CN102795736A

CN102795736A - 一种阴离子交换树脂再生废液深度处理方法

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Publication number: CN102795736A
Application number: CN2011101362720A
Authority: CN
Inventors: 倪明亮; 刘佳; 周勉; 葛加坤
Original assignee: SICHUAN DEMO-SCIMEE SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CSCEC Scimee Sci and Tech Co Ltd
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2031-05-25
Also published as: CN102795736B

Abstract

本发明涉及废水处理领域，尤其涉及种一种阴离子交换树脂再生废液深度处理方法。该方法是在阴离子交换树脂的氯化钠再生废液中加入适量催化剂和磁粉，搅拌均匀，加入过氧化氢，利用磁分离技术分离。经过本发明处理的废液可以回用做氯型树脂洗脱液，再生效果好；本发明方法操作简单可行。

Description

一种阴离子交换树脂再生废液深度处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理领域，尤其涉及种一种阴离子交换树脂再生废液深度处理方法。

背景技术

离子交换树脂广泛应用于化工、生化、医药产品生产过程中用于提取和精制化合物。离子交换树脂的可反复利用是离子交换树脂在工业生产中获得广泛应用的主要优点之一。

对于一般的离子交换树脂, 减小其粒径, 虽可增加交换吸附过程的交换速度, 但沉降速度缓慢, 过滤和再生操作困难. 因此, 研制一种兼具粉末树脂作用速度快和一般树脂处理方便的新型树脂具有重要的实际意义, 磁性离子交换树脂就是由此而产生的。MIEX磁性离子交换树脂是一种兼有大孔吸附功能的阴离子交换树脂。

离子交换树脂的再生主要是指向装有使用过的离子交换树脂的离子交换柱中通入再生液以恢复树脂的离子交换能力的过程。现有的对离子交换树脂的再生一般是通过将失效树脂装入一个塔或柱，让盐水（高浓度氯化钠溶液）通过装填的塔或柱，污染物被置换到盐水中，氯离子和树脂的正电荷结合在一起，树脂又变得新鲜，可以再次利用。阴离子交换树脂再生的废液，由于具有高COD、高氯离子、高盐分的特征，可生化性较差，且饱和氯化钠溶液作为再生液，其氯离子利用率不足10%，导致再生废液中氯离子浓度高、COD高，不易实现处理达标排放或回收氯化钠。如处置不当，在资源浪费的同时往往带来二次污染。

目前，针对反渗透浓液、阴离子树脂再生废液等高含盐废水常用的处理方法是稀释后排海或焚烧。通过稀释，废液能达到深海排放标准，但废液中的COD总量及一些可生化性差的有机物对海洋生态环境会造成持久影响。水量小、废液中成分已知的废液可采用焚烧的方法进行处理，但化工废液中许多成分未知，且混合后在高温下容易发生剧烈反应，有潜在的危险性。

在阴离子交换树脂处理污水的应用中，树脂的再生方式及所产生的再生废液的妥善处理已经成为该类技术发展的瓶颈。对于利用碱再生的阴离子交换树脂再生废液，有人提出经过高级强氧化处理后将废液混入生化系统中进行处理。但经过高级强氧化处理后的废液中仍含有一些大分子难降解物质，在生化系统中容易富集。对于利用饱和氯化钠再生的阴离子交换树脂再生废液经过高级强氧化处理后，氯离子仍可高达70g/L，不经过脱盐处理，仍不能进入生化系统进行处理。

如何将高含盐再生废液妥善处理，是目前需要解决的难题。

发明内容

鉴于现有技术存在上述不足之处，本发明提供一种阴离子交换树脂再生废液深度处理方法，以化学催化氧化、磁絮凝工艺相结合，对高含盐再生废液进行处理，使再生废液经处理后能作为阴离子交换树脂的再生液回用。

为达到上述目的，本发明提供的一种阴离子交换树脂再生废液深度处理方法，该方法包括二个部分：（1）化学催化氧化处理：在阴离子交换树脂的含氯化钠再生废液中加入适量催化剂和磁粉，搅拌均匀，加入过氧化氢。（2）磁分离技术进行固液分离：利用磁分离技术将催化剂及废液中的部分有机物从废液中分离出来。催化剂是指粉末活性炭或颗粒活性炭中的一种，优选粉末活性炭。过氧化氢（以H₂O₂计）用量与催化剂的用量比例在2：1~20：1；催化剂用量至少大于1.5g/L。所述的阴离子交换树脂是指氯型阴离子交换树脂或磁性阴离子交换树脂；优选MIEX离子交换树脂。所述的磁分离技术是指磁絮凝法。

