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离子交换法含铬废水处理实例

发布时间:2025-02-07 19:29:01

1. 电镀含铬废水处理有几个方法

电镀含铬废水的铬的存在形式有Cr6+和Cr3+两种,其中以Cr6+的毒性最大。含铬废水的处理方法较多,常用的有电解法、化学法、离子交换法等。

工具/原料

2. 离子交换法处理镀铬废水的要点

1.除铬阴柱设计数据
1)树脂饱和族桐孙工作交换容量:大孔型弱碱性阴树脂为60-70gCr6+/L;凝胶型强碱性阴树脂为40-45gCr6+/L。
2)树脂层高度应为0.6-1.0m。
3)流速不宜大于20m/h。
4)树脂饱和工作周期:废水中Cr6+含量为200-100mg/L时,饱和工作周期宜为36h;废水中Cr6+含量为100-50mg/L时,饱和工作周期宜为36-48h;废水中Cr6+含量小于50mg/L时,饱和工作周期由计算确定。
2.除铬阴柱和除酸阴柱的再生和淋洗
1)再生液浓度:采用大孔型弱碱阴离子交换树脂时宜为2.0-3.5mol/L;采用凝胶型弱碱性阴离子交换树脂时宜为2.5-3.0mol/L。
2)再生液用量宜为树脂体积2倍,先用0.5-1.0倍上周期后期的再生洗脱液,再用1.0-1.5倍的兆链新配再生液。
3)再生液流速宜为0.6-1.0m/h。
4)淋洗水量:采用大孔型弱碱阴树脂时宜为树脂体积的6-9倍,采用凝胶型弱碱性阴树脂时宜为树脂体积的4-5倍。
5)淋洗终点pH应为8-10。
6)反冲时树脂层膨胀率宜为50%。
3.酸性阳柱
1)强酸性阳树脂的工作交换容量可采用60-65g(CaCO3表示)/L;
2)交换终点出水pH值为3.0-3.5;
3)再生和淋洗要求
再生液浓度为1.5-2.0mol/轮冲L;
再生液用量为树脂体积的2倍;
再生液流速为1.2-4.0m/h;
淋洗水量为树脂体积的4-5倍;
淋洗终点pH值为2-3;
反冲时树脂层膨胀率为30%-50%。
4.脱钠阳柱的再生和淋洗
1)再生液浓度为1.0-1.5mol/L;
2)再生液用量为树脂体积的2倍;
3)再生液流速为1.2-4.0m/h;
4)淋洗水量为树脂体积的10倍。
5.钝化含铬清洗废水处理
1)进入酸性阳柱前废水的pH值宜大于4;
2)酸性阳柱和除酸阴柱的数值用量均为除铬阴柱树脂用量的2倍;
3)酸性阳柱的交换终点按出水pH值3.0-3.5和除酸阴柱出水电阻率≤2×104Ω·cm来控制;
4)酸性阳柱的再生液浓度为2-3mol/L。

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3. 环保工程师知识点:离子交换

2017环保工程师知识点:离子交换

离子交换法在水的软化和除盐中早已获得广泛的应用,目前已应用在回收和处理工业废水中的有毒物质方面。下面我为大家准备了离子交换的相关知识,欢迎阅读。

1离子交换的基本原理

水处理中主要采用离子交换树脂和磺化煤用于离子交换。其中离子交换树脂应用广泛,种类多,而磺化煤为兼有强酸型和弱酸型交换基团的阳离子交换剂。 离子交换树脂按结构特征,分为:凝胶型、大孔型和等孔型; 按树脂母体种类,分为:苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等;按其交换基团性质,分为:强酸型、弱酸型、强碱型和弱碱型。

⑴离子交换树脂的构造

是由空间网状结构骨架(即母体)与附属在骨架上的许多活性基团所构成的不溶性高分子化合物。活性基团遇水电离,分成两部 分:固定部分,仍与骨架牢固结合,不能自由移动,构成所谓固定离子,活动部分,能在一定范围内自由移动,并与其周围溶液中的其他同性离子进行交换反应,称为可交换离子。

