含六价铬废水的离子交换法处理系统及工艺
制革废水铬预处理方案

制革废水铬预处理方案制革行业是一个传统的制造业,而制革过程中产生的大量废水对环境造成了严重的污染。
其中,铬是废水中主要的有害物质之一,因此有效的铬预处理方案至关重要。
本文将讨论针对制革废水中铬的预处理方案,以减少环境污染,保护生态环境。
一、废水特性分析制革废水中所含的铬主要以六价铬(Cr6+)的形式存在,具有高度的毒性和难降解性。
其对环境和水体生物造成严重危害,因此必须采取有效的预处理手段。
二、常见的铬预处理方法1. 化学沉淀法化学沉淀法是常见的废水处理方法之一,通过加入适量的沉淀剂将废水中的铬沉淀成不溶性的沉淀物,在此过程中还可与其他有害物质一并沉淀。
但此方法消耗较大、操作复杂,且沉积物处理难度大。
2. 离子交换法离子交换法利用具有亲和性的树脂将废水中的铬吸附附着在树脂上,达到净化废水的目的。
此方法操作简单、效率较高,但需要定期更换和再生离子交换树脂,成本较高。
3. 生物处理法生物处理法通过利用微生物的代谢活性降解废水中的铬,达到净化水体的效果。
生物处理方法对环境友好,但操作条件要求较严格,而且处理过程较为缓慢。
三、综合预处理方案针对制革废水中铬的特性和上述方法的优缺点,建议采用综合预处理方案,包括以下步骤:1.初步过滤:将废水进行初步过滤,去除大颗粒杂质。
2.化学沉淀:采用化学沉淀法将铬沉淀,结合其他有害物质一并沉淀。
3.离子交换:将沉淀后的废水通过离子交换树脂进一步净化,吸附掉残留的铬。
4.生物处理:对经过离子交换处理的水体,进行生物处理,利用微生物降解残留的有害物质。
综合采用以上几种预处理方法,可以有效降解制革废水中的铬,减少对环境的污染。
四、结语综上所述,制革废水中铬的预处理方案是一项重要的环保工作。
通过合理的预处理方法,可以有效净化废水,降低对环境的危害。
同时,制革企业应当积极配合政府的环保政策,减少废水排放,为环境保护贡献力量。
含六价铬废水的离子交换法处理系统及工艺

说明书摘要本发明公开了一种含六价铬废水的离子交换法处理工艺,它将废水调pH值、吸附、再生、维护和Cr6+离子的回收相结合,实现了含铬废水中的Cr6+离子自动化处理,本发明工艺的自动化程度高,处理效果好,可应用于大规模水处理;除铬柱设计成三柱或多柱,各离子交换柱之间设有可调节pH值的中间槽,在两柱或多柱串联工作时,中间过程可以调节PH值,使废水处理效果更好,可以克服常规离子交换过程中,由于离子浓度的变化产生的PH变化,从而造成树脂对离子的吸附能力下降的问题;出水水质可稳定保持Cr6+<0.5 mg/L;离子交换树脂可以得到有效维护,可长期稳定工作;再生液可回收,节约资源。
摘要附图1、一种含六价铬废水的离子交换法处理工艺,其特征在于该方法包括如下步骤:(1)将含六价铬废水送入pH调节池,调pH值至1~6;(2)废水送入n-1根串联的离子交换柱吸附Cr6+离子,n取3~10中的自然数,相邻两根离子交换柱之间设有可调节pH值的中间槽,保持pH值在1~6,第n-1根离子交换柱的出水口检测Cr6+离子的浓度,第n-1根离子交换柱的出水口流出的液体即为Cr6+离子达到排放标准的废水;(3)当第n-1根离子交换柱的出水口的Cr6+离子浓度达到0.5mg/L时,将第1根离子交换柱与其它n-2根离子交换柱断开;第n根离子交换柱与其它n-2根离子交换柱串联,第2根离子交换柱变为第1根离子交换柱,第3根离子交换柱变为第2根离子交换柱,以此类推,直至第n根离子交换柱变为第n-1根离子交换柱,返回步骤(2);同时,原始第1根离子交换柱进行pH调节池—除铬柱—pH调节池的循环吸附,最大循环吸附时间按下式计算:循环时间T=η×树脂穿漏时间T1-树脂再生时间T2,η取0.6~1;循环吸附结束后,将原始第1根离子交换柱按如下程序进行再生:排空柱中水至pH调节池—碱液洗柱后排入再生液槽—柱中剩余碱液反抽到稀碱槽—用水清洗柱—清洗水排入pH调节池—酸液循环洗柱,再生完全的原始第1根离子交换柱变为第n根离子交换柱待用。
离子交换法处理含铬废水

离子交换法处理含铬废水摘要:含铬废液pH=3-4时,流量为10BV/h时,采用双阴离子交换柱串联全饱和工艺处理回收含六价铬废水,出水能满足国家排放标准,穿透体积大。
利用阳离子交换树脂柱除去再生液中的钠离子,去除率可达到83%,纯化后的含六价铬溶液能再次投入使用。
