+的废水对人体健康和生态环境有着严重危害。含镍废水的常有办理方法有化学积淀法、真空蒸发回收、电渗析、反浸透及离子互换树脂吸附等。化学积淀法成本低,但产生的固废需要二次办理;真空蒸发法能耗大;电渗析、反浸透法需要较大的设施投资和能耗,并且存在膜易受污染的问题1。离子互换技术因出水水质好,可回收实用物质,合用于办理浓度低而废水量大的镀镍废水等优点,曾获得宽泛的应用。离子互换法应用于镀镍废水办理的主要功能有:(1)去除重金属镍离

2、子,以应付日趋严格的排放标准;(2)回收废水中有价值的金属镍;(3)提升水的循环利用率,节俭日趋贫乏的水资源;(4)减少环境污染。跟着人们对镀镍废水资源化的兴趣愈来愈浓重,离子互换技术作为电镀废水深度办理的有效方法再度惹起重视。二、原理离子互换树脂是拥有三维空间构造的不溶性高分子化合物,其功能基可与水中的离子起互换反响。镀镍废水中的Ni2+离子采纳阳离子互换树脂吸附。所用树脂能够是强酸性阳树脂也能够是弱酸性阳树脂,本文以弱酸性阳树脂为例。采纳弱酸性阳树脂互换时,往常将树脂转为Na型,因为H型交换速率极慢。含Ni2+废水流经Na型弱酸性阳树脂层时,发生以下互换反响:2+2R-COONa+Ni(R

3、-COO)2Ni+2Na水中的Ni2+被吸附在树脂上,而树脂上的Na+便进入水中。当所有树脂层与Ni2+互换达到均衡时,用必定浓度的HCl或H2SO4重生。(R-COO)2Ni+HSO42R-COOH+NiSO4此时树脂为H型,需用NaOH转为Na型。R-COOH+NaOHRCOONa+H2这样树脂可从头投入运转,进入下一循环。废水经办理后可回冲洗槽重复使用,洗脱获得的硫酸镍经净化后可回镀槽使用2。三、工艺方案论证树脂的选择精心整理当前能办理含镍废水的树脂好多,其性能和特色各不同样,因此选择适合的树脂是工艺中一个主要的问题。能够用于办理含镍废水的树脂中以丙烯酸型弱酸性阳离子互换树脂许多,常用的

4、有110#、725#、116#以及111X22#等树脂。732苯乙烯系强酸性阳树脂也能吸附镍离子,并且拥有机械强度好、粒度平均、阻力较小等特色,但一般适合高浓度含镍废水的办理。工厂含镍废水浓度多项选择用互换容量高、互换速度快、简单重生、机械强度高、膨胀度小的1llx22#弱酸阳树脂。3树脂的预办理将准备使用的新树脂,先用热水频频浸洗,水温以60-70为宜,15分钟换水一次,洗至泡沫极少为止。(2)用二倍树脂体积的硫酸铵浸洗30分钟。(3)水洗至PH5(最好用去离子水)。(4)用二倍树脂体积4多的Na0H浸洗30分钟。(5)水洗至pH9,待用。离子互换办理镀镍废水,从前主假如固定床双柱串连工艺流

5、程,最近几年来与挪动床镀铬废水办理同样,发展到挪动床镀镍废水办理。其功能愈来愈全,占地愈来愈小。为不使设施在饱和树脂排放再生此后影响废水的互换,装置上备有树脂储藏斗一只,为使设施功能齐备,操作方便,装置包含水泵、4流量计、过滤器、气泵、树脂重生系统以及电源控制部分。废水办理工艺流程废水的互换：工作时,水泵将含镍废水从废水池抽入过滤器,废水从过滤器出来,经流量计后逆流进互换柱,从互换柱顶部出来的水,就是己经去除了Ni2+离子的水了,其反响以下:2+2R-COONa+Ni(R-COO)2Ni+2Na漂洗废水中除含有2+Z+Z+Ni外,还有自来水中含有的Ca、Mg等其余阳离子,有以下反响:Z+2R-

