CN110117043B - 一种利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法及树脂的再生方法 - Google Patents

一种利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法及树脂的再生方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110117043B
CN110117043B CN201910384309.8A CN201910384309A CN110117043B CN 110117043 B CN110117043 B CN 110117043B CN 201910384309 A CN201910384309 A CN 201910384309A CN 110117043 B CN110117043 B CN 110117043B
Authority
CN
China
Prior art keywords
exchange resin
wastewater
heavy metal
fecl
metal ions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910384309.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110117043A (zh
Inventor
王宁
吕振华
张炜铭
朱兆坚
赵昕
林原
周兵
翟廷婷
阮志伟
郭孝虎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Nju Environmental Technology Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Nju Environmental Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Nju Environmental Technology Co ltd filed Critical Jiangsu Nju Environmental Technology Co ltd
Priority to CN201910384309.8A priority Critical patent/CN110117043B/zh
Publication of CN110117043A publication Critical patent/CN110117043A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110117043B publication Critical patent/CN110117043B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J49/00—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
    • B01J49/60—Cleaning or rinsing ion-exchange beds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F2001/007—Processes including a sedimentation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • C02F2001/422—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using anionic exchangers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds

Abstract

本发明公开了一种利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法及树脂的再生方法，属于环保技术领域。包括以下步骤：1)调节含有重金属离子Mn+废水中的Cl‑浓度，使重金属离子转型成为Mn+‑Cl型稳定络合阴离子；2)采用阴离子交换树脂对转型后的废水中Mn+‑Cl型络合阴离子进行吸附；3)采用FeCl4 ‑溶液对吸附了Mn+‑Cl络合阴离子的阴离子交换树脂进行脱附处理；4)调节步骤3)产生脱附液的pH值至Mn+形成金属氢氧化物沉淀，经过固液分离，固体作为危险固废处置；上清液中加入氯化铁并调节pH，制备成FeCl4 ‑溶液以供步骤3)使用。本发明成功地解决了工业规模下低成本去除含干扰离子废水中的重金属离子的难题，再生彻底，有效地延长了树脂的使用寿命。

