CN102120660A - 含铬离子废水处理工艺及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含铬离子废水处理工艺以及设备，包括保安过滤器、载有H型强酸阳离子交换树脂的离子交换器、装载有除铬阴离子交换树脂的离子交换器；废水经预过滤后，通过H型强酸阳离子交换树脂，废水中的阳离子被H型强酸阳离子交换树脂富集并置换出氢离子使废水呈酸性，废水中的六价铬离子在酸性废水中转化为Cr2O7 2-，然后废水进入除铬阴离子交换树脂，Cr2O7 2-被除铬阴离子交换树脂富集。本工艺只会对废水中的各种离子进行树脂吸附富集然后洗脱清除，也就是整个工艺过程会降低废水的矿化度，而不会增加，因此处理后获得的水质较为纯净可循环利用于电镀生产，即使直接排放也不会对环境造成任何影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水的处理工艺及相应的设备，尤其是一种用于处理含铬离子废水的工艺及其设备。
背景技术
长期以来,电镀铬通常采用六价铬电镀液。六价铬为吞入性毒物/吸入性极毒物，皮肤接触可能导致敏感；更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性。六价铬是很容易被人体吸收的，它可通过消化、呼吸道、皮肤及粘膜侵入人体。有报道，通过呼吸空气中含有不同浓度的铬酸酐时有不同程度的沙哑、鼻粘膜萎缩，严重时还可使鼻中隔穿孔和支气管扩张等。经消化道侵入时可引起呕吐、腹疼。经皮肤侵入时会产生皮炎和湿疹。危害最大的是长期或短期接触或吸入时有致癌危险。在欧盟，对含有六价铬的物品有着严格的要求，我国今年也对六价铬进行严格的控制尤其是电镀废水的处理。现有比较成熟的六价铬处理工艺是采用还原法将六价铬还原为无毒的三价铬，一般可向废水中加入还原剂实现，如SO2气体，铁粉等等。这些工艺相当的复杂，而且由于需要向废水投入药剂会造成废水中的矿化度提高，直接排放也会对环境造成一定的污染。
发明内容
本发明的一个目的是提供含铬离子废水处理工艺，通过强酸树脂吸附阳离子并析出氢离子使废水呈酸性，使六价铬转换为重铬酸根离子，然后被除铬阴离子所富集，无需向废水中投入任何药剂，因此不会对废水造成二次污染或者增加废水的矿化度而且整个工艺简单易行。
本发明的另外一个目的是提供一种用于六价铬离子废水处理的设备，能够有效的净化废水中的六价离子。
本发明是这样来实现上述目的的：
含铬离子废水处理工艺，废水经预过滤后，通过H型强酸阳离子交换树脂，废水中的阳离子被H型强酸阳离子交换树脂富集并置换出氢离子使废水呈酸性，废水中的六价铬离子在酸性废水中转化为Cr2O7 2-，然后废水进入除铬阴离子交换树脂，Cr2O7 2-被除铬阴离子交换树脂富集。
废水经除铬阴离子交换树脂后还需进入除酸阴离子交换树脂富集废水中的其他酸根离子。
除铬阴离子交换树脂饱和后采用氢氧化钠溶液进行洗脱获得重铬酸钠溶液，洗脱的溶液进入除钠阳离子交换树脂富集钠离子，除钠阳离子交换树脂洗脱后获得重铬酸，经蒸发浓缩后循环用于电镀工艺。
含铬离子废水的设备，包括保安过滤器、载有H型强酸阳离子交换树脂的离子交换器、装载有除铬阴离子交换树脂的离子交换器；保安过滤器的入口与废水池相连，出口一次连接载有H型强酸阳离子交换树脂的离子交换器以及装载有除铬阴离子交换树脂的离子交换器。
装载有除铬阴离子交换树脂的离子交换器数量为至少两个，除铬阴离子交换树脂的离子交换器之间级联。
装载有除铬阴离子交换树脂的离子交换器后级联有装载有除酸阴离子交换树脂的离子交换器。
装载有除铬阴离子交换树脂的离子交换器的洗脱液排放口级联装载有除钠阳离子交换树脂的离子交换器。
本发明的有益效果是：保安过滤器清除了废水中的悬浮物以及有机物等，以减少对离子交换树脂的影响。H型强酸阳离子交换树脂具备吸附废水中阳离子的基团，当废水流经H型强酸阳离子交换树脂时，废水中阳离子被基团捕获从废水中清除，同时树脂中的氢离子被释放至废水中，使废水呈现酸性，而废水中的六价铬离子被转换为Cr2O7 2-，然后Cr2O7 2-被铬阴离子交换树脂富集，相对于传统的采用还原法向废水中投入还原剂，本工艺只会对废水中的各种离子进行树脂吸附富集然后洗脱清除，也就是整个工艺过程会降低废水的矿化度，而不会增加，因此处理后获得的水质较为纯净可循环利用于电镀生产，即使直接排放也不会对环境造成任何影响。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明的废水处理设备的结构示意图。
具体实施方式
