离子交换法处理镍废水 .pdf

三废治理技术课程

离子交换法处理含镍废水工艺方案

离子交换法处理含镍废水工艺方案

一、概述

镀镍作为一种常用的表面处理技术,被广泛的应用于电子、汽车、机械等多

2+

种行业。含Ni的废水对人体健康和生态环境有着严重危害。含镍废水的常见处

理方法有化学沉淀法、真空蒸发回收、电渗析、反渗透及离子交换树脂吸附等。

化学沉淀法成本低,但产生的固废需要二次处理;真空蒸发法能耗大;电渗析、反

[1]

渗透法需要较大的设备投资和能耗,而且存在膜易受污染的问题。

离子交换技术因出水水质好,可回收有用物质,适用于处理浓度低而废水量

大的镀镍废水等优点,曾得到广泛的应用。离子交换法应用于镀镍废水处理的主

要功能有:(1)去除重金属镍离子,以应对日趋严格的排放标准;(2)回收废水中有

价值的金属镍;(3)提高水的循环利用率,节约日益匮乏的水资源;(4)减少环境污

染。

随着人们对镀镍废水资源化的兴趣越来越浓厚,离子交换技术作为电镀废水

深度处理的有效方法再度引起重视。

二、原理

离子交换树脂是具有三维空间结构的不溶性高分子化合物,其功能基可与水

2+

中的离子起交换反应。镀镍废水中的Ni离子采用阳离子交换树脂吸附。所用树

脂可以是强酸性阳树脂也可以是弱酸性阳树脂,本文以弱酸性阳树脂为例。采用

2+

弱酸性阳树脂交换时,通常将树脂转为Na型,因为H型交换速率极慢。含Ni废

水流经Na型弱酸性阳树脂层时,发生如下交换反应:

2++

2R-COONa+Ni→(R-COO)Ni+2Na

2

2++

水中的Ni被吸附在树脂上,而树脂上的Na便进入水中。

2+

当全部树脂层与Ni交换达到平衡时,用一定浓度的HCl或HSO再生。

24

(R-COO)2Ni+HSO→2R-COOH+NiSO

244

此时树脂为H型,需用NaOH转为Na型。

R-COOH+NaOH→RCOONa+HO

2

如此树脂可重新投入运行,进入下一循环。废水经处理后可回清洗槽重复使

[2]

用,洗脱得到的硫酸镍经净化后可回镀槽使用。

三、工艺方案论证

1.树脂的选择

目前能处理含镍废水的树脂很多,其性能和特点各不相同,所以选择合适的

树脂是工艺中一个主要的问题。

能够用于处理含镍废水的树脂中以丙烯酸型弱酸性阳离子交换树脂较多,常

用的有110#、725#、116#以及111X22#等树脂。732苯乙烯系强酸性阳树脂也能

吸附镍离子,而且具有机械强度好、粒度均匀、阻力较小等特点,但一般适宜高浓

度含镍废水的处理。工厂含镍废水浓度多选用交换容量高、交换速度快、容易再

生、机械强度高、膨胀度小的1llx22#弱酸阳树脂。[3]

2.树脂的预处理

(1)将准备使用的新树脂,先用热水反复浸洗,水温以60-70℃为宜,15分钟

换水一次,洗至泡沫很少为止。(2)用二倍树脂体积的硫酸铵浸洗30分钟。(3)

水洗至PH5(最好用去离子水)。(4)用二倍树脂体积4％多的Na0H浸洗30分钟。

(5)水洗至pH9,待用。

离子交换处理镀镍废水,以前主要是固定床双柱串联工艺流程,近年来与移

动床镀铬废水处理一样,