Description

一种利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法及树脂 的再生方法
技术领域
本发明属于树脂再生技术领域，更具体地说，涉及一种利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法及树脂的再生方法，是一种水处理领域中强碱性阴离子交换树脂的再生处理方法。
背景技术
重金属等无机离子态污染物在水体中积累到一定的限度就会对水体、水生植物、水生动物等生态系统产生严重危害，并可能通过食物链影响到人类的自身健康，因而对水体中该类污染物的深度净化越来越受到人们的重视。根据文献报道和工程调研，国内外对水中重金属类污染物的处理方法通常是先采用化学沉淀，再利用阳离子吸附剂进行把关。
当废水中同时含有较高浓度重金属离子和大量碱(土)金属等盐类共存离子时，如果采用强、弱酸性阳离子交换树脂进行吸附，由于碱(土)金属的位点直接竞争效应，会明显降低阳离子交换树脂对重金属的交换容量，导致实际处理效果不好，严重限制了离子交换法在重金属离子吸附中的应用，增大了污染处理难度。而NF/RO膜分离技术在去除重金属离子的同时也会同时截留碱(土)金属，降低膜组件的使用效率和效果、增加了工程投资成本。因此，在相对较高浓度的共存碱(土)金属环境中，离子交换、膜分离的方法均存在微量重金属离子选择性差、去除率低等明显缺陷，无机盐的负面效应显著。
中国专利公开号为CN101967209A的现有技术中制备了一种N-乙酰基乙二胺螯合树脂，其功能基团为N-乙酰基乙二胺和噻唑环，功能基团含量为0.71～1.39mmol/g。该树脂通过功能基团中的N、O原子的空间位置的合理设计实现对Cu2+等重金属离子进行选择性性吸附分离。中国专利公开号CN 103073667A公开了一种双伯胺基螯合树脂，该树脂上所含双伯胺基、乙酰基、亚胺基，利用其N、O等原子可对重金属同时发挥配位螯合作用，可对Cu2+等重金属离子进行选择性吸附分离，中国专利公开号CN 103979639 A中采用上述两篇现有技术中的螯合树脂对重金属进行吸附，调节控制吸附温度和流速直至吸附平衡，吸附饱和后，用再生剂对螯合树脂进行再生，再生后的树脂用清水洗至中性，再重复使用。
该方法虽然有效地避免了碱(土)金属离子的干扰，但对于树脂的要求较高，树脂的功能基团的设计及制备过程均较为复杂，难以在工业上大规模应用且成本较高，开发适合工业生产规模的重金属离子吸附方法，成为工业规模下含干扰离子的重金属废水处理领域亟待解决的问题。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有的采用具有特定螯合基团的选择性吸附阳离子交换树脂处理重金属离子的成本高的问题，本发明提供一种利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法及树脂的再生方法，可以实现在有/无碱(土)金属干扰离子环境下重金属的高效去除并回收，实现废水中有毒有害重金属的无害化处理、资源化控制。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法，包括以下步骤：
1)调节含有重金属离子Mn+废水中的Cl-浓度，使重金属离子转型成为Mn+-Cl型稳定的络合阴离子；
2)采用阴离子交换树脂对步骤1)所述转型后的废水中Mn+-Cl型络合阴离子进行吸附；
3)采用四氯合铁(FeCl4 -)溶液对步骤2)所述吸附了Mn+-Cl络合阴离子的阴离子交换树脂进行脱附处理，Mn+-Cl络合阴离子随脱附液流出，FeCl4 -与阴离子交换树脂结合；
4)调节步骤3)产生脱附液的pH值至Mn+形成金属氢氧化物沉淀，经过固液分离，固体作为危险固废处置；上清液中加入氯化铁并调节pH，制备成FeCl4 -溶液以供步骤3)使用。
优选地，步骤1)所述废水中同时含有重金属离子Mn+与碱(土)金属离子。
优选地，步骤1)所述废水预先经过沉淀预处理，重金属离子Mn+为锌、镉、汞、铅、铜离子中的一种或几种，浓度分别为0.01～10mg/L。
优选地，步骤1)所述Cl-质量百分比为2～10％。
优选地，步骤3)所述FeCl4 -的制备方法为：采用FeCl3、NaCl、盐酸试剂配制，其中FeCl3质量分数为1.0～5.0％；NaCl的质量分数为4.0～15.0％，pH≤3.0。
优选地，步骤4)所述上清液添加氯化铁的量为上清液质量的2.0～10.0％。
优选地，所述阴离子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂，以苯乙烯二乙烯苯为骨架，比表面为20.0～450.0m2/g，含有季胺基或嘧啶基或吡啶基，交换容量为0.5～4.5mmol/g。