⑵基本性能

①外观

呈透明或半透明球形,颜色有乳白色、淡黄色、黄色、褐色、棕褐色等,

②交联度

指交联剂占树脂原料总重量的百分数。对树脂的许多性能例如交换容量、含水率、溶胀性、机械强度等有决定性影响,一般水处理 中树脂的交联度为7%~10%。

③含水率

指每克湿树脂所含水分的百分率,一般为50%,交联度越大,孔隙越小,含水率越少。

④溶胀性

指干树脂用水浸泡而体积变大的现象。一般来说,交联度越小,活性基团越容易电离,可交换离子的水合离子半径越大,则溶胀度越大;树脂周围溶液电解质浓度越高,树脂溶胀率就越小。

在生产中应尽量保证离子交换器有长的工作周期,减少再生次数,以延长树脂的使用寿命。

⑤密度

分为干真密度、湿真密度和湿视密度

⑥交换容量

是树脂最重要的性能,是设计离子交换过程装置时所必须的数据,定量地表示树脂交换能力的大小。分为全交换容量和工作交换容 量。

⑦有效PH范围

由于树脂的交换基团分为强酸强碱和弱酸弱碱,所以水的PH值对其电离会产生影响,影响其工作交换容量。弱碱只能在酸性溶液中以及弱酸在碱性溶液中有较高的交换能力。

⑧选择性

即离子交换树脂对水中某种离子能优先交换的性能。除与树脂类型有关外,还与水中湿度和离子浓度有关。

⑨离子交换平衡

离子交换反应是可逆反应,服从质量作用定律和当量定律。经过一定时间,离子交换体系中固态的树脂相和溶液相之间的离子交换反应达到平衡,其平衡常数也称为离子交换选择系数。降低反应生成物的浓度有利于交换反应的进行。

⑩离子交换速率

主要受离子交换过程中离子扩散过程的影响。

其他性能:如溶解性、机械强度和耐冷热性等。离子交换树脂理论上不溶于水,机械强度用年损耗百分数表示,一般要求小于3%~ 7%/年。另外,温度对树脂机械强度和交换能力有影响。温度低则树脂的机械强度下降,阳离子比阴离子耐热性能好,盐型比酸碱型耐热 好。

⑶树脂层离子交换过程

以离子交换柱中装填钠型树脂,从上而下通以含有一定浓度钙离子的硬水为例,以交换柱的深度为横坐标,以树脂的饱和度为纵坐标,可绘得某一时刻的饱和度曲线。就整个交换过程而言,树脂层的变化可分为三个阶段。

2离子交换装置运行方式

离子交换装置按运行方式不同,分为固定床和连续床

⑴固定床的构造与压力滤罐相似,是离子交换装置中最基本的也是最常用的一种型式,其特点是交换与再生两个过程均在交换器中进行,根据交换器内装填树脂种类及交换时树脂在交换器中的位置的不同,可分为单层床、双层床和混合床。单层床是在离子交换器中只装填一种树脂,如果装填的是阳树脂,称为阳床;如果装填的是阴树脂,称为阴床。双层床是离子交换器内按比例装填强、弱两种同性树脂,由于强、弱两种树脂密度的不同,密度小的弱型树脂在上,密度大的强型树脂在下,在交换器内形成上下两层。

