CN104108818B - 一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法,其工艺包括如下过程:(1)利用白烟灰/氧化锌对酸性重金属废水的酸度进行调节,使其pH值为2.5-3.0;(2)溶液进行离子交换,脱除溶液中的Cl;(3)脱除Cl后的溶液继续进行离子交换,脱除溶液中的F;(4)经离子交换后的溶液进入旋流电解装置进行电积脱杂,脱除后的溶液可以继续进入工业化生产中重复使用。本发明专利运用离子交换和旋流电解技术,可以高效的将Cl、F和As、Cd等重金属从废水中脱除,实现废水的净化处理,技术应用前景广阔,工艺流程简单、操作简单易行,离子的脱除率高。

Description

-种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法
技术领域
[0001] 本发明属于废水的处理回收技术领域,特别设及一种含F、C1及As、Cd等重金属废 水的处理方法。
背景技术
[0002] 重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重 金属的废水。重金属巧日含神、儒、隶、锋等)废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的 工业废水之一,重金属废水的排放对环境、生物及人类造成危害的同时,也造成了资源的浪 费,所W为使污水中所含的重金属达到排水某一水体或再次使用的水质要求,对其进行净 化的过程。随着工业化的快速发展,重金属废水的排放量也日益增加,W及环保要求的日益 提高,寻找经济的、合理的、有效的、环保的处理方法变得尤为重要,同时资源回收利用和闭 路循环是重金属废水处理发展的主流方向。
发明内容
[0003] 针对研究开发要求,本发明提供了一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属 废水的方法,本专利运用离子交换和旋流电解技术,可W高效的将C1、F和As、Cd等重金属 从废水中脱除,实现废水的净化处理,整个过程无废弃物生成,并将净化后的水继续返回使 用,实现了资环回收利用。
[0004] 所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法,其特征在于包 括如下步骤: 阳0化]1)在70-80°C下,利用白烟灰、氧化锋或任意比的白烟灰与氧化锋混合物对酸性重 金属废水的酸度进行调节,使其酸度降低,再过滤,滤液待处理;
[0006] 2)离子交换脱除Cl:采用阴离子交换树脂对步骤1)的滤液进行离子交换,将溶液 中的Cl脱除,得到脱Cl后溶液;
[0007] 3)离子交换脱除F:采用阴离子交换树脂对步骤2)中的脱Cl后溶液进行离子交 换,将溶液中的F脱除,得到脱F后溶液;
[0008] 4)将步骤3)得到的经离子交换后的脱F后溶液进入旋流电解装置进行电积脱杂, 脱除后的溶液继续进入工业化生产中重复使用。
[0009] 所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法,其特征在于步 骤1)中重金属废水酸度调节前的抑< 0. 5,将其抑值调至2. 5-3. 0。
[0010] 所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法,其特征在于步 骤2)中所述的阴离子交换树脂为LHR-a-CO树脂,吸附Cl后的该树脂用硫酸溶液对该树 脂解吸再生。
[0011] 所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法,其特征在于解 吸再生条件为:用蠕动累按50-200mL/h的流速将2N硫酸溶液送入LHR-a-CO树脂的树脂 柱,再用去离子水对树脂柱进行清洗,将树脂清洗至出水抑值大于2进行树脂再生。
[0012] 所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法,其特征在于步 骤2)在Cl脱除后,取出溶液加入硝酸银,判断Cl是否脱除完全。
[0013] 所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法,其特征在于步 骤2)中进行离子交换的条件为:用蠕动累按100-400mLA的流速将滤液送入阴离子交换树 脂柱内,滤液溫度为30-50°C。
[0014] 所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法,其特征在于步 骤3)中所述的阴离子交换树脂为LH-F树脂,吸附F后的树脂用硫酸侣溶液对其解吸再生。