优选地，所述阴离子交换树脂为D201、或201×7、或D296、或NDA-900、或AmberliteIRA-96、或Amberlite IRA-400、或Duolite-101D型树脂。
优选地，步骤3)所述脱附处理的温度为5.0～45.0℃，流量为0.5～8.0BV/h，其中BV为离子交换柱床体积。
优选地，步骤4)所述pH值为8.0～12.0。
优选地，步骤3)中的吸附过程可以采用单塔逆流吸附或单塔顺流脱附运行方式。
一种吸附FeCl4 -的阴离子交换树脂的再生方法，采用软水冲洗进行脱附以升高FeCl4 -的 pH值，所述软水的用量与FeCl4 -的用量体积比为2:(3～5)，脱附后的阴离子交换树脂循环用于吸附Mn+-Cl型络合阴离子；脱附液中的FeCl3可作为混凝剂使用，也可以浓缩后配制四氯合铁溶液。采用软水脱附的原理为：由于FeCl4 -为不稳定的络合阴离子，在pH升高时易发生分解形成阳离子，而采用软水冲洗即可实现FeCl4 -所处局部环境的pH升高，形成阳离子后即从阴离子交换树脂上脱附下来。
优选地，所述的软水用量为2.0～4.0BV，再生率为99％以上。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明突破现有思路，采用将能够与氯离子形成稳定络合物的重金属离子转化为 Mn+-Cl型络合阴离子后，用阴离子交换树脂将其吸附，再采用与阴离子交换树脂具有更强结合能力的FeCl4 -络合物将Mn+-Cl络合阴离子从阴离子交换树脂中脱附下来，有效地将含有锌、镉、汞、铅、铜金属元素目标离子的污染物的分离净化，实现废水中该类污染物的深度去除；
(2)本发明方法即使在废水中含有碱(土)金属离子时也不受影响，且由于碱(土)金属离子无法与氯离子形成稳定的阴离子络合物，因此其存在不会发生位点竞争效应；
(3)本发明的树脂吸附方法使水体中的目标离子被转化为低毒性的氢氧化物沉淀物，便于固定、封存和处置；
(4)本发明的脱附液经处理后可用来配置FeCl4 -重复利用，降低药剂消耗；
(5)本发明中采用FeCl4 -交换Mn+-Cl络合阴离子的脱附效率远远高于不同浓度情况下的软化水、氢氧化钠、氯化钠或者两者复配而成的溶液脱附，实现重金属离子的充分去除；
(6)本发明中吸附FeCl4 -的阴离子交换树脂的再生方法中采用软水冲洗进行脱附，由于 FeCl4 -为不稳定的络合阴离子，在pH升高时易发生分解形成阳离子，而采用软水冲洗即可实现FeCl4 -所处局部环境的pH升高，形成阳离子后即从阴离子交换树脂上脱附下来；
(7)本发明中再生后脱附液中产生的三氯化铁溶液可作为絮凝剂使用或浓缩后配制四氯合铁溶液，实现资源化利用。
附图说明
图1为本发明实施例中采用的方案流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
一种利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法，如图1所示，包括以下步骤：
1)调节重金属离子Mn+废水(废水预先经过沉淀预处理，重金属离子Mn+为锌、镉、汞、铅、铜离子中的一种或几种，浓度分别为0.01～10mg/L)中的Cl-浓度，使重金属离子转型成为Mn+-Cl型稳定的络合阴离子；
其中废水中Cl-质量百分比为2～10％；
2)采用阴离子交换树脂对步骤1)所述转型后的废水进行吸附；所述阴离子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂，以苯乙烯二乙烯苯为骨架，比表面为20.0～450.0m2/g，含有季胺基或嘧啶基或吡啶基，交换容量为0.5～4.5mmol/g，具体可以为：D201、或201×7、或D296、或NDA-900、或Amberlite IRA-96、或Amberlite IRA-400、或Duolite-101D型树脂。
3)制备FeCl4 -溶液：采用FeCl3、NaCl、盐酸试剂配制，其中铁元素质量分数为1.0～5.0％，以FeCl3计算；NaCl的质量分数为4.0～7.0％，pH≤3.0；采用四氯合铁(FeCl4 -)溶液对步骤2) 所述吸附了Mn+-Cl络合阴离子的阴离子交换树脂进行脱附处理，脱附处理的温度为 5.0～45.0℃，流量为0.5～8.0BV/h，Mn+-Cl络合阴离子随脱附液流出，FeCl4 -与阴离子交换树脂结合；吸附过程可以采用单塔逆流吸附或单塔顺流脱附运行方式；
4)调节步骤3)产生脱附液的pH值至8.0～12.0使Mn+形成金属氢氧化物沉淀，经过固液分离，固体作为危险固废处置，上清液中加入上清液质量2.0～10.0％的氯化铁并调节pH，制备成FeCl4 -溶液以供步骤3)使用。