混合床则是在交换器内均匀混杂的装填阴、阳两种树脂,由于阴、阳树脂混杂,因此原水流经树脂层时,阴、阳两种离子同时被树 脂所吸附,其产物氢离子和氢氧根离子又因反应生成水而得以降低,有利于交换反应进行的'彻底,使得出水水质大大提高。但其缺点是 再生的阴、阳树脂很难彻底分层。于是又发明了三层混床新技术,保证在反洗时将阴、阳树脂分隔开来。 根据固定床原水与再生液的流动方向,又分为两种形式,原水与再生液分别从上而下以同一方向流经离子交换器的,称为顺流再生 固定床,原水与再生液流向相反的,称为逆流再生固定床。顺流再生固定床的构造简单,运行方便,但存在几个缺点:在通常生产条件下,即使再生剂单位耗量二至三倍于理论值,再生效果 也不太理想;树脂层上部再生程度高,而下部再生程度差;工作期间,原水中被去除的离子首先被上层树脂所吸附,置换出来的反离子 随水流流经底层时,与未再生好的树脂起逆交换反应,上一周期再生时未被洗脱出来的被去除的离子,作为泄漏离子出现在本周期的出水中,所以出水剩余被去除的离子较大;而到了了工作后期,由于树脂层下半部原先再生不好,交换能力低,难以吸附原水中所有被去除的离子,出水提前超出规定,导致交换器过早地失效,降低了工作效率。因此,顺流再生固定床只选用于设备出水较小,原水被去除的离子和含盐量较低的场合。逆流再固定床的再生有两种操作方式:一是水流向下流的方式,一是水流向上流的方式,逆流再生可以弥补顺流再生的缺点,而且出水质量显著提高,原水水质适用范围扩大,对于硬度较高的水,仍能保证出水水质,所以目前采用该法较多。总起来说,固定床有出水水质好等优点,但固定床离子交换器存在三个缺点:一是树脂交换容量利用率低,二是在同设备中进行产水和再生工序,生产不连续,三是树脂中的树脂交换能力使用不均匀,上层的饱和程度高,下层的低。为克服固定床的缺点,开发出了连续式离子交换设备,即连续床。

⑵连续床又分为移动床和流动床

移动床的特点是树脂颗粒不是固定在交换器内,而是处于一种连续的循环运动过程中,树脂用量可减少三分之一至二分之一,设备单位容积的处理水量还可得到提高,如双塔移动床系统和三塔移动床系统。 流动床是运行完全连续的离子交换系统,但其操作管理复杂,废水处理中较少应用。

3离子交换工艺的设计

⑴进水预处理

废水成分复杂,应进行预处理,目的是保障反应器中离子交换树脂交换容量充分得以发挥,并有效延长使用寿命。预处理的对象包括进水的水温、PH值、悬浮物、油类、有机物、引起树脂中毒的高价离子和氧化剂等。

⑵树脂的选用

选择树脂时应考虑交换容量、进水水质和离子交换器的运行方式等,选择合适的树脂。

例如考虑进水水质时,对于只需去除进水中吸附交换能力较强的阳离子,可选用弱酸型树脂,若需去除的阳离子的吸附交换能力较弱,只能选用强酸型阳离子树脂。考虑离子交换器的运行方式时,移动床和流动床要选用耐磨、高机械强度的树脂。对于混床,要选用湿真密度相差较大的阴、阳树脂。另外,不同树脂的交换容量有差异,而同一种树脂的交换容量还受所处理废水的悬浮物、油类、高价金属离子等影响。

⑶掌握工艺设计参数

4离子交换法在水处理中的应用

离子交换法目前废水处理中得到了广泛应用,例如

⑴用于含铬废水的处理

对于废水,经预处理后,可用阳树脂去除三价铬和其他阳离子,用阳树脂去除六价铬,并可回收铬酸,实现废水在生产中的循环使 用。

⑵含锌废水的处理

化纤厂纺丝车间的酸性废水主要含有硫酸锌、硫酸和硫酸钠等,用钠离子型阳树脂交换其中的锌离子,用芒硝再生失效的树脂,即可得到硫酸锌的浓缩液。

⑶电镀含氰废水的处理

阴树脂对络合氰(即氰与金属离子的络合物)的结合力大,所以利用阴离子交换树脂能消除氰化物以及重金属离子的污染,并将其回收利用。

⑷有机废水的处理

如洗涤烟草的过程中产生的含有烟碱的废水,可以用阳树脂回收后作为杀虫剂。

⑸用于水的软化处理

例如利用钠离子交换软化法可以去除水中的硬度。

⑹水的除盐

分复床除盐和混合床除盐等系统。

复床是指阳、离子交换器串联使用,常用的系统有强酸-脱气-强碱系统,强酸-弱碱-脱气系统以及强酸-脱气-弱碱-强碱系统等。 混合床除盐具有水质稳定、间断运行影响小、失效终点分明等特点。