与现有技术相比较，本发明的优点是：

1. 再生废液经处理后，COD去除率达80%以上，色度去除率75%以上； 2.利用磁分离技术，出水SS<10mg/L以下； 3.产生渣量少；4.经过本发明处理的废液可以回用做氯型树脂洗脱液，再生效果好；5.本发明方法操作简单可行。

具体实施方式

在确定本发明的技术方案过程中，我们设计并实施了一系列实验，并在实验室研究基础上进行了现场小试。具体情况如下：

（1）和高锰酸钾氧化法、芬顿法对比，证明本发明方法操作简便、可行性强，处理效果好;

（2）经处理后的再生废液对饱和的树脂进行再生实验;

（3）再生后的树脂处理焦化废水生化尾水实验。

实施例1 三种化学氧化法对比

本实施例量取3份MIEX离子交换树脂(处理过焦化废水生化尾水)的氯化钠再生废液（下文中统一简称“原水”），各1L。分别用高锰酸钾氧化法、芬顿法及本发明方法进行对比。水样依次编号为1#、2#和3#。

试验步骤：

A.在1#样中投加 KMnO4 50mg/L,搅拌10min。

B.在2#样中加酸调节pH至3.5-4.0，然后加入硫酸亚铁（以Fe²⁺计为50mg/L）和30%双氧水（以H₂O₂计为200mg/L），搅拌30min，静置45min，倾出上清液，调节上清液pH至中性。

C.在3#水样中加入2.5g/L粉末活性炭和2.5g/L磁粉，搅拌均匀后投加30%双氧水10mL,搅拌5min.加入PAC(以Al₂O₃计为30mg/L)反应1min,再加入0.5mg/L PAM，反应1min，停止搅拌。用磁分离设备将絮团从水样中分离出来。

实验结果如表1所示。

表1 三种方法对比实验出水

从表1可以看出，分别用上述三种方法处理后的出水COD及色度均有所降低。本实验方法操作简单、可行性强，无需调节进出水pH值, 反应速度快，处理周期短，所采用的药剂对环境和树脂均无毒害作用，出水效果较好。高锰酸钾氧化法和芬顿法中所使用药剂里含有均金属离子，其对树脂具有损害。

实施例2 催化剂投加量的考察

试验步骤：取七份原水，各100ml。分别加入0克、0.1克、0.15克、0.2克、0.25克、0.35克和0.5克粉末活性炭和一定比例的磁粉，分别标号为1-7#，搅拌均匀，分别加入 30%过氧化氢1ml（以H₂O₂计为3g/L）。除了1#水样，其余均立即发生剧烈的反应，产生大量泡沫。最后利用磁分离技术将催化剂从废液中分离出来。

试验结果如表2所示。

表2 催化剂投加量梯度实验结果

水样	CODcr（mg/l）	色度（倍）
			原水	11830	200
1#出水	6730	180
			2#出水	5030	150
3#出水	3110	70
			4#出水	1555	60
5#出水	1356	60
			6#出水	1283	60
7#出水	1198	60

虽然粉末活性炭本身具有较强的吸附作用，但在本发明方法中投加量少，主要作为催化剂。由表2可以看出，不加催化剂的水样，其COD和色度的去除效果均不如添加有催化剂的水样。随着催化剂用量的增加，COD和色度的去除效果越明显。

实施例3 再生废液回用作再生液实验

取7份焦化废水生化尾水(CODcr=156mg/L,色度50倍），各1L。分别投加新鲜的澳洲MIEX离子交换树脂20mL,低速搅拌10min。树脂编号为A、B、C、D、E、F和G。反应停止后，等量取7份水样混合待测（记作“再生前”），并分别将树脂取出待用。

将实施例2中制取的2#-7#出水作为再生液，依次对6份的MIEX离子交换树脂（A~F）进行再生。另设计对照样：取饱和氯化钠溶液对剩余的1份MIEX离子交换树脂（G）进行再生。再生液体积与树脂的体积均设计为1：1。再生时间为10min。再生完成后，弃去上清液，并用去离子水清洗两次。再弃去上清液待用。