实施例中还提供一种将前述吸附FeCl4 -的阴离子交换树脂的再生方法，采用2.0～4.0BV 软水冲洗进行脱附以升高FeCl4 -的pH值，再生率为99％以上，脱附后的阴离子交换树脂循环用于吸附阴离子；脱附液中的FeCl3可作为混凝剂使用，也可以浓缩后配制四氯合铁溶液。
实施例1
将20mL强碱性阴离子交换树脂(NDA-900，比表面为20.0～100.0m2/g，交换容量为0.5～2.5mmol/g，江苏南大环保科技有限公司)装入一根带夹套的玻璃吸附柱中(Φ32×360mm)。室温下(20.0℃)将经过沉淀预处理后的含有锌、镉、汞、铅、铜等重金属离子溶液(见表1) 中加入氯离子(调节混合溶液中的氯质量百分含量为10％)使重金属离子全部与氯离子形成络合阴离子，将此废水以1.0BV/h的流量通过NDA-900床层，废水处理量至少为3500.0BV/ 批次，实施例1中具体进、出水水质情况见表1。
表1树脂柱进、出水水质情况
Figure BDA0002054311170000041
Figure BDA0002054311170000051
注：上表中参考执行标准为地表水环境质量标准(GB3838-2002)表1中Ⅳ类水标准。
利用FeCl3、NaCl、盐酸试剂配制FeCl4 -脱附剂，脱附剂中铁元素含量以FeCl3计算约为脱附剂溶液质量的2.0％；NaCl质量分数约为5.5％；pH值约为3.0，依次利用5.0BV脱附剂 +2.0BV软化水，在20℃下以1BV/h流量通过上述NDA-900床层进行脱附及洗涤再生，络合态金属离子的脱附率达到99.0％；软水脱附后树脂再生率达99％以上。高浓脱附液为含有大量的锌、镉、汞、铅、铜与铁等金属元素的离子的溶液，调节该溶液的pH值至8～12，使前述重金属元素的离子形成金属氢氧化物沉淀，沉淀物经过脱水后作为危险固废处置，产生的上清液含有大量Cl-，向其中添加约2.0％的三氯化铁试剂，并利用盐酸调节pH值至3.0，使之形成四氯化铁溶液脱附剂供下次脱附Mn+-Cl络合阴离子使用，经过软化水洗涤产生了一定浓度的三氯化铁溶液，可作为混凝剂使用。
实施例2
将20mL强碱性阴离子交换树脂(NDA-900)装入一根带夹套的玻璃吸附柱中(Φ32×360 mm)。废水中除含有重金属离子外，还含有Na+浓度大于10mg/L，Ca2+浓度大于10mg/L，室温下(20.0℃)调节经过沉淀预处理后的含有锌、镉、汞、铅、铜等重金属元素的离子及钠、钙离子的废水中氯离子浓度，使混合溶液中的氯质量百分含量为8％，形成络合阴离子的废水以3.0BV/h的流量通过NDA-900床层，废水处理量至少为3500.0BV/批次，实施例2中具体进、出水水质情况见表2。
表2树脂柱进、出水水质情况
Figure BDA0002054311170000052
注：上表中参考执行标准为地表水环境质量标准(GB3838-2002)表1中Ⅳ类水标准。
脱附以及后续处置采用与实施例1相同的工艺，可得到与实施例1类似的结果，本实施例中在含有高浓度的Na+、Ca2+干扰的情况下，树脂的废水处理量仍然保持3500.0BV/批次，可见采用本实施例方法能够有效排除碱(土)金属的竞争效应，提高处理效率。
实施例3
吸附处理采用与实施例1相同的工艺，可得到与实施例1类似的结果。
利用FeCl3、NaCl、盐酸试剂配制FeCl4 -脱附剂，脱附剂中铁元素含量以FeCl3计算为量分数约为5.0％；NaCl质量分数约为5.5％；pH值约为3.0，依次利用3.0BV复配脱附剂+2.0BV 软化水，在30℃下以2BV/h流量通过上述NDA-900床层进行脱附及洗涤再生，络合态金属离子的脱附率达到99.0％；软水脱附后树脂再生率达99％以上。高浓脱附液中含有大量的锌、镉、汞、铅、铜与铁的金属元素的离子的溶液，调节该溶液的pH值至8～12，使前述重金属元素的离子形成金属氢氧化物沉淀，沉淀物经过脱水后作为危险固废处置，产生的上清液含有大量Cl-，向其中添加约2.0％的三氯化铁试剂，并利用盐酸调节pH值至3.0，使之形成四氯化铁溶液脱附剂供下次脱附Mn+-Cl络合阴离子使用，经过软化水洗涤产生了一定浓度的三氯化铁溶液，可作为混凝剂使用。
实施例4
吸附处理采用与实施例1相同的工艺，可得到与实施例1类似的结果。