关键词:六价铬;离子交换;回收Abstract: The pH of Cr6 +wastewater was 3-4, flow rate was 10BV/h. Two negatively charged ion-exchange resin columns were serialized and saturated to recover Cr6+ wastewater. The permeability was high and processed water could meet national discharge standards. Then positively charged ion-exchange resin was employed to remove Na+ in the recovered water, and 83% of Na+ could be removed. After that the purified Cr6+solution could be reused.Keywords:Cr6+ ;ion-exchange ;recovery铬是环境污染及影响人类健康的有害元素之一。
六价铬为食入性毒物,饮水中超标400倍时,会发生口角糜烂、腹泻、消化紊乱等症状,引起呼吸急促,咳嗽及气喘,短暂的心脏休克,肾脏、肝脏、神经系统和造血器官的毒性反应等,更可能造成遗传性基因缺陷,并对环境有持久危险性。
六价铬一般分离方法有离子交换树脂、电渗析、电解氧化还原法、还原沉淀法、石灰絮凝和吸附法等几种手段。
本文研究了六价铬在阴、阳离子交换树脂柱上的行为和分离条件,提出以离子交换为主的废水中铬形态分离及分析的系统流程,并研究了对六价铬的纯化和回收。
含六价铬废水处理方案设计

含六价铬废水处理方案设计六价铬是一种具有较强毒性的有害物质,对环境和人体健康造成潜在风险。
因此,对六价铬废水的处理非常重要。
本文将介绍一种针对六价铬废水的处理方案设计。
首先,了解六价铬废水的特性对处理方案设计至关重要。
六价铬废水的主要特性包括高浓度、难降解、难以氧化还原等。
基于这些特性,我们可以制定以下处理方案:1.降解六价铬废水:采用生物降解技术,使用具有六价铬还原能力的微生物进行降解处理。
例如,铬酸盐还原菌、兼氧六价铬还原菌等可以将六价铬还原为三价铬,从而减少毒性。
这种方法的优点是操作简单、成本低,但需要较长的处理时间。
2.氧化六价铬:采用化学氧化剂如过氧化氢、臭氧、高锰酸钾等将六价铬氧化为更易处理的低价铬。
这种方法操作简单、效果好,但成本相对较高。
3.吸附处理:利用吸附材料如活性炭、陶瓷球等物质对六价铬进行吸附。
这种方法具有处理快速、效果显著的优点,但吸附剂的成本较高,需要经常更换。
4.膜分离技术:采用逆渗透、超滤、微滤等膜分离技术对六价铬废水进行处理。
这种方法具有高效、节能的特点,但初投资较大,操作难度相对较高。
综合上述方案,可以制定以下六价铬废水处理流程:首先,采用物理搅拌等方式提高废水的可处理性,包括溶解氧和pH 值的调节等,以提高后续处理效果。
接下来,采用生物降解技术进行六价铬的还原。
首先,在废水中添加专门的还原菌种,如铬酸盐还原菌或兼氧六价铬还原菌,并进行适当的混合与搅拌,以增加接触效率。
维持合适的温度和厌氧环境,利用这些微生物将六价铬还原为三价铬。
根据实际情况,可使用选择性阴离子交换树脂来去除还原后的三价铬。
然后,采用化学氧化剂对三价铬进行进一步氧化。
具体来说,可以使用过氧化氢、臭氧或高锰酸钾来将三价铬氧化为更低价的铬离子。
此步骤有助于进一步降低六价铬的浓度。
在氧化处理后,采用吸附材料对废水进行吸附。
常用的吸附材料有活性炭、纳米颗粒和陶瓷颗粒等。
将废水与吸附剂进行充分接触,以将残余的铬离子吸附到吸附材料上。
含六价铬废水处理方案设计

题,如吸入某些较高浓度的六价铬化合物会引起流鼻涕、打喷嚏、瘙
痒、鼻出血、溃疡和鼻中隔穿孔。。
•
过量的(超过10ppm)六价铬对水生物有致死作用。实验显示受
污染饮用水中的六价铬可致癌。动物喝下含有六价铬的水后,六价铬
会被体内许多组织和器ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的细胞吸收。
•
皮革中残留的六价铬,可以通过皮肤、呼吸道吸收,引起胃道及
• 4H2CrO4+6NaHSO3+3H2SO4→2Cr2(SO4)3+3Na2SO4+ 10H2O
• ………(1) • Cr2(SO4)3+6NaOH→2Cr(OH)3↓+3Na2SO4 • ………(2) • (1)式还原反应,若pH值在3以下,反应在短时间内即进行
结束。如果使(2)式中和反应pH在7.5~8.5范围内进行, 则Cr(Ⅲ)即以Cr(OH)3形式沉淀析出.
