广西离子交换法处理含铬废水实验设备直供

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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。

离子交换法运行管理应注意哪些事项?
(1)悬浮物和油脂：由于废水中的SS会堵塞树脂孔隙，油脂会将树脂颗粒包裹起来，影响离子交换的正常进行，因此必须对进水进行充分的预处理，降低其中的悬浮物和油脂类物质含淤，预处理可以使用过滤、气浮、澄清等方法。
(2)有机物：某些高分子有机物与树指活性基团的固定离子结合力很大，一旦结合很难进行再生，进而影响树脂的再牛率和交换能力，例如废水中含有高分子有机酸时，高分有机酸与强碱性季胺基团的结合力很大，很难洗脱下来。处理含有此类物质的废水时可选用低交联度的树脂，或者对废水进行预处理、将高分子有机物从水中去除。
(3)高价金属离子：Fe3+、Cr3+ 、AL3+ 等高价金属离子容易被树脂吸附，而且再生时难以洗脱，引起树脂中毒.使树脂的交换能力降低。树脂高铁中毒后，颜色会变深、此时可用高浓度酸长时间浸泡再生。
(4)pH值：强酸或强碱离子交换树脂的活性基团电离能力强，交换能力基本上与废水的pH值无关，但弱酸树指和弱碱树脂则分别需要在碱性条件和酸性条件下，才能发挥出较大的交换能力。因此，针对不同酸、碱废水，应该选用不同的交换树指;对于已经选定的交换树脂，可根据处理废水中离子的性质和树脂的特性，对废水进行pH值调整。
(5)水温：在一定范围内，水温升高可以加速离子交换的过程，但水温超过树脂的允许使用温度范围后，会导致树脂交换基团的分解和破坏。如果待处理废水的温度过高，必须进行降温处理。
(6)氧化剂：CL2、O2、Cr2O7- 等强氧化剂会引起树脂的氧化分解，导致活性基团的交换能力丧失和树脂固体母体的栏化，影响树脂的正常使用。因此，在处理含有强氧化剂的废水时，定要选用化学稳定性较好、交联度大的树脂，或加入适量的还原剂氧化剂的影响。
(7)电解质：交换树脂在高电解质浓度的情况下、由于渗透压的作用会导致树脂出现破碎现象，当处理含盐量浓度较高的废水时，应当选用交联度较大的树脂。

离子交换法处理废水用什么离子交换剂
有无机和有机质两类。前者如天然物质海绿砂或合成沸石；后者如磺化煤和树脂。
交换剂由两部分组成，一是不参加交换过程的惰性物母体，如树脂的母体是由高分子物质交联而成的三维空间网络骨架；一是联结在骨架上的活性基团（带电官能团）。母体本身是电中性的。活性基团包括可离解为同母体紧密结合的惰性离子和带异号电荷的可交换离子。可交换离子为阳离子(活性基团为酸性基)时，称阳离子交换树脂；可交换离子为阴离子(活性基团为碱性基)时，称阴离子交换树脂。阳、阴离子交换树脂又可根据它们的酸碱性反应基的强度分为强酸性和弱酸性，强碱性和弱碱性等。强酸性阳离子交换树脂可用 R—SO3H表示,R为母体,—SO3H为活性基团。后者在溶液中可离解为惰性离子R—SO婣和可交换离子H+。弱碱性阳树脂可用R—COOH表示。强碱性季胺型阴树脂可用R匵NOH表示，弱碱性叔胺、 仲胺、 伯胺型阴树脂分别用R呏NHOH、R=NH2OH、R—NH3OH表示，R代表母体，其他部分代表活性基团

双阴离子交换柱除铬流程的分析
在用阴树脂吸附Cr6+前，先用活性炭对废水进行除杂，使水质更好。再用阴树脂吸附Cr6+，将计算出的60ml树脂装柱，将含铬废液用0.02mo1/1硫酸调节pH在3-4;将一部分废液装入250ml的分液漏斗中，调节分液漏斗和交换柱阀门，使废液流量为10BV/h,即600m1/h.废水先通过活性炭柱，废水中存在杂质被活性炭柱吸附。此活性炭柱的流出液，然后通过一碱式(OH-型)强阴离子树脂柱进行交换反应。
含六价铬废水中除Cr042一，Cr2072- 外，阴离子而言还包含有S042-. C1-等等，它们都能与阴离子交换树脂进行离子交换，所以，当离子交换达到Cr6+穿透点时，树脂的可交换位置必然被S042-、C1一等离子占去一部分，影响树脂对Cr6+的交换容量。当树脂再生时，这些离子必然随同Cr6+-起被洗脱，混入再生液中，混入再生液中的S042一、C1一影响了再生液纯度，妨碍铬酸的直接回收利用。并且在用阴树脂处理废水时，玻璃交换柱中的树脂没有完全达到树脂的交换容量，树脂利用不充分。
显然，欲得到纯的铬酸，先要获得纯的再生液。而欲获得纯的再生液，必须使含Cr6+的酸根离子有能力排代树脂上的S042一、C1-等，从而使其占据树脂全部交换基团达到全饱和，使树脂全部利用，这样才能使阴离子树脂再生回收液达到一定的纯度，满足电镀生产工艺要求。
从公认的苯乙烯型阴离子交换树脂对阴离子的一般选择性关系来看:
S042- >HS042-> N02-> Cr042- >P043-> C1- >HC03
研究发现，苯乙烯阴离子交换树脂对Cr2072-却具有高强选择性。不但具有Cr2072- >Cr042一，而且具有Cr042一，Cr2072- >S042 -的选择性关系。利用Cr2072-的高选择特性，因此设计- -种双阴离子柱串联全饱和工艺流程(见图1)。废水先经过活性炭柱，除去废水中部分重金属离子及其他阳离子和杂质，使出水水质纯化，减轻废水对下一级阴离子树脂的氧化作用。
活性炭柱出水串联通过根阴离子交换柱除去 Cr6+。当Cr6+泄漏达0.5mg/L 时，再串联通过第二根阴离子柱，直至第- -根阴离子柱达到Cr6+的全饱和, 并从除铬系统中断开进行再生。此时，第二根阴离子柱变成-根阴离子柱继续运行。当此柱Cr6+泄漏量达到0. 5mg/L时，再反串已再生好的原-根阴离子柱继续工作。如此阴离子交换柱往复串联，实现Cr2072-的全饱和。在上述离子交换过程中按着离子排代关系使Cr2072-自行提纯。
R2 S04+Cr2072- =R2Cr207十S042-
2RCI十Cr2072一=RR2Cr207十2C1-
经过多次交换，S042-、 C1-等阴离子逐渐被排代掉，树脂终被Cr2072-离子饱和，既提高了阴离子交换树脂对Cr6+的交换容量，又利用Cr2072-对树脂的高强亲和能力，回收较纯的铬酸。
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