利用FeCl3、NaCl、盐酸试剂配制FeCl4 -脱附剂，脱附剂中铁含量以FeCl3计算约为脱附剂溶液质量的1.0％；NaCl质量分数约为4.0％；pH值约为1.0，依次利用4.0BV复配脱附剂 +2.0BV软化水，在10℃下以4BV/h流量通过上述NDA-900床层进行脱附及洗涤再生，络合态金属离子的脱附率达到99.0％；软水脱附后树脂再生率达99％以上。高浓脱附液中含有大量的锌、镉、汞、铅、铜与铁的金属元素的离子的溶液，调节该溶液的pH值至合适范围，使前述重金属元素的离子形成金属氢氧化物沉淀，沉淀物经过脱水后作为危险固废处置，产生的上清液添加约1.0％的三氯化铁试剂，并利用盐酸调节pH至3.0，使之形成四氯化铁溶液供下次脱附Mn+-Cl络合阴离子使用，经过软化水洗涤产生了一定浓度的三氯化铁溶液，可作为混凝剂使用。
实施例5
将20mL强碱性阴离子交换树脂(D201,比表面为20.0～50.0m2/g，含有季胺基，交换容量为2.0～4.5mmol/g)装入一根带夹套的玻璃吸附柱中(Φ32×360mm)。室温下(20.0℃)将经过沉淀预处理后的含有锌离子溶液中加入氯离子(混合溶液中的氯质量百分含量为6％)，形成络合阴离子，将此废水以1.0BV/h的流量通过NDA-900床层，废水处理量至少为2500.0BV/批次，实施例5中具体进、出水水质情况见表3。
表3树脂柱进、出水水质情况
Figure BDA0002054311170000061
利用FeCl3、NaCl、盐酸试剂配制FeCl4 -脱附剂，脱附剂中铁元素含量以FeCl3计算约为脱附剂溶液质量的2.0％；NaCl质量分数约为10％；pH值约为3.0，依次利用5.0BV复配脱附剂+2.0BV软化水，在5℃下以8BV/h流量通过上述NDA-900床层进行脱附及洗涤再生，络合态金属离子的脱附率达到99.0％；软水脱附后树脂再生率达99％以上。高浓脱附液为含有大量的锌与铁等金属元素的离子的溶液，调节该溶液的pH值至8～10，使之形成金属氢氧化物沉淀，沉淀物经过脱水后作为危险固废处置，产生的上清液添加约10％的三氯化铁试剂，并利用盐酸调节pH值至3.0，使之形成四氯化铁溶液供下次脱附Mn+-Cl络合阴离子使用，经过软化水洗涤产生了一定浓度的三氯化铁溶液，可作为混凝剂使用。
实施例6
将20mL强碱性阴离子交换树脂(NDA-900)装入一根带夹套的玻璃吸附柱中(Φ32×360 mm)。室温下(20.0℃)将经过沉淀预处理后的含有镉离子废水中加入氯离子(调节混合溶液中的氯质量百分含量为2％)形成络合阴离子的废水以1.0BV/h的流量通过NDA-900床层，废水处理量至少为5000.0BV/批次，实施例6中具体进、出水水质情况见表4。
表4树脂柱进、出水水质情况
Figure BDA0002054311170000071
利用FeCl3、NaCl、盐酸试剂配制FeCl4 -脱附剂，脱附剂中铁元素含量以FeCl3计算约为脱附剂溶液质量的2.0％；NaCl质量分数约为15％；pH值约为2.0，依次利用5.0BV复配脱附剂+2.0BV软化水，在45℃下以1BV/h流量通过上述NDA-900床层进行脱附及洗涤再生，络合态金属离子的再生率达到99.0％；软水脱附后树脂再生率达99％以上。高浓脱附液为含有大量的镉与铁等金属元素的离子的溶液，调节该溶液的pH值至合适范围，使之形成金属氢氧化物沉淀，沉淀物经过脱水后作为危险固废处置，产生的上清液添加约3.0％的三氯化铁试剂，并利用盐酸调节pH值至3.0，使之形成四氯化铁溶液供下次脱附Mn+-Cl络合阴离子使用，经过软化水洗涤产生了一定浓度的三氯化铁溶液，可作为混凝剂使用。
实施例7
将20mL强碱性阴离子交换树脂(NDA-900)装入一根带夹套的玻璃吸附柱中(Φ32×360 mm)。室温下(20.0℃)将经过沉淀预处理后的含有汞、铅离子的废水中加入氯离子(调节混合溶液中的氯质量百分含量为3％)形成络合阴离子的废水以1.0BV/h的流量通过NDA-900 床层，废水处理量至少为3500.0BV/批次，实施例7中具体进、出水水质情况见表5。
表5树脂柱进、出水水质情况
Figure BDA0002054311170000081
利用FeCl3、NaCl、盐酸试剂配制FeCl4 -脱附剂，脱附剂中铁元素含量以FeCl3计算约为脱附剂溶液质量的2.0％；NaCl质量分数约为10％；pH值约为3.0，依次利用5.0BV复配脱附剂+2.0BV软化水，在20℃下以1BV/h流量通过上述NDA-900床层进行脱附及洗涤再生，络合态金属离子的脱附率达到99.0％；软水脱附后树脂再生率达99％以上。高浓脱附液为含有大量的汞、铅与铁等金属元素的离子的溶液，调节该溶液的pH值至合适范围，使之形成金属氢氧化物沉淀，沉淀物经过脱水后作为危险固废处置，产生的上清液添加约2.0％的三氯化铁试剂，并利用盐酸调节pH值至3.0，使之形成四氯化铁溶液供下次脱附Mn+-Cl络合阴离子使用，经过软化水洗涤产生了一定浓度的三氯化铁溶液，可作为混凝剂使用。
对比例A
采用与实施例7基本相同的条件，不同之处在于：向经过沉淀预处理后的含有汞、铅离子的废水中加入氯离子，混合溶液中的氯质量百分含量为0.5％。