[0015] 所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法,其特征在于解 吸再生条件为:用蠕动累按50-200血A流速将150-250g/L的Al2(S〇4)3溶液送入LH-F树 脂的树脂柱,并用去离子水对树脂柱进行清洗至出水澄清使树脂再生。
[0016] 所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法,其特征在于步 骤3)中进行离子交换的条件为:用蠕动累按100-400mLA的流速将溶液送入树脂柱,溶液 溫度为30-50 °C。 阳017] 所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法,其特征在 于步骤4)中所述的旋流电解电积脱杂条件为:电流密度800-1500A/m2、电解液循环量 100-250LA,脱除后的溶液中重金属含量在10个ppmW下。
[0018] 通过采用上述技术,与现有技术相比较,本发明的有益效果如下:
[0019] 1)本发明充分回收利用白烟灰或氧化锋等废弃物,利用白烟灰及氧化锋碱性特 点,对重金属废水的酸度进行调节,并进一步限定了将重金属废水的抑值调至2. 5-3. 0,由 于在该抑值条件下,重金属废水中的化离子和化离子能与氨氧根形成沉淀,在过滤时去 除,降低了重金属废水的杂质量,在实现重金属废水处理的同时,不但回收利用了白烟灰或 氧化锋等废弃物,降低环境污染,实现资源回收利用,而且降低了重金属废水处理的成本;
[0020] 2)本发明利用阴离子交换树脂对重金属废水中的F、Cl进行离子交换,将其从重 金属废水中去除,先去除Cl,除完后能在溶液中取样,加入硝酸银溶液,通过观察是否有沉 淀产生而判断Cl是否去除完全,若无沉淀,证明Cl已经去除完全,再去除F,F去除后,取样 分析溶液中的F离子浓度,判断去除效果,其操作方便快捷,去除效果好;
[0021] 3)本发明的LHR-a-CO树脂吸附Cl后能用硫酸溶液对该树脂解吸再生,并限定了 具体的解吸再生方法,再生后的树脂能重复利用,降低了处理成本;
[0022] 4)本发明阴离子交换树脂为LH-F树脂在吸附F后能用硫酸侣溶液对其解吸再生, 并具体限定了解吸再生方法,再生后的树脂能重复利用,降低了处理成本;
[0023] 5)本发明将除化、Fe、F及Cl之后的溶液通过旋流电解技术进一步去除其他重金 属杂质,回收重复利用,本发明流程短、高效环保、安全、工艺简单、可靠,操作简单易行,离 子的脱出率高,有效实现了废水的净化处理,整个过程新无废弃物生成,并将净化后的水中 重金属等含量在10个ppmW下,继续返回使用,实现了资环回收利用。
具体实施方式
[0024] W下结合实施例对本发明作进一步的描述: 阳〇2引 实施例1:
[00%] 取某厂废水(pH< 0. 5)、白烟灰及氧化锋,测定其具体的化学成分如下表:
Figure CN104108818BD00051
阳02引 1)取上述酸性废水化,在70-80°C逐渐加入一定量的白烟灰揽拌反应,使溶液的 抑值为2. 5,待反应结束过滤,此时化和化形成沉淀在滤渣中弃去,滤液进行离子交换;
[0029] 2)先用纯水将LHR-a-CO树脂清洗干净,再用蠕动累按200mL/h的流速将滤液送 入装有LHR-a-CO树脂(供货商:南京四方表面处理有限公司)的树脂柱过柱,进行离子交 换后得到脱Cl后溶液,取出少量溶液,加入硝酸银溶液,无白色固体生成,证明Cl已去脱 完,LHR-a-CO树脂吸附达到炮和后,用2N的硫酸进行解吸,然后用纯水将柱子清洗到出水 pH大于2,使树脂再生后重复利用;
[0030] 3)先用纯水将LH-F树脂清洗干净,再用蠕动累按250血A的流速将步骤2)中脱 Cl后溶液送入装有LH-F树脂(供货商:南京四方表面处理有限公司)的树脂柱过柱,进行离 子交换得到脱F后溶液,可取少量溶液,测其中F含量,树脂吸附达到炮和后,用180g/L的 硫酸侣溶液进行解吸,然后用纯水对树脂进行清洗,使树脂再生后重复利用;
[0031] 4)脱F后溶液进入旋流电解装置,电流密度1000A/m2,溶液循环量10化A进行电 积脱杂,各金属离子的脱出率达到90-99%,脱除后液中离子的浓度达到几10个卵mW下,脱 除后的溶液可W继续进入工业化生产中重复使用。
[0032] 上述实施例中,白烟灰用氧化锋或任意比的白烟灰及氧化锋混合物代替,均能取 得同样的技术效果。 阳03引本发明的LHR-Cl-CO树脂、LH-F树脂的性能参数分别如表1和表2所示:
[0034] 表1为LHR-Cl-CO树脂的性能参数表
[0035]
Figure CN104108818BD00052
[0036] 表2为LH-F树脂的性能参数表
[0037] 阳0測实施例2
Figure CN104108818BD00053