6、COONa+Mg=(RCOO)2Mg+2NaZ+2R-COONa+Ca=(RCOO)2Ca+2Na在正常状况下,阳离子在互换柱内的散布如图：从有机玻璃互换柱能够洁晰地吞到,树脂被压力水平均地托起,被托起的树脂层与布水板之间距离约100毫米,跟着吸附的进行,吸附了镍离子变为绿色的树脂互换带,显然地由下而上逐渐推移。当互换带移至互换柱三分之二处时,互换柱底部树脂颜色已很深,达到了饱和。可将这一部分约互换柱四分之一的全饱和树脂,靠高位水箱的水压送至互换柱边上的重生柱中进行重生,同时将树脂储藏斗中重生好的新鲜树脂排入互换柱中,这样互换柱上部一直保持一段新鲜树脂,故排出的水用一般剖析方法验不出镍离子,可

7、从头返冲刷槽回用。因为树脂吸附了Ni2+后,体积减小30多以上,为防备工作时树脂乱层,在最先使用阶段,应视树脂体积缩短状况,逐渐向互换柱增添新鲜树脂,一直保持互换柱内树脂高度为1400毫米。精心整理废水办理流程弱酸性阳树脂对水中各样阳离子在浓度同样的状况下,对阳离子的互换次序+3+3+2+2+为:HFeA1CaNiKNa以上能够看出,弱酸性阳树脂对Ni2+的吸附次序在Fe3+、A13+、CaZ+的后边,可是当NiZ+含量浓度超出其余离子浓度的状况下,Ni2+的互换势将高于其余离子,而吸附在互换柱的最低部。因此为了能更好地去除Ni2+,应当降低冲刷水的用量,进而提升了废水中Ni2+的浓度,便于树

8、脂的互换。2.树脂的重生和树脂的输送重生时,因为树脂缩短膨胀率较高2+,即树脂吃饱Ni后,体积减小30-40%,当树脂重生转成Na型后,又将恢复到本来的体积,因此重生柱内饱和树脂不可以放满,一般只好放到重生柱的3/5之处,这样能够防止树脂转型后胀坏重生柱。树脂重生时,先用重生树脂体积2倍的3N套用H2SO4:溶液顺水重生,并直接回收,NiSO47H2O,洗脱液中硫酸镍约含200-250克/升,pH在3.5以上,重生反响以下：+2+(R-COO)2Ni+2H2RCOOH+Ni因为含少许钙、镁等离子,故还有以下反响:+2+(R-COO)2Ca+2H2RCOOH+Ca+2+(R-COO)2Mg+2H

9、2RCOOH+Mg以上反响可能使回收液中增添了2+2+2+Ca、Mg离子,少许Mg在镀镍槽里影响不大,反而拥有必定的2+2-生成积淀。利处,而Ca则与SO4Ca2+SO42-CaSO4因此为了除掉Ca2+的累积,能够将回收的硫酸镍静置后积淀除掉,而利用其上部清液。精心整理当套用重生液用完后,开始用1.5倍重生树脂体积4N的H2SO4重生树脂,此液经过重生柱后回到套用酸槽内,以备下次重生时先用。待树脂所有重生后,用水正反冲刷洗净,而后用2倍重生树脂体积3的NaOH溶液流过树脂,将树脂转成钠型(转成钠型后,Ni2+简单吸附互换)。转型后的树脂体积将增添30以上,这时用软水(或纯水)充分淋洗树脂,而后利用水箱与设施的液位差将树脂输送到5重生柱上边的树脂储藏斗中备用。进而达成了废水办理、树脂重生以及树脂挪动的全过程。四、结束语跟着新式大孔型离子互换树脂和离子互换连续化工艺的不停浮现,在镀镍废水深度办理、高价金属镍盐的回收等方面,离子互换技术愈来愈显现出其余方法难以匹敌的优势。为了提升水的循环利用率和切合日趋严格的排放标准,预期的离子互换技术将与微机控制技术联用,使设施设计走向定型化、自动化,创始废水办理领域一片新天地。参照文件：李姣,杨春平,陈宏,等.络合剂对化学镀镍废水办理的影响J.环境工程学报,20