来
源
水中铬主要来自于工业废水,冶金,耐火材料, 化工,电镀,制革等工废料.水中以六价铬和三价铬 良种价态形式出现六价铬的毒性较强,约为三价铬 的100倍,六价铬又主要以铬酸盐的形式存在.
据估计,有80种不同行业的工人可能与六价 铬接触。各种各样的六价铬化合物分别应用于制 革、纺织品生产、印染、颜料以及镀铬等行业中 。其他排放铬的途径包括燃油和燃煤、不锈钢焊 接、制钢、水泥厂、工业油漆和涂料制造以及冷 却塔等。
• 亚硫酸氢钠法处理含铬废水,可以在单独设置的废水处理池中进行,也可以 采用设在铬化槽后的槽内进行,其处理基本工艺流程如下:
处理方案
• 处理反应如下: Cr2O7-2+3HSO3-+5H+ 2Cr3++3SO4-2+4H2O 废水应先进行酸化,调整PH值至2.5-3。 亚硫酸氢钠的投药量一般可按六价铬离子与亚硫酸氢钠的重量比为1:3.5-1:5 投加。亚硫酸氢钠与废水混合反应均匀后,加调整PH至6.7-7.0生成氢氧化铬 沉淀。 W=dCoFTM/CR 在槽内处理含铬废水时,铬化槽后的清洗槽的有效容积除应符合工件对槽尺 寸的要求外,可按下式计算: 式中 W—化学清洗槽有效容积(L); d—单位面积槽液带出量(L/dm2); Co—回收槽溶液中六价铬离子含量(g/L); F—单位时间清洗镀件面积(dm2/h); T—使用周期,当采用亚硫酸氢钠为还原剂时,不宜超过72小时; M—还原1g六价铬离子所需的亚硫酸钠为3.0g-3.5g; GR—化学清洗液中的还原剂含量。
离子交换法处理含铬废水

启排废再生液阀门; ⑤ 缓慢开启流量计阀门,调整流量为5 l/h; ⑥ 观察阴柱内冲洗树脂的现象,10分钟后反冲洗完毕。
水处理实验
实验教师:郭风伟
环境与市政工程实验中心
环境与市政工程实验中心
离子交换法处理含 铬废水
水处理实验
实验教师:郭风伟
环境与市政工程实验中心
一、实验目的
掌握离子交换法处理含铬废水的特性与规律。 熟悉离子交换法处理含铬废水的工艺流程及装置。 掌握离子交换法处理含铬废水的操作方法。
水处理实验
实验教师:郭风伟
环境与市政工程实验中心
二、实验原理
废液阀门。 ③ 接通酸溶液水泵电源,缓慢开启流量计阀门调整流量为3 l/h。 ④ 将NaOH槽水泵软管连结阴柱前流量计进口管阻 ⑤ 逆流再生阴树脂,开启阴柱下端进再生液(NaOH)阀门,上端
排废液阀门。 ⑥ 接通碱溶液水泵电源,缓慢开启流量计阀门调整流量为3 l/h。 ⑦ 再生阳、阴树脂,稳定运行15分钟,结束该实验过程。
阳离子交换树脂(简称“阳树脂”)再生溶液:5%HCl溶液。 阴离子交换树脂(简称“阴树脂”)再生溶液:10%NaOH溶液
水处理实验
实验教师:郭风伟
环境与市政工程实验中心
五、实验步骤
该实验分为交换,反冲洗、再生、清洗四个过程。具体操作分步进行 (实验前所有阀门全部关闭)。
交换过程
反冲洗过程 再生过程
实验系统稳定运行后,每间隔5分钟取一次阴柱出水水样约100mL, 取水样的同时,测试阳柱和阴柱出水的pH; ⑥ 交换过程结束,需关闭所用阀门。
离子交换法处理含铬废水

离子交换法处理含铬废水重铬酸钠、铬酸酐等铬盐类产品是广泛应用于电镀、颜料、制革、医药、冶金及化工等行业的重要化工原料。
在国民经济建设中占有十分重要的地位。
但是在生产铬盐产品的过程中,产生的大量含铬废水,如不妥善处理,任意排放,将会污染江河水源及环境。
当水中六价铬的到一定程度时,对人类、畜牧、鱼类、农作物等均有害。
因此,消除含铬废水的污染,对保护环境,造福人民和发展经济都具有很大的意义。
目前,国内外对含铬废水的处理,一般采用的方法有硫酸亚铁—石灰法、钡盐法、二氧化硫法,亚硫酸钠法,电解法和离子交换法等。