表6树脂柱进、出水水质情况
Figure BDA0002054311170000082
结果表明，混合溶液中的氯质量百分含量较低时，由于汞离子与氯离子结合能力强，其处理结果并未受到显著影响，但铅离子与氯离子结合能力相对较弱，未能充分络合，导致铅离子处理后浓度未达排放标准。
实施例8
将20mL强碱性阴离子交换树脂(NDA-900)装入一根带夹套的玻璃吸附柱中(Φ32×360 mm)。室温下(20.0℃)将经过沉淀预处理后的含有镉、铜离子废水中加入氯离子(混合溶液中的氯质量百分含量为6％)形成络合阴离子的废水以1.0BV/h的流量通过NDA-900床层，废水处理量至少为5000.0BV/批次，实施例8中具体进、出水水质情况见表7。
表7树脂柱进、出水水质情况
Figure BDA0002054311170000091
利用FeCl3、NaCl、盐酸试剂配制FeCl4 -脱附剂，脱附剂中铁元素含量以FeCl3计算约为脱附剂溶液质量的2.0％；NaCl质量分数约为5.5％；pH值约为3.0，依次利用6.0BV复配脱附剂+4.0BV软化水，在20℃下以1BV/h流量通过上述NDA-900床层进行脱附及洗涤再生，络合态金属离子的再生率达到99.0％；软水脱附后树脂再生率达99％以上。高浓脱附液为含有大量的镉、铜与铁等金属元素的离子的溶液，调节该溶液的pH值至合适范围，使之形成金属氢氧化物沉淀，沉淀物经过脱水后作为危险固废处置，产生的上清液添加约2.0％的三氯化铁试剂，并利用盐酸调节pH值至3.0，使之形成四氯化铁溶液供下次脱附Mn+-Cl络合阴离子使用，经过软化水洗涤产生了一定浓度的三氯化铁溶液，可作为混凝剂使用。
实施例9
选用一根PP材质的吸附塔(Φ400×2400mm)，装填强碱阴离子交换树脂(NDA-900)190公斤(约250 L)，室温下(20℃)将经过沉淀预处理后的含有锌、镉、汞、铅、铜等重金属元素的离子(一种或几种)与其中氯离子(混合溶液中的氯质量百分含量为10％)络合形成阴离子的废水以0.25m3/h的流量通过NDA-900床层，每批处理量至少为875.0m3，实施例9中具体进、出水水质情况见表8。
表8树脂柱进、出水水质情况
Figure BDA0002054311170000092
注：上表中参考执行标准为地表水环境质量标准(GB3838-2002)表1中Ⅳ类水标准。
利用FeCl3、NaCl、盐酸试剂配制FeCl4 -脱附剂，脱附剂中铁元素含量以FeCl3计算约为脱附剂质量的1.0％；NaCl质量分数约为4.0％；pH值约为3.0，依次利用0.75m3复配脱附剂 +0.50m3软化水，在20℃下以0.25m3/h流量通过上述NDA-900床层进行脱附及洗涤再生，络合态金属离子的脱附率达到99.0％；软水脱附后树脂再生率达99％以上。高浓脱附液中含有大量的锌、镉、汞、铅、铜与铁的金属元素的离子的溶液，调节该溶液的pH值至合适范围，使前述金属元素的离子形成金属氢氧化物沉淀，沉淀物经过脱水后作为危险固废处置，产生的上清液添加约1.0％的三氯化铁试剂，并利用盐酸调节pH值至3.0，使之形成四氯化铁溶液供下次脱附Mn+-Cl络合阴离子使用，经过软化水洗涤产生了一定浓度的三氯化铁溶液，可作为混凝剂使用。
实施例10
利用其他类型强碱阴离子交换树脂(D201、201×7、D296、Amberlite IRA-96、或Amberlite IRA-400、或Duolite-101D)代替实施例1中使用的NDA-900，进水相同，其他操作条件不变，除每批处理量和使用寿命不完全相同，出水水质均能达到地表水环境质量标准(GB3838-2002) 表1中Ⅳ类水标准。

Claims (8)

1.一种利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）调节含有重金属离子Mn+废水中的Cl-浓度为质量百分比为2~10%，使重金属离子转型成为Mn+-Cl型络合阴离子；
2）采用阴离子交换树脂对步骤1）转型后的废水中Mn+-Cl型络合阴离子进行吸附；
3）采用FeCl4 -溶液对步骤2）吸附了Mn+-Cl型络合阴离子的阴离子交换树脂进行脱附处理，Mn+-Cl型络合阴离子随脱附液流出，FeCl4 -与阴离子交换树脂结合；
4）调节步骤3）产生脱附液的pH值至Mn+形成金属氢氧化物沉淀，经过固液分离，固体作为危险固废处置；上清液中加入氯化铁并调节pH，制备成FeCl4 -溶液以供步骤3）使用；
所述重金属离子Mn+为汞离子；
步骤3）所述FeCl4 -的制备方法为：采用FeCl3、NaCl、盐酸试剂配制，其中FeCl3质量分数为1.0~5.0%；NaCl的质量分数为4.0~15.0%，pH≤3.0。
