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除鎳樹(shù)脂交換原理

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離子交換技術(shù)是現(xiàn)有含鎳廢水處理工藝的升級(jí)，因出水水質(zhì)好，可回收有用物質(zhì)，適用于處理濃度低而廢水量大的鍍鎳廢水等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。除鎳樹(shù)脂交換