其中除离子交换法外,均要产生大量含有三价铬的污水(三价铬也是有毒物质)。
既难于处理,且对铬的资源不能进行回收和利用。
现采用大孔型ZGA451弱碱性阴离子交换树脂处理含铬废水,不仅处理的水质较好,符合国家排放标准,而且还能回收利用大量铬的化合物。
这种大孔型离子交换树脂系新型的离子交换树脂。
与普通凝胶型离子交换树脂相比,具有更强的抗污染能力,更广泛的适应性和高交换容量。
而且机械强度好,有弹性,不易被具有氧化性的离子所破坏,也不易因膨胀收缩而破坏结构,网孔不容易受有机物污染和高效吸附与再生洗脱容易等优点。
一、树脂主要物化性能ZGA451大孔弱碱性阴离子交换树脂主要性能指标名称 指标外观 乳白色至淡黄色不透明球状颗粒功能基团 -N(CH3)2·H2O出厂型式 游离胺型含水量 % 48~58质量全交换容量 mmol/g(干)≥4.80体积全交换容量 mmol/ml ≥1.4湿真密度 g/ml 1.03~1.06湿视密度 g/ml 0.65~0.72渗磨圆球率 % ≥90范围粒度 % 常规型(0.315~1.25mm) ≥95 温度 ℃ ~80PH值 1~9膨胀率 % ≤25二、基本原理及工艺流程1.基本原理离子交换法处理含铬废水,是利用离子交换树脂的活性基团的交换作用吸附废水中的铬酸根(CrO42-)和重铬酸根(Cr2O72-)离子,去除有害的Cr6+离子,待树脂吸附饱和后,用氢氧化钠和氯化钠组成的再生剂进行再生,以达到回收铬化合物的目的。
废水中六价铬处理方案

废水中六价铬处理方案工业废水中六价铬处理方案一.概述:六价铬是环境污染及影响人类健康的有害元素之一,六价铬为食入性毒物,废水中浓度超标会对环境产生加大危害,工业废水中铬离子一般为六价铬,常规的处理方案为:离子交换树脂法、过滤吸附法、硫酸亚铁还原沉淀法等。
二.需方提供水质中铬离子含量为:1.5g/L,PH值:5-7,要求处理后废水中铬离子达到国家标准,含量小于0.5.三.由于废水中铬离子过高,所以一般造价较低的过滤吸附法、硫酸亚铁还原沉淀法(只能处理水中铬离子含量小于15 mg/L的废水),不能处理到国家排放标准,最好的方法为:阴离子树脂交换法四.采用阴离子树脂交换处理铬离子方案:1.含铬离子量较大的废水首先通过吸附能力较强的活性炭交换罐,活性炭除去水中杂物和部分色素,使水更加干净,考虑采用玻璃钢交换罐,定期反洗,具体型号及规格为:1)出水量:15t/h2)直径:¢900×2000mm3)运行方式:电脑自动控制4)材质:玻璃钢罐体5)活性炭高度:大于1000mm2.通过活性炭处理过的废水再经过碱式(OH-)强阴离子树脂罐进行交换反应:含铬离子废水处理后水3.当PH 偏高时,六价铬主要是铬酸根CrO 2-4形态存在,在酸性条件下重铬酸以Cr2O 2-7形式存在,用阴离子树脂除去六价铬,酸性条件的废水比碱性条件下效果更好,方程式如下:Cr2O 2-7+RNCL=(RN2)Cr7+CL当PH 值为:3-4时,与阴离子树脂交换效果好,废水中铬离子(CrO 2-4、Cr2O 2-7)能够基本除去,可以达到国家要求的排放标准。
4.化工厂废水中铬离子含量为:1.5g/L,阴离子树脂的交换容量为1.3moi/L,铬离子的原子量为52,每升阴离子树脂交换Cr 6+为:1.3×52=67.6g,失效后的阴离子交换树脂采用2%-10%的碱性溶液再生。