2.根据权利要求1所述的利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法，其特征在于，步骤1）所述废水预先经过沉淀预处理，其中汞浓度为0.01~10mg/L。
3.根据权利要求1所述的利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法，其特征在于，步骤4）所述上清液中添加氯化铁的量为上清液质量的2.0~10.0%。
4.根据权利要求1所述的利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法，其特征在于，步骤2）所述阴离子交换树脂为D201、或201×7、或D296、或NDA-900、或AmberliteIRA-96、或Amberlite IRA-400、或Duolite-101D型树脂。
5.根据权利要求1所述的利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法，其特征在于，所述阴离子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂，以苯乙烯二乙烯苯为骨架，比表面为20.0~450.0m2/g，含有季胺基或嘧啶基或吡啶基，交换容量为0.5~4.5mmol/g。
6.根据权利要求1所述的利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法，其特征在于，步骤3）所述脱附处理的温度为5.0~45.0℃，流量为0.5~8.0BV/h，其中BV为离子交换柱床体积。
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法，其特征在于，再生方法包括采用软水冲洗进行脱附以升高FeCl4 -的pH值，所述软水的用量与FeCl4 -的用量体积比为2 : (3~5)，脱附后的阴离子交换树脂循环用于吸附Mn+-Cl型络合阴离子；脱附液中的FeCl3可作为混凝剂使用或浓缩后配制四氯合铁溶液。
8.根据权利要求7所述的利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法，其特征在于，所述软水用量为2.0~4.0BV。
CN201910384309.8A 2019-05-09 2019-05-09 一种利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法及树脂的再生方法 Active CN110117043B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910384309.8A CN110117043B (zh) 2019-05-09 2019-05-09 一种利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法及树脂的再生方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910384309.8A CN110117043B (zh) 2019-05-09 2019-05-09 一种利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法及树脂的再生方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110117043A CN110117043A (zh) 2019-08-13
CN110117043B true CN110117043B (zh) 2022-07-12

Family

ID=67521975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910384309.8A Active CN110117043B (zh) 2019-05-09 2019-05-09 一种利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法及树脂的再生方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110117043B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112079478A (zh) * 2020-08-27 2020-12-15 中伟新材料股份有限公司 一种从硫酸盐处理液脱除氟及重金属的方法
CN113387407A (zh) * 2021-06-15 2021-09-14 中科院过程工程研究所南京绿色制造产业创新研究院 一种贱金属溶液中分离回收镉的方法