再取7份焦化废水生化尾水(CODcr=142mg/L,色度50倍），各1L。分别投加前述再生好的的澳洲MIEX离子交换树脂20mL,低速搅拌10min。反应停止后，取水样（记作“再生后”）待测。

试验结果如表3所示。

表3 再生效果对比实验结果

如表3所示，使用本发明处理方法处理过的再生废液可作为再生液，对吸附过焦化废水的澳洲MIEX离子交换树脂进行再生，其再生效果与饱和氯化钠溶液相近。

7组经再生后的树脂处理同样的焦化废水，对COD和色度的去除效果，树脂B~树脂F与树脂G相似。即实施例2中3#出水~6#出水作为再生液均能达到回用要求。当催化剂用量至少为1.5g/L时，再生废液经过处理后作为再生液，经其洗脱的树脂到预期目标。

实施例4 过氧化氢投加量的考察

试验步骤：取六份原水，各100ml，均加入0.15克粉末活性炭和适量的磁粉，搅拌均匀。再依次分别加入30%过氧化氢0ml、1ml、2ml、3ml、4ml、5ml，分别标号为1-6#。2-6#水样立即发生剧烈的反应，并产生大量泡沫。最后利用磁分离技术将催化剂从废液中分离出来。

试验结果如表4所示。

表4 过氧化氢投加量梯度实验结果

水样	COD（mg/l）	色度（倍）
			原水	11830	200
1#出水	10410	200
			2#出水	3110	70
3#出水	2860	60
			4#出水	2670	50
5#出水	2800	50
			6#出水	2920	50

如表4所示，随着过氧化氢投加量的增加，用稀释倍数法观察，出水色度差异很小。而出水CODcr的测定值因为受到水样中残留H₂O₂的影响而有所偏差。

实施例5 再生废液回用作再生液实验

取6份焦化废水生化尾水(CODcr=156mg/L,色度50倍），各1L。分别投加新鲜的澳洲MIEX离子交换树脂20mL,低速搅拌10min。树脂编号为A、B、C、D、E和F。反应停止后，等量取6份水样混合待测（记作“再生前”），并分别将树脂取出待用。

将实施例4中制取的2#-6#出水作为再生液，依次对5份的MIEX离子交换树脂（A~E）进行再生。另设计对照样：取饱和氯化钠溶液对剩余的1份MIEX离子交换树脂（F）进行再生。再生液体积与树脂的体积均设计为1：1。再生时间为10min。再生完成后，弃去上清液，并用去离子水清洗两次。再弃去上清液待用。

再取6份焦化废水生化尾水(CODcr=156mg/L,色度50倍），各1L。分别投加前述再生好的的澳洲MIEX离子交换树脂20mL,低速搅拌10min。反应停止后，取水样（记作“再生后”）待测。

试验结果如表5所示。

表5 再生效果对比实验结果

通过表5数据显示，以树脂F处理效果为参考，树脂A~树脂E处理焦化废水，在COD和色度去除率方面均能与树脂F达到相近的处理效果。即使用本发明处理再生废液方法所获得的再生液均能达到回用要求。

Claims

1.一种阴离子交换树脂再生废液深度处理方法，其特征在于：在阴离子交换树脂的氯化钠再生废液中加入适量催化剂和磁粉，搅拌均匀，加入过氧化氢，利用磁分离技术分离。

2.如权利要求1所述的一种阴离子交换树脂再生废液深度处理方法，其特征在于：催化剂是指粉末活性炭或颗粒活性炭中的一种。

3.如权利要求2所述的一种阴离子交换树脂再生废液深度处理方法，其特征在于：催化剂是指粉末活性炭。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种阴离子交换树脂再生废液深度处理方法，其特征在于：过氧化氢用量与催化剂的用量比例在2：1~20：1。

5.如权利要求4所述的一种阴离子交换树脂再生废液深度处理方法，其特征在于：催化剂用量至少大于1.5g/l。

6.如权利要求5所述的一种阴离子交换树脂再生废液深度处理方法，其特征在于：所述的阴离子交换树脂是指氯型阴离子交换树脂、磁性阴离子交换树脂中的一种。

7.如权利要求6所述的一种阴离子交换树脂再生废液深度处理方法，其特征在于：所述的磁性阴离子交换树脂是指MIEX离子交换树脂。

8.如权利要求7所述的一种阴离子交换树脂再生废液深度处理方法，其特征在于：所述的磁分离技术是指磁絮凝法。