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1、三废治理技术课程离子互换法解决含镍废水工艺方案离子互换法解决含镍废水工艺方案一、概述镀镍作为一种常用的表面解决技术,被广泛的应用于电子、汽车、机械等多种行业。含i2+的废水对人体健康和生态环境有着严重危害。含镍废水的常用解决措施有化学沉淀法、真空蒸发回收、电渗析、反渗入及离子互换树脂吸附等。化学沉淀法成本低,但产生的固废需要二次解决;真空蒸发法能耗大；电渗析、反渗入法需要较大的设备投资和能耗,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,可回收有用物质,合用于解决浓度低而废水量大的镀镍废水等长处,曾得到广泛的应用。离子互换法应用于镀镍废水解决的重要功能有:（1)清除重金属镍离子,以应对
2、日趋严格的排放原则;(2)回收废水中有价值的金属镍;(3)提高水的循环运用率,节省日益匮乏的水资源；(4)减少环境污染。随着人们对镀镍废水资源化的爱好越来越浓厚,离子互换技术作为电镀废水深度解决的有效措施再度引起注重。二、原理离子互换树脂是具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映。镀镍废水中的Ni2+离子采用阳离子互换树脂吸附。所用树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。采用弱酸性阳树脂互换时,一般将树脂转为a型，由于H型互换速率极慢。含Ni2+废水流经Na型弱酸性阳树脂层时,发生如下互换反映：2ROONNi2(R-COO)2N2a+水
3、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+互换达到平衡时,用一定浓度的Hl或H2S4再生。(RCOO）2Ni+HSO42RCOH+NiSO4此时树脂为H型，需用NaH转为a型。RCO+NaOROOaH2O如此树脂可重新投入运营，进入下一循环。废水经解决后可回清洗槽反复使用,洗脱得到的硫酸镍经净化后可回镀槽使用2。三、工艺方案论证1.树脂的选择目前能解决含镍废水的树脂诸多,其性能和特点各不相似,因此选择合适的树脂是工艺中一种重要的问题。可以用于解决含镍废水的树脂中以丙烯酸型弱酸性阳离子互换树脂较多,常用的有1#、75#、116以及111X22#等树脂。73苯乙
4、烯系强酸性阳树脂也能吸附镍离子,并且具有机械强度好、粒度均匀、阻力较小等特点,但一般合适高浓度含镍废水的解决。工厂含镍废水浓度多选用互换容量高、互换速度快、容易再生、机械强度高、膨胀度小的llx22#弱酸阳树脂。3.树脂的预解决()将准备使用的新树脂，先用热水反复浸洗，水温以670为宜，15分钟换水一次,洗至泡沫很少为止。（2）用二倍树脂体积的硫酸铵浸洗30分钟。(3)水洗至PH5（最佳用去离子水）。(4)用二倍树脂体积4%多的a0H浸洗30分钟。(5)水洗至pH,待用。离子互换解决镀镍废水,此前重要是固定床双柱串联工艺流程，近年来与移动床镀铬废水解决同样，发展到移动床镀镍废水解决。其功能越来
5、越全，占地越来越小。为不使设备在饱和树脂排放再生后来影响废水的互换,装置上备有树脂储存斗一只，为使设备功能齐全,操作以便，装置涉及水泵、流量计、过滤器、气泵、树脂再生系统以及电源控制部分。4废水解决工艺流程1.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,就是己经清除了N2离子的水了,其反映如下:2RCONa+i+(R-COO）i2Na+漂洗废水中除具有Ni外，尚有自来水中具有的Ca+、Z等其他阳离子,有如下反映:2RCON+MgZ+=(COO)2g2a2-ONa+CaZ+(RCOO）2Ca+a+在正常状况下,阳离子在互换
6、柱内的分布如图:从有机玻璃互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00毫米,随着吸附的进行,吸附了镍离子变成绿色的树脂互换带,明显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再生柱中进行再生,同步将树脂储存斗中再生好的新鲜树脂排入互换柱中,这样互换柱上部始终保持一段新鲜树脂，故排出的水用一般分析措施验不出镍离子,可重新返冲洗槽回用。由于树脂吸附了Ni2+后,体积缩小0多以上,为避免工作时树脂乱层,在最初使用阶段,应视树脂体积收缩状况,逐渐
7、向互换柱添加新鲜树脂,始终保持互换柱内树脂高度为1400毫米。废水解决流程弱酸性阳树脂对水中多种阳离子在浓度相似的状况下,对阳离子的互换顺序为: H+FeA13a+Ni2K+Na+以上可以看出，弱酸性阳树脂对i2+的吸附顺序在F3+、A13+、Ca的背面,但是当NiZ+含量浓度超过其他离子浓度的状况下,N2+的互换势将高于其他离子,而吸附在互换柱的最低部。所觉得了能更好地清除Ni2+,应当减少冲洗水的用量，从而提高了废水中Ni2+的浓度，便于树脂的互换。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Ni2后,体积缩小30-%,当树脂再生转成N+型后，又将恢复到本来的体积,
8、因此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3套用H2SO4:溶液顺流再生,并直接回收，NiSO72O,洗脱液中硫酸镍约含20-250克/升,pH在3.以上,再生反映如下:(R-O)Ni+2RCO+Ni+由于含少量钙、镁等离子，故尚有如下反映:(R-)Ca2H+2ROHCa2(R-COO）M+2RCOH+g2+以上反映也许使回收液中增长了Ca+、+离子,少量M2+在镀镍槽里影响不大,反而具有一定的好处，而Ca2则与O2生成沉淀。C+O42-CSO4所觉得了除去Ca+的积累，可以将回收的硫酸镍静置后沉淀除去,而
9、运用其上部清液。当套用再生液用完后,开始用15倍再生树脂体积4N的H2SO4再生树脂,此液通过再生柱后回到套用酸槽内,以备下次再生时先用。待树脂所有再生后,用水正反冲洗洗净,然后用2倍再生树脂体积3%的aOH溶液流过树脂，将树脂转成钠型(转成钠型后,i2+容易吸附互换)。转型后的树脂体积将增长0以上,这时用软水(或纯水)充足淋洗树脂，然后运用水箱与设备的液位差将树脂输送到再生柱上面的树脂储存斗中备用。从而完毕了废水解决、树脂再生以及树脂移动的全过程。5四、结束语随着新型大孔型离子互换树脂和离子互换持续化工艺的不断涌现,在镀镍废水深度解决、高价金属镍盐的回收等方面,离子互换技术越来越呈现出其他措施难以匹敌的优势。为了提高水的循环运用率和符合日趋严格的排放原则,预期的离子互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,开创废水解决领域一片新天地。参照文献:1 李姣,杨春平，陈宏,等络合剂对化学镀镍废水解决的影响J.环境工程学报, ()：1713-1717. 李春华.离子互换法解决电镀废水M.北京:轻工业出版社,189.1-10. 罗耀宗.移动床离子互换树脂解决含镍废水J 水解决技术612 沈品华.电镀废水治理措施探讨.电镀与环保,18，18():831 5万兴荣.离子互换法解决电镀含镍含铜废水J 环境科学