5.如果要求每天处理废水100吨,设备工作10小时,具体需要选择的规格及技术方案为:1).设备出水量为:10t/h 2).罐体采用¢900×1850数量:2只3).阴离子交换树脂:2000L4).运行方式:流量控制,电脑自动再生5).罐体材质为:玻璃钢6)树脂层高:大于1200mm7)再生液计量箱:1000L(PE材质)8)处理后铬离子含量:小于0.5mg/L9)设备占地面积:20m210)处理系统流程图:。
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本发明公开了一种含六价铬废水的离子交换法处理工艺,它将废水调pH值、吸附、再生、维护和Cr6+离子的回收相结合,实现了含铬废水中的Cr6+离子自动化处理,本发明工艺的自动化程度高,处理效果好,可应用于大规模水处理;除铬柱设计成三柱或多柱,各离子交换柱之间设有可调节pH值的中间槽,在两柱或多柱串联工作时,中间过程可以调节PH值,使废水处理效果更好,可以克服常规离子交换过程中,由于离子浓度的变化产生的PH变化,从而造成树脂对离子的吸附能力下降的问题;出水水质可稳定保持Cr6+<0.5 mg/L;离子交换树脂可以得到有效维护,可长期稳定工作;再生液可回收,节约资源。
1、一种含六价铬废水的离子交换法处理工艺,其特征在于该方法包括如下步骤:(1)将含六价铬废水送入pH调节池,调pH值至1~6;(2)废水送入n-1根串联的离子交换柱吸附Cr6+离子,n取3~10中的自然数,相邻两根离子交换柱之间设有可调节pH值的中间槽,保持pH值在1~6,第n-1根离子交换柱的出水口检测Cr6+离子的浓度,第n-1根离子交换柱的出水口流出的液体即为Cr6+离子达到排放标准的废水;(3)当第n-1根离子交换柱的出水口的Cr6+离子浓度达到0.5mg/L时,将第1根离子交换柱与其它n-2根离子交换柱断开;第n根离子交换柱与其它n-2根离子交换柱串联,第2根离子交换柱变为第1根离子交换柱,第3根离子交换柱变为第2根离子交换柱,以此类推,直至第n根离子交换柱变为第n-1根离子交换柱,返回步骤(2);同时,原始第1根离子交换柱进行pH调节池—除铬柱—pH调节池的循环吸附,最大循环吸附时间按下式计算:循环时间T=η×树脂穿漏时间T1-树脂再生时间T2,η取0.6~1;循环吸附结束后,将原始第1根离子交换柱按如下程序进行再生:排空柱中水至pH调节池—碱液洗柱后排入再生液槽—柱中剩余碱液反抽到稀碱槽—用水清洗柱—清洗水排入pH调节池—酸液循环洗柱,再生完全的原始第1根离子交换柱变为第n根离子交换柱待用。
2、根据权利要求1所述的含六价铬废水的离子交换法处理工艺,其特征在于上述n 根离子交换柱装有大孔强碱性阴离子交换树脂。
3、根据权利要求1所述的含六价铬废水的离子交换法处理工艺,其特征在于步骤(3)中树脂再生所用的碱液为4~10%(w/w)的氢氧化钠,所述的酸液为0.3~10%(w/w)的盐酸。
4、根据权利要求1所述的含六价铬废水的离子交换法处理工艺,其特征在于步骤(3)中碱液洗柱过程以1倍床体积/h的速度洗柱。
5、根据权利要求1所述的含六价铬废水的离子交换法处理工艺,其特征在于步骤(3)中再生液中的Na2CrO4,经阳离子交换树脂处理后成为H2CrO4进行再利用或进一步加工回收固体Na2Cr2O7。
6、根据权利要求1所述的含六价铬废水的离子交换法处理工艺,其特征在于离子交换柱中的树脂的工作交换容量下降到原值的0.8时,启动如下树脂维护程序:单根离子交换柱再生程序—维护液循环打入单根离子交换柱2~12小时—用水清洗柱—清洗水排入pH调节池—酸液循环洗柱1~2小时,按照此程序依次维护每根离子交换柱。
7、根据权利要求6所述的含六价铬废水的离子交换法处理工艺,其特征在于树脂轻度污染时,所述的维护液包含如下重量百分比的组分:8~16%盐酸,其余为去离子水;树脂重度污染时,所述的维护液包含如下重量百分比的组分:氯化钠10~25%,双氧水3~10%,氢氧化钠1~5%,其余为去离子水。
8、根据权利要求1所述的含六价铬废水的离子交换法处理工艺,其特征在于该工艺采用在线Cr6+检测仪和可编程控制器控制所有阀门、压力和流量的自动操作方式。
含六价铬废水的离子交换法处理工艺技术领域本发明涉及一种废水的处理工艺,具体涉及一种含六价铬废水的离子交换法处理工艺。
背景技术含六价铬废水广泛存在于电镀、冶金生产领域,不仅造成资源的损失,而且造成严重的环境污染。
因此含六价铬废水的排放受到严格控制。
离子交换法是处理含铬废水的有效方法之一,相比其他处理方法具有处理成本低,可回收六价铬的优点,但是目前的处理系统和工艺存在自动化程度低,树脂的再生和维护操作复杂,不适合大规模的废水处理,特别是废水中同时存在三价铬,对树脂的污染严重的问题一直没有有效的解决手段。
因此用离子交换法处理含铬废水目前无法实现广泛和大规模应用。
发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种能进行广泛和大规模使用的离子交换法处理含六价铬废水的工艺,以实现含六价铬废水中的Cr6+离子的自动化处理。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案如下:一种含六价铬废水的离子交换法处理工艺,包括如下步骤:(1)将含六价铬废水经物理净化处理合格后送入pH调节池,调pH值至1~6,pH 值优选2~5;(2)废水送入n-1根串联的离子交换柱吸附Cr6+离子,n取3~10中的自然数,相邻两根离子交换柱之间设有可调节pH值的中间槽,保持pH值在1~6,pH值优选2~5,这样可使废水处理效果更好,可以克服常规离子交换过程中,由于离子浓度的变化产生的pH变化,从而造成树脂对离子的吸附能力下降的问题;第n-1根离子交换柱的出水口检测Cr6+离子的浓度,第n-1根离子交换柱的出水口流出的液体即为Cr6+离子达到排放标准的废水;(3)当第n-1根离子交换柱的出水口的Cr6+离子浓度达到0.5mg/L时,将第1根离子交换柱与其它n-2根离子交换柱断开;第n根离子交换柱与其它n-2根离子交换柱串联(其它n-2根离子交换柱即为第1根离子交换柱除外的其它离子交换柱),第2根离子交换柱变为第1根离子交换柱,第3根离子交换柱变为第2根离子交换柱,以此类推,直至第n根离子交换柱变为第n-1根离子交换柱,返回步骤(2);同时,原始第1根离子交换柱进行pH调节池—除铬柱—pH调节池的循环吸附以保证树脂尽可能吸附饱和以提高树脂利用率,最大循环吸附时间按下式计算:循环时间T=η×树脂穿漏时间T1-树脂再生时间T2,η取0.6~1;循环吸附结束后,将原始第1根离子交换柱按如下程序进行再生:排空柱中水至pH调节池—碱液洗柱后排入再生液槽—柱中剩余碱液反抽到稀碱槽—用水清洗柱—清洗水排入pH调节池—酸液循环洗柱,再生完全的原始第1根离子交换柱变为第n根离子交换柱待用。
此外,因长期工作导致树脂污染,当离子交换柱中的树脂的工作交换容量下降到原值的0.8时,启动如下树脂维护程序:单根离子交换柱再生程序—维护液循环打入单根离子交换柱2~12小时—用水清洗柱—清洗水排入pH调节池—酸液循环洗柱1~2小时,按照此程序依次维护每根离子交换柱。
其中,当树脂轻度污染时,所述的维护液包含如下重量百分比的组分:8~16%盐酸,其余为去离子水;树脂重度污染时,即采用盐酸维护液无法使树脂恢复到最初的交换容量时,则为重度污染,此时需用含氧化剂的维护液,即包含如下重量百分比的组分:氯化钠10~25%,双氧水3~10%,氢氧化钠1~5%,其余为水。