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4. 关于化学实验室的废液处理方法

含汞、铬、铅、镉、砷、酚、氰的废液必须经过处理达标后才能排放,实验室处理方法如下:

含铜废液的处理

实验用过的硫酸铜废液通过加适量铁粉回收金属铜,母液再经沉淀、过滤、稀释排放。

含汞废液的处理

排放标准:废液中汞的最高容许排放浓度为0.05mg/L(以Hg计)。

处理方法:

①硫化物共沉淀法:先将含汞盐的废液的pH值调至8-10,然后加入过量的Na2S,使其生成HgS沉淀。再加入FeS04(共沉淀剂),与过量的S2-生成FeS沉淀,将悬浮在水中难以沉淀的HgS微粒吸附共沉淀.然后静置、分离,再经离心、过滤,滤液的含汞量可降至0.05mg/L以下。

②还原法:用铜屑、铁屑、锌粒、硼氢化钠等作还原剂,可以直接回收金属汞。

含镉废液的处理

1、氢氧化物沉淀法:在含镉的废液中投加石灰,调节pH值至10.5以上,充分搅拌后放置,使镉离子变为难溶的Cd(OH)2沉淀.分离沉淀,用双硫腙分光光度法检测滤液中的Cd离子后(降至0.1mg/L以下),将滤液中和至pH值约为7,然后排放。

2、离子交换法:利用Cd2+离子比水中其它离子与阳离子交换树脂有更强的结合力,优先交换。

含铅废液的处理

在废液中加入消石灰,调节至pH值大于11,使废液中的铅生成Pb(OH)2沉淀.然后加入Al2(S04)3(凝聚剂),将pH值降至7-8,则Pb(OH)2与Al(OH)3共沉淀,分离沉淀,达标后,排放废液。

含砷废液的处理

在含砷废液中加入FeCl3,使Fe/As达到50,然后用消石灰将废液的pH值控制在8-10。利用新生氢氧化物和砷的化合物共沉淀的吸附作用,除去废液中的砷。放置一夜,分离沉淀,达标后,排放废液。

含酚废液的处理

酚属剧毒类细胞原浆毒物,处理方法:低浓度的含酚废液可加入次氯酸钠或漂白粉煮一下,使酚分解为二氧化碳和水。如果是高浓度的含酚废液,可通过醋酸丁酯萃取,再加少量的氢氧化钠溶液反萃取,经调节pH值后进行蒸馏回收.处理后的废液排放。

综合废液处理

用酸、碱调节废液PH为3-4、加入铁粉,搅拌30min,然后用碱调节p H为9左右,继续搅拌10min,加入硫酸铝或碱式氯化铝混凝剂、进行混凝沉淀,上清液可直接排放,沉淀于废渣方式处理。

含铬废液的处理

含铬废液中加入还原剂,如硫酸亚铁、亚硫酸钠、铁屑,在酸性条件下将六价铬还原成三价铬,然后加入碱,如氢氧化钠、氢氧化钙碳酸钠等,使三价铬形成Cr(OH)3沉淀,清液可排放。沉淀干燥后可用焙烧法处理,使其与煤渣一起焙烧,处理后可填埋。

含氰废液的处理

低浓度废液可加入氢氧化钠调节PH为10以上,再加入高锰酸钾粉末(3%),使氰化物分解。若是高浓度的,可使用碱性氯化法处理,先用碱调至PH为10以上,加入次氯酸钠或漂白粉。经充分叫板,氢化物分解为二氧化碳和氮气,放置24小时排放。含氰化物废也不得乱倒或与酸混合,生成挥发性氰化氢气体有剧毒。

