原理
離子交換樹(shù)脂是具有三維空間結(jié)構(gòu)的不溶性高分子化合物,其功能基可與水中的離子起交換反應(yīng)。鍍鎳廢水中的Ni2+離子采用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂吸附。所用樹(shù)脂可以一般采用弱酸性陽(yáng)樹(shù)脂，采用弱酸性陽(yáng)樹(shù)脂交換時(shí),通常將樹(shù)脂轉(zhuǎn)為Na型。當(dāng)含Ni2+廢水流經(jīng)Na型弱酸性陽(yáng)樹(shù)脂層時(shí),發(fā)生如下交換反應(yīng)：
2R-COONa+Ni2+→(R-COO)2Ni+2Na+
水中的Ni2+被吸附在樹(shù)脂上,而樹(shù)脂上的Na+ 便進(jìn)入水中。 當(dāng)全部樹(shù)脂層與Ni2+交換達(dá)到平衡時(shí),用一定濃度的HCl或H2SO4再生，發(fā)生如下反應(yīng)：
(R-COO)2Ni+H2SO4→2R-COOH+NiSO4
此時(shí)樹(shù)脂為H型,需用NaOH轉(zhuǎn)為Na型,反應(yīng)如下：
R-COOH+NaOH→RCOONa+H2O
如此樹(shù)脂可重新投入運(yùn)行,進(jìn)入下一循環(huán)。廢水經(jīng)處理后可回清洗槽重復(fù)使用,洗脫得到的硫酸鎳經(jīng)凈化后可回鍍槽使用。
工藝方案論證
樹(shù)脂的選擇
目前能處理含鎳廢水的樹(shù)脂很多,其性能和特點(diǎn)各不相同,所以選擇合適的樹(shù)脂是工藝中一個(gè)主要的問(wèn)題。能夠用于處理含鎳廢水的樹(shù)脂中以弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂（也就是螯合樹(shù)脂）較多，而強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂也能吸附鎳離子,但是此款樹(shù)脂容易受含鎳廢水中鹽分，鈣鎂的影響。故工廠含鎳廢水多選用交換容量高、交換速度快、容易再生、機(jī)械強(qiáng)度高、膨脹度小的弱酸陽(yáng)樹(shù)脂（螯合樹(shù)脂）。
樹(shù)脂的預(yù)處理
科海思作為美國(guó)特邁斯的中國(guó)區(qū)總代理，旗下Tulsion CH-90除鎳螯合樹(shù)脂，出廠時(shí)經(jīng)活化處理好為鈉型，使用前只需用清水沖洗至PH為9左右就可以使用。
離子交換處理鍍鎳廢水,以前主要是固定床雙柱串聯(lián)工藝流程,近年來(lái)與移動(dòng)床鍍鉻廢水處理一樣,發(fā)展到移動(dòng)床鍍鎳廢水處理。其功能越來(lái)越全,占地越來(lái)越小。為了不使設(shè)備在飽和樹(shù)脂排放再生以后影響廢水的交換,裝置上有備用樹(shù)脂罐一個(gè)。設(shè)備功能齊全,操作方便,裝置包括水泵、流量計(jì)、過(guò)濾器、氣泵、樹(shù)脂再生系統(tǒng)以及電源控制部分。
廢水處理工藝流程
1、廢水的交換：
工作時(shí)，水泵將含鎳廢水從廢水池抽入過(guò)濾器，廢水從過(guò)濾器出來(lái),經(jīng)流量計(jì)后逆流進(jìn)交換柱,從交換柱頂部出來(lái)的水,就是己經(jīng)去除了Ni2+離子的水了（順流進(jìn)水還是逆流進(jìn)水可以根據(jù)具體的設(shè)計(jì)工藝要求選擇）,其反應(yīng)如下:
2R-COONa+Ni2+→(R-COO)2Ni+2Na+
從有機(jī)玻璃交換柱可以潔晰地看到,樹(shù)脂被壓力水均勻地托起,隨著吸附的進(jìn)行,吸附了鎳離子變成綠色的樹(shù)脂交換帶,明顯地由下而上逐步推移。當(dāng)交換帶移至交換柱三分之二處時(shí),交換柱底部樹(shù)脂顏色已很深,達(dá)到了飽和。螯合樹(shù)脂就需要作再生處理了。
2、廢水處理流程：
弱酸性陽(yáng)樹(shù)脂CH-90對(duì)水中各種陽(yáng)離子在濃度相同的情況下,對(duì)陽(yáng)離 |
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