上述n根离子交换柱装有大孔强碱性阴离子交换树脂,柱中空体积为柱体积的1/3,每个柱体设有树脂取样口,用于取样检测树脂的工作交换容量。
步骤(3)中,树脂再生所用的碱液为4~10%(w/w)的氢氧化钠,所述的酸液为1~10%(w/w)的盐酸。
步骤(3)中,碱液洗柱过程以1倍床体积/h的速度洗柱。
步骤(3)中,再生液中的Na2CrO4,经阳离子交换树脂处理后成为H2CrO4进行再利用或进一步加工回收固体Na2Cr2O7。
循环吸附时间按下式计算:最长循环时间T=η×树脂穿漏时间T1-树脂再生时间T2,η取0.6~1。
其中树脂再生时间T2=柱水排空时间+再生时间+清洗时间+酸洗循环时间=柱水排空时间+N1×树脂体积÷再生流速+柱水排空时间+ N2×树脂体积÷清洗流速+ N3×树脂体积÷酸洗流速,通常N1取2~4,N2取3~12,N3取3~6。
通常再生流速取1~4倍床体积/h,清洗流速取3~6床体积/h,酸洗树脂流速取3~6倍床体积/h。
可根据废水中Cr6+的浓度、循环流量、树脂量和树脂的交换容量,确定实际的循环时间,原则上只要尽可能保证树脂能充分饱和即可,如果考虑要回收Cr6+,为了保证回收Cr6+的浓度和纯度,则树脂的饱和度要尽可能高,在这种情况下,实测树脂的饱和度和需要的循环时间是必要的,但是无论何种情况,循环时间不能超过最长循环时间T2。
树脂的饱和度按如下方法确定,相同时间点,当交换柱出水中Cr6+的实测浓度和进水中实测浓度Cr6+的浓度相同时,饱和度为100%,如果进水Cr6+的实测浓度为A,而出水中Cr6+的实测浓度为0.9A,则饱和度为90%,以此类推。
其中,穿漏时间T1测定:当废水中Cr6+浓度最大时,从交换柱进水时开始计时,至出现穿漏时时间为T1。
本发明的含六价铬废水的离子交换法处理工艺采用在线Cr6+检测仪和可编程控制器(PLC)控制所有阀门、压力和流量的自动操作方式保证废水的处理质量和操作的安全性。
有益效果:本发明的含六价铬废水的离子交换法处理工艺具有如下优点:1、自动化程度高,处理效果好,可应用于大规模水处理。
2、除铬柱设计成三柱或多柱,各离子交换柱之间设有可调节pH值的中间槽,在两柱或多柱串联工作时,中间过程可以调节PH值,使废水处理效果更好,可以克服常规离子交换过程中,由于离子浓度的变化产生的PH变化,从而造成树脂对离子的吸附能力下降的问题。
3、出水水质可稳定保持Cr6+<0.5 mg/L。
4、离子交换树脂可以得到有效维护,可长期稳定工作。
5、再生液可回收,节约资源。
6、与目前常用的化学法处理含氰化物废水相比,还具有不需要向废水中加入化学药剂,处理后废水含盐率低,有利于废水回收利用的优点。
附图说明图1为本发明的含六价铬废水的离子交换法处理工艺的装置示意图。
具体实施方式:实施例1:某电镀厂含铬废水水质见表1:表1 含铬废水污染物最高含量mg/L经本发明工艺处理后的出水要求达到Cr6+浓度<0.5mg/L,具体设备及操作如下:一、设备:除铬柱:按三柱设计,单柱树脂体积为2m3,树脂为D301/ D301T,交换柱材质为玻璃钢,树脂高度占全柱高度的2/3。
总出水口设一台氰在线监测仪。
交换柱的吸附、再生按自动化操作设计。
洗柱水槽:有效容积20 m3,有液位控制器自动保持水位,泵3工作流速Q≥8 m3/时。
稀碱槽:有效容积6m3,计量泵工作流速Q≥2 m3/时,稀碱为4%NaOH,带液位控制器。
酸水槽:有效容积4m3,带液位控制器。
再生液槽:有效容积4m3,泵5工作流速Q≥4 m3/时,带液位控制器。
循环槽1容积6m3,带液位控制,泵2工作流速Q≥4 m3/时。