CN115819187A (zh) * 2022-11-10 2023-03-21 中国石化长城能源化工（宁夏）有限公司 一种新型1,4-丁炔二醇净化处理方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6448299B1 (en) * 2000-01-25 2002-09-10 U.T. Battelle, Llc Regeneration of strong-base anion-exchange resins by sequential chemical displacement
CN102560517A (zh) * 2012-02-26 2012-07-11 吕路 一种含锌废盐酸的综合利用方法
CN106732832B (zh) * 2017-01-23 2019-05-10 湖南农业大学 利用金属盐溶液回收edta金属络合物及再生氯型阴离子交换树脂的方法
CN108504860B (zh) * 2018-03-14 2020-02-14 中南大学 一种赤泥酸浸出液中铁钪分离的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110117043A (zh) 2019-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110117043B (zh) 一种利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法及树脂的再生方法
Lito et al. Removal of anionic pollutants from waters and wastewaters and materials perspective for their selective sorption
CN101343093B (zh) 复合树脂深度净化水体中微量磷的方法
Hodi et al. Removal of pollutants from drinking water by combined ion exchange and adsorption methods
CN101780421B (zh) 一种氨氮吸附剂及其制备和使用方法
Duan et al. Achieving low-cost, highly selective nitrate removal with standard anion exchange resin by tuning recycled brine composition
CN102423684B (zh) 一种改性沸石氨氮吸附剂及其使用和再生方法
CN105617981A (zh) 一种海泡石的改性方法及改性海泡石在废水处理中的应用
CN110282783B (zh) 一种磷铵化工废水的处理系统及处理方法
CN106977013B (zh) 一种高氯含铊废水的净化处理方法及其应用
CN110885147B (zh) 一种含氟废水高效络合的离子交换除氟方法
WO2019037421A1 (zh) 碱性化学镍废水中镍的选择分离与综合回收方法
CN103706333A (zh) 一种载氧化锆除磷生物复合材料的制备及除磷方法
KR20140079520A (ko) 폐수 중의 음이온을 흡착제거하는 흡착제 및 이의 제조방법
CN102674589B (zh) 双甘膦废水的处理方法
CN110980914A (zh) 一种高碱度氢氧化铁凝胶吸附除砷的方法
CN111422942A (zh) 一种利用乙二胺基树脂同步还原-吸附水体中六价铬的方法
CN115041152B (zh) 一种基于树脂基载钕纳米复合材料及其制备方法和在深度去除水中磷酸根的应用
CN100548427C (zh) 利用金属螯合树脂吸附剂分离回收水体中脂肪酸的方法
CN107902855B (zh) 一种粘胶纤维生产中废弃锌离子的回收工艺
JP2013537105A (ja) ゼオライトを使用して選鉱工場のプロセス用水または他の流れから有機化学物質および有機金属錯体を除去する方法
CN103752282A (zh) 一种利用树脂/席夫碱复合材料去除水中重金属的方法
CN108191132A (zh) 一种高氯盐高酸废水中重金属的回收方法
CN113083259B (zh) 一种利用强碱性树脂基载钕纳米复合材料深度净化水中氟离子的方法
CN106587187A (zh) 一种用于微污染水处理的复合材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant