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离子交换法处理含铬废水交换反应
任何离子交换反应都有三个特征:
①和其他化学反应一样服从当量定律,即以等当量进行交换;
②是一种可逆反应,遵循质量作用定律;
③交换剂具有选择性。交换剂上的交换离子先和交换势大的离子交换。
在常温和低浓度时,阳离子价数愈高,交换势愈大;同价离子则原子序数愈大,交换势愈大。
离子交换法处理含铬废水实验步骤:
该实验分为交换,反冲洗、再生、清洗四个过程。
一、交换过程:
①打开阳离子交换柱(简称“阳柱”) . 上部的排气管帽、进水阀门;
②启动废水泵,缓慢开启流量计阀门,调整流量为5 I/h;
③当阳柱内水充满后,盖上排气管帽,同时打开连结阴离子交换柱(简称“阴柱”)的通水阀门,去掉阴柱上部的排气管帽;
④当阴柱内充满水后,盖上排气管帽,同时旋启阴柱下部出水管夹;
⑤注意调整废水处理实验系统平衡,控制进出废水量,观察压力表,实验系统稳定运行后,每间隔5分钟取一次阴柱出水水样约100mL,取水样的同时,测试阳柱和阴柱出水的pH;
⑥交换过程结束,需关闭所用阀门。
二、反冲洗过程: .
①将自来水软管连结交换过程的进水管咀,开启排废再生液阀门;
②反冲洗阳树脂,接通清水泵电源,缓慢开启流量计阀门,调整流量为5 |/h;
③观察阳柱内冲洗树脂及排气的现象,5分钟后结束该过程;
④反冲洗阴树脂,将自来水软管连结碱溶液流量计进水管咀,开启排废再生液阀门;
⑤缓慢开启流量计阀门,调整流量为5 Ih;
⑥观察阴柱内冲洗树脂的现象,10分钟后反冲洗完毕。
三、再生过程:
①将HCL槽水泵软管连结阳柱前流量计进口管咀
②逆流再生阳树脂,开启阳柱下端进再生液(HCL)阀门,上端排废液阀门。
③接通酸溶液水泵电源,缓慢开启流量计阀门调整流量为3 /h.
④将NaOH槽水泵软管连结阴柱前流量计进口管阻
⑤逆流再生阴树脂,开启阴柱下端进再生液(NaOH)阀门,. 上端排废液阀门。
⑥接通碱溶液水泵电源,缓慢开启流量计阀门调整流量为3 /h。
⑦再生阳、阴树脂,稳定运行15分钟,结束该实验过程。
四、清洗过程:
①将HCL槽水泵软管连结阳柱前流量计进口管咀
②逆流再生阳树脂,开启阳柱下端进再生液(HCL)阀门,.上端排废液阀门。
③接通酸溶液水泵电源,缓慢开启流量计阀门调整流量为3 /h.
④将NaOH槽水泵软管连结阴柱前流量计进口管阻
⑤逆流再生阴树脂,开启阴柱下端进再生液(NaOH)阀门,上端排废液阀门。
⑥接通碱溶液水泵电源,缓慢开启流量计阀门调整流量为3 /h。
⑦再生阳、阴树脂,稳定运行15分钟,结束该实验过程。
含铬废水主要处理方法介绍
我国对电镀废水的治理起步比较早,上世纪50年代末已经开始,至今已有60年的历史,含铬废水按照作用原理,可分为物理法、化学法、物理化学法、生物法等等。
物理法:是利用物理作用来将分离废水中主要呈悬浮物状态污染物的物质。物理法在处理过程中不改变物质的化学性质,目前应用于含铬废水的物理法主要包含蒸发浓缩法、晶析法及膜分离法等。
化学法:化学法是投加化学药剂,通过化学反应来改变废水中污染物的化学及物理性质,使用变成无害物质或易于与水分离的物质,再通过其他方法进一步从废水中去除污染物。目前在我国大概有41%的电镀含铬废水采用化学法处理,化学法具有操作简单可靠、投资少、能承受大水量和高浓度负荷以及效果稳定等优点,适合镀铬及前处理的生产废水治理。但是,对处理后所产的大量污泥综合利用,目前还存在着一定问题,这使得化学法发展受到一定的限制。
离子交换法:利用离子交换树脂中的交换基团同电镀废水中铬酸根离子进行交换而将其除去。使得废水得到净化的方法。离子交换法在含六价铬废水循环水回用领域比较广泛。在1974年,我国研制出大孔苯乙烯叔胺型弱碱性阴离子交换树脂,在当时被认为是电镀含铬废水处理技术的突破。离子交换法处理含铬废水出水水质较好,可回收有用物质,如与反渗透膜相结合处理,得到水质得到纯净水。水回用于生产线上使用。其缺点是树脂宜备污染,需要很好的预处理。
化学法处理含铬废水,基本上都是将六价铬在酸性条件下还原三价铬,然后加入片碱使废水中三价铬和其他金属离子一起沉淀为氢氧化物或者再进一步转化成铁氧体。即以阴离子存在的六价铬同以阳离子形式的金属离子杂质一起进行处理。采用离子交换法不能在一个交换柱中同时去除众多的离子,通常要让废水先将废水经过阳离子去除柱去除金属阳离子,在经过阴离子交换柱去除阴离子。电镀车间排放的含铬废水组分不同,当仅存在镀铬废水时,因废水中金属阳离子比较少,阴离子成分也不是很复杂,用离子交换比较容易处理。
离子交换法在废水处理中有哪些应用?
在废水处理中,离子交换法可用于去除废水中的某些有害物质,回收有价值化学品、重金属和稀有元素,或为了实现水资源的重用。主要用于处理电镀废水,如镀铬废水、镀镍废水、镀镉废水、镀金废水、镀银废水、镀锌废水、镀铜废水及含氰废水等,在胶片洗印废水中回收银、CD-2、CD-3等贵重化学药品,还可用于其他含铬废水、含镍废水和含汞废水、放射性废水的处理。
每升含铬数十至数百毫克的电镀废水先经过过滤去除悬浮物,再经阳离子交换器除去金属离子,然后进入阴离子交换器除去Cr2O7-和Cr2O4- ,出水六价铬的含量小于0.5mg/L,还可作为清洗水循环使用。阴树脂用12%NaOH再生后,再生液含铬可高达17g/L,将此再生液H型阳离子交换器使Na2CrO4 转变成铬酸,再经蒸发浓缩7~8倍后,可返回电镀槽重新使用。
离子交换法处理电镀废水,个阳离子交换器的作用有两个,一是除去金属离子及杂质,减少对阴树脂的污染,因为重金属对树脂的氧化分解能起催化作用;二是降低pH值,使六价格以Cr2O7- 存在,因为阴树脂Cr2O7- 的选择性大于Cr2O4- 和其他阴离子的选择性,而且交换一个Cr2O7- 除去两个Cr6+,面交换一个Cr2O4- 只能除去一个Cr6+。由于Cr2O7- 是强氧化剂,容易引起树脂的氧化性破坏,因此一定要选用化学稳定性较好的强碱性树脂。
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