[0039] 1)取上述酸性废水化,在70-80°C加入一定量的白烟灰及氧化锋,揽拌反应,使溶 液的抑值为3.0,待反应结束过滤,滤液进行离子交换;
[0040] 2)用纯水将树脂清洗干净,再用蠕动累按350mLA的流速将滤液送入树脂柱,得 到脱Cl后溶液,树脂吸附达到炮和后,用2N的硫酸进行解吸,然后用纯水将柱子清洗到出 水抑大于2,使树脂再生后重复利用;
[0041] 3)用纯水将树脂清洗干净,再用蠕动累按250mL/h的流速将脱Cl后溶液送入树脂 柱,得到脱F后溶液,树脂吸附达到炮和后,用250g/L的Alz(S〇4)3溶液进行解吸,然后用纯 水对树脂进行清洗,使树脂再生后重复利用;
[0042] 4)脱F后溶液进入旋流电解装置,电流密度1200A/m2,溶液循环量20化A进行电 积脱杂,各金属离子的脱出率达到90-99%,脱除后液中离子的浓度达到5个ppm,脱除后的 溶液可W继续进入工业化生产中重复使用。
[0043] W上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用W限制本发明,凡在本发明的精神和 原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法,其特征在于包括如下步 骤: 1) 在70-80°C下,利用白烟灰、氧化锌或任意比例的白烟灰与氧化锌混合物对酸性重金 属废水的酸度进行调节,使其酸度降低,再过滤,滤液待处理; 2) 离子交换脱除C1 :采用阴离子交换树脂对步骤1)的滤液进行离子交换,将溶液中的 C1脱除,得到脱C1后溶液; 3) 离子交换脱除F:采用阴离子交换树脂对步骤2)中的脱C1后溶液进行离子交换,将 溶液中的F脱除,得到脱F后溶液; 4) 将步骤3)得到的经离子交换后的脱F后溶液进入旋流电解装置进行电积脱杂,脱除 后的溶液继续进入工业化生产中重复使用。
2. 根据权利要求1所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法, 其特征在于步骤1)中重金属废水酸度调节前的pH< 0. 5,将其pH值调至2. 5-3. 0。
3. 根据权利要求1所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法, 其特征在于步骤2)中所述的阴离子交换树脂为LHR-C1-CO树脂,吸附C1后的该树脂用硫 酸溶液对该树脂解吸再生。
4. 根据权利要求3所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的 方法,其特征在于解吸再生条件为:用蠕动栗按50-200mL/h的流速将2N硫酸溶液送入 LHR-C1-CO树脂的树脂柱,再用去离子水对树脂柱进行清洗,将树脂清洗至出水pH值大于2 进行树脂再生。
5. 根据权利要求1所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法, 其特征在于步骤2)在C1脱除后,取出溶液加入硝酸银,判断C1是否脱除完全。
6. 根据权利要求1所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法, 其特征在于步骤2)中进行离子交换的条件为:用蠕动栗按100-400mL/h的流速将滤液送入 阴离子交换树脂柱内,滤液温度为30-50°C。
7. 根据权利要求1所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法, 其特征在于步骤3)中所述的阴离子交换树脂为LH-F树脂,吸附F后的树脂用硫酸铝溶液 对其解吸再生。
8. 根据权利要求7所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法, 其特征在于解吸再生条件为:用蠕动栗按50-200mL/h流速将150-250g/L的A12(S04)3溶液 送入LH-F树脂的树脂柱,并用去离子水对树脂柱进行清洗至出水澄清使树脂再生。
9. 根据权利要求1所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法, 其特征在于步骤3)中进行离子交换的条件为:用蠕动栗按100-400mL/h的流速将溶液送入 树脂柱,溶液温度为30-50 °C。
10. 根据权利要求1所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方 法,其特征在于步骤4)中所述的旋流电解电积脱杂条件为:电流密度800-1500A/m2、电解液 循环量l〇〇-250L/h,脱除后的溶液中重金属含量在10个ppm以下。
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