离子交换法处理镍废水

离子交换法处理银废水离子交换法处理含镍废水工艺方案一、概述镀镍作为一种常用的表面处理技术，被广泛的应用于电子、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。含镍废水的常见处理方法有化学沉淀法、真空蒸发回收、电渗析、反渗透及离子交换树脂吸附等。化学沉淀法成本低，但产生的固废需要二次处理;真空蒸发法能耗大；电渗析、反渗透法需要较大的设备投资和能耗，而且存在膜易受污染的问题。 []1离子交换技术因出水水质好,可回收有用物质,适用于处理浓度低而废水量大的镀银废水等优点，曾得到广泛的应用。离子交换法应用于镀镍废水处理的主随着人们对镀银废水资源化的兴趣越来越浓厚,离子交换技术作为电镀废水深度处理的有效方法再度引起重视。离子交换树脂是具有三维空间结构的不溶性高分子化合物,其功能基可与水中的离子起交换反应。镀镍废水中的Ni离子采用阳离子交换树脂吸附。所用树2+脂可以是强酸性阳树脂也可以是弱酸性阳树脂,本文以弱酸性阳树脂为例。采用弱酸性阳树脂交换时,通常将树脂转为Na型，因为H型交换速率极慢。含Ni2+废2R—COONa+Ni-(R-COO)Ni+2Na2++2水中的Ni被吸附在树脂上，而树脂上的Na便进入水中。2++当全部树脂层与Ni交换达到平衡时，用一定浓度的HCl或HsO再生。2+2, (R-COO)2Ni+Hs0一2R-COOH+NiSO2,4R-COOH+NaOH-RCOONa+HO如此树脂可重新投入运行,进入下一循环。废水经处理后可回清洗槽重复使用,洗脱得到的硫酸镍经净化后可回镀槽使用⑵。三、工艺方案论证目前能处理含镍废水的树脂很多,其性能和特点各不相同,所以选择合适的树脂是工艺中一个主要的问题。能够用于处理含镍废水的树脂中以丙烯酸型弱酸性阳离子交换树脂较多，常能吸附镍离子，而且具有机械强度好、粒度均匀、阻力较小等特点，但一般适宜高浓度含镍废水的处理。工厂含镍废水浓度多选用交换容量高、交换速度快、容易再生、机械强度高、膨胀度小的111x22#弱酸阳树脂。]2.树脂的预处理 (1)将准备使用的新树脂，先用热水反复浸洗，水温以60—70℃为离子交换处理镀银废水，以前主要是固定床双柱串联工艺流程,近年来与移动床镀铬废水处理一样,发展到移动床镀镍废水处理。其功能越来越全，占地越脂储存斗一只，为使设备功能齐全，操作方便，装置包括水泵、流量计、过滤⑷废水处理工艺流程工作时，水泵将含镍废水从废水池抽入过滤器,废水从过滤器出来,经流量计后逆流进交换柱,从交换柱顶部出来的水,就是己经去除了Ni离子的水了，其2+反应如下：2R—COONa+Ni-(R—COO)Ni+2Na2+2+2R-COONa+Mg=(RCOO)Mg+2Naz+2+2R-COONa+Caz+=(RCOO)2Ca+2Na+在正常情况下，阳离子在交换柱内的分布如图:t底水进口从有机玻璃交换柱可以洁晰地吞到,树脂被压力水均匀地托起,被托起的树脂层与布水板之间距离约100毫米，随着吸附的进行,吸附了镍离子变成绿色的交换柱底部树脂颜色已很深,达到了饱和。可将这一部分约交换柱四分之一的全饱和树脂,靠高位水箱的水压送至交换柱边上的再生柱中进行再生，同时将树脂储故排出的水用一般分析方法验不出镍离子,可重新返冲洗槽回用。因为树脂吸附了Ni后，体积缩小30多以上,为防止工作时树脂乱层,在最初使用阶段,应视树2+脂体积收缩情况,逐步向交换柱添加新鲜树脂，始终保持交换柱内树脂高度为1400毫米。回车间回车间废水处理流程端废水进反口冲=出水弱酸性阳树脂对水中各种阳离子在浓度相同的情况下,对阳离子的交换顺序HFeACa>Ni>K>Na+3+3+2+2+++是当Ni含量浓度超过其它离子浓度的情况下,Ni的交换势将高于其它离子,z+2+而吸附在交换柱的最低部。所以为了能更好地去除Ni,应该降低冲洗水的用量，2+从而提高了废水中Ni的浓度，便于树脂的交换。2+2.树脂的再生和树脂的输送再生时，由于树脂收缩膨胀率较高，即树脂吃饱Ni后，体积缩小30-40%,2+当树脂再生转成Na型后,又将恢复到原来的体积,所以再生柱内饱和树脂不能放+满,一般只能放到再生柱的3/5之处,这样可以避免树脂转型后胀坏再生柱。树脂再生时,先用再生树脂体积2倍的3N套用HsO:溶液顺流再生，并直接24回收,NiSOj7HO,洗脱液中硫酸镍约含200-250克/升，pH在3.5以上,再生2(R-C00)Ni+2H-2RCOOH+Ni2+2+(R-COO)2Ca+2H-2RCOOH+Ca+2+(R—COO)2Mg+2H-2RCOOH+Mg+2+以上反应可能使回收液中增加了Ca2+、Mg2+离子，少量Mg2+在镀银槽里影响不大,反而具有一定的好处，而Ca则与SO生成沉淀。2+42-Ca+SO-CaSOj2+42-所以为了除去Ca的积累,可以将回收的硫酸镍静置后沉淀除去,而利用其2+24成钠型(转成钠型后,Ni容易吸附交换)。转型后的树脂体积将增加30%以上,这2+生柱上面的树脂储存斗中备用。从而完成了废水处理、树脂再生以及树脂移动的随着新型大孔型离子交换树脂和离子交换连续化工艺的不断涌现,在镀银废水深度处理、高价金属镍盐的回收等方面,离子交换技术越来越展现出其它方法难以匹敌的优势。为了提高水的循环利用率和符合日趋严格的排放标准，预期的离子交换技术将与微机控制技术联用，使设备设计走向定型化、自动化，开创废水处理领域一片新天地。[1]李姣，杨春平，陈宏，等.络合剂对化学镀镍废水处理的影响J].环境工程学报，2011(8):1713—1717.[2]