三氯甲烷的回收

将三氯甲烷废液一次用水、浓硫酸(三氯甲烷量的十分之一)、纯水、盐酸羟胺溶液(0.5% AR)洗涤。用重蒸馏水洗涤两次,将洗好的三氯甲烷用污水氯化钙脱水,放置几天,过滤,蒸馏。蒸馏速度为每秒1~2滴,收集沸程为60~62摄氏度的馏出液(标框下),保存于棕色试剂瓶中(不可用橡胶塞)。

实验室废液处理注意事项

1、尽量回收溶剂,在对实验没有妨碍的情况下,把它反复使用;

2、为了方便处理,其收集分类往往分为:a)可燃性物质b)难燃性物质c)含水废液d)固体物质等;

可溶于水的物质,容易成为水溶液流失。因此,回收时要加以注意。但是,对甲醇、乙醇及醋酸之类溶剂,能被细菌作用而易于分解。故对这类溶剂的稀溶液,用大量水稀释后,即可排放;

含重金属等的废液,将其有机质分解后,作无机类废液进行处理。

5. 铬污染的治理方法

铬污染的治理方法
1、钡盐法:基于置换反应原理,碳酸钡等钡盐与废水中的铬酸反应生成铬酸钡沉淀,经石膏过滤除去残留的钡离子。该方法主要用于处理含Cr6+废水,工艺简单,效果好。
2、物理法:用高比表面积或高度发达的孔隙结构的物质作为吸附剂去除废水中的铬3、还原沉淀法:原理是在酸性条件下向废水中加入适量的还原剂,然后将Cr6+还原为Cr3+,再将溶液的pH值调节到碱性,Cr3+就会以氢氧化铬沉淀的形式从溶液中分离去除。
4、微生物处理:微生物对含铬废水的处理是基于获得的高效功能菌对铬的静电吸附、酶的催化转化、络合、絮凝、沉淀,使铬沉淀,通过固液分离净化废水。
5、气浮:主要利用Fe(OH)3胶体的强吸附能力,吸附废水中含Cr(OH)3的氢氧化物沉淀,形成共絮体。这种共絮体可以被气泡有效地粘附并漂走。
6、化学絮凝沉降法:在废水中加入一定量的絮凝剂,使一些难以自然沉降的悬浮物在絮凝剂的作用下,通过电荷中和和吸附架桥,增加絮凝分子,达到与水分离的目的。
7、离子交换法:含Cr6+的废水流经阴离子交换树脂进行分离。这种方法的优点是交换后留在树脂上的氯化氢可以重新进入溶液,用氢氧化钠溶液冲洗后可以回收。同时,树脂可以再生和重复使用。

6. 废水中含有六价铬,怎么去除

六价铬废水处理。使用N2(AO-C6R-N2(A/B))加入到废水中,AKAON2(AO-C6R-N2(A/B))处理剂处理废水六价铬具体使用比版例:针对权0.5PPM的废水,100L中N2的添加量为5g,80顿为4kg。如果浓度发生变化,变成1.0PPM时,100L中N2的添加量为10g,80顿为8kg。

7. 废水土壤铬怎么处理

如果用含铬废水灌溉农田,铬离子可在土壤中积累,会抑制作物生长发育,因为累积过版多,可与植物体内权细胞原生质的蛋白质结合,使细胞死亡,过量的铬对人有致癌作用。人们一旦食用受污染的土地生产的农作物或是喝了受污染了的水,这些有毒的重金属就会进入人的体内,慢慢的沉积下来,对人类健康造成极大的威胁!长期食用受镉污染的水和食物,可导致骨痛病,镉进入人体后,引起骨质软化骨骼变形,严重时形成自然骨折,以致死亡。
六价铬土壤的危害与处理:当土壤六价铬超标的时候使用AKAO六价铬处理剂对其进行还原,将六价铬转化为三价铬,六价铬土壤处理方法是使用N2(AO-C6R-N2(A/B))还原,可以使用N2(AO-C6R-N2(A/B))配置成液体状态然后倒入到六价铬超标的土壤中,N2六价铬还原剂可以将六价铬转化成三价铬。

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