含铬离子废水处理工艺，废水经预过滤后，通过H型强酸阳离子交换树脂，废水中的阳离子被H型强酸阳离子交换树脂富集并置换出氢离子使废水呈酸性，废水中的六价铬离子在酸性废水中转化为Cr2O7 2-，然后废水进入除铬阴离子交换树脂，Cr2O7 2-被除铬阴离子交换树脂富集。参照图1，本发明还提供了适用于上述废水处理工艺的设备，包括保安过滤器、载有H型强酸阳离子交换树脂的离子交换器、装载有除铬阴离子交换树脂的离子交换器；保安过滤器的入口与废水池相连，出口一次连接载有H型强酸阳离子交换树脂的离子交换器以及装载有除铬阴离子交换树脂的离子交换器。保安过滤器清除了废水中的悬浮物以及有机物等，以减少对离子交换树脂的影响。H型强酸阳离子交换树脂具备吸附废水中阳离子的基团，当废水流经H型强酸阳离子交换树脂时，废水中阳离子被基团捕获从废水中清除，同时树脂中的氢离子被释放至废水中，使废水呈现酸性，而废水中的六价铬离子被转换为Cr2O7 2-，然后Cr2O7 2-被铬阴离子交换树脂富集，相对于传统的采用还原法向废水中投入还原剂，本工艺只会对废水中的各种离子进行树脂吸附富集然后洗脱清除，也就是整个工艺过程会降低废水的矿化度，而不会增加，因此处理后获得的水质较为纯净可循环利用于电镀生产，即使直接排放也不会对环境造成任何影响。
为了使整个处理系统能够不间歇的运作，本发明采用装载有除铬阴离子交换树脂的离子交换器数量为至少两个，除铬阴离子交换树脂的离子交换器之间级联。首先与第一个采用装载有除铬阴离子交换树脂的离子交换器进行反应，并随时监测第一离子交换器出水口的六价铬离子浓度，当六价铬离子浓度达0.05mg/dm3时，打开第二离子交换器阀门，使第一、第二离子交换器串联，保证离子交换出水六价铬不超标，当第一离子交换器六价铬离子浓度达1mg/dm3时，断开第一离子交换器，使废水进入第二离子交换器继续富集Cr2O7 2-，同时使用NaOH溶液对第一离子交换器进行洗脱。同样当第二离子交换器饱和时又切换回第一离子交换器，对第二离子交换器进行洗脱，如此循环不间歇的对废水进行六价铬富集处理。
废水经除铬阴离子交换树脂后，废水中还会存在其他的酸根离子，如SO4 2-，CL-等，影响再生液的纯度，因此必须去除这些酸根离子，才能纯度较高的重铬酸，因此经除铬后的废水还需进入除酸阴离子交换树脂富集废水中的其他酸根离子。相应的设备为装载有除铬阴离子交换树脂的离子交换器后级联有装载有除酸阴离子交换树脂的离子交换器。
除铬阴离子交换树脂饱和后采用氢氧化钠溶液进行洗脱获得重铬酸钠溶液，而为了获得重铬酸，必须将重铬酸钠溶液转换为重铬酸，因此洗脱的溶液进入除钠阳离子交换树脂富集钠离子，除钠阳离子交换树脂洗脱后获得重铬酸，经蒸发浓缩后循环用于电镀工艺。同样相应的设备为装载有除铬阴离子交换树脂的离子交换器的洗脱液排放口级联装载有除钠阳离子交换树脂的离子交换器。
Claims (7)
1.含铬离子废水处理工艺，废水经预过滤后，通过H型强酸阳离子交换树脂，废水中的阳离子被H型强酸阳离子交换树脂富集并置换出氢离子使废水呈酸性，废水中的六价铬离子在酸性废水中转化为Cr2O7 2-，然后废水进入除铬阴离子交换树脂，Cr2O7 2-被除铬阴离子交换树脂富集。
2.根据权利要求1所述的含铬离子废水处理工艺，其特征在于：废水经除铬阴离子交换树脂后还需进入除酸阴离子交换树脂富集废水中的其他酸根离子。
3.根据权利要求1所述的含铬子废水处理工艺，其特征在于：除铬阴离子交换树脂饱和后采用氢氧化钠溶液进行洗脱获得重铬酸钠溶液，洗脱的溶液进入除钠阳离子交换树脂富集钠离子，除钠阳离子交换树脂洗脱后获得重铬酸，经蒸发浓缩后循环用于电镀工艺。
4.一种应用于权利要求1处理含铬离子废水的设备，其特征在于：包括保安过滤器、载有H型强酸阳离子交换树脂的离子交换器、装载有除铬阴离子交换树脂的离子交换器；保安过滤器的入口与废水池相连，出口依次连接载有H型强酸阳离子交换树脂的离子交换器以及装载有除铬阴离子交换树脂的离子交换器。
5.根据权利要求4所述的处理含铬离子废水的设备，其特征在于：装载有除铬阴离子交换树脂的离子交换器数量为至少两个，除铬阴离子交换树脂的离子交换器之间级联。
6.根据权利要求4所述的处理含铬离子废水的设备，其特征在于：装载有除铬阴离子交换树脂的离子交换器后级联有装载有除酸阴离子交换树脂的离子交换器。
7.根据权利要求4所述的处理含铬离子废水的设备，其特征在于：装载有除铬阴离子交换树脂的离子交换器的洗脱液排放口级联装载有除钠阳离子交换树脂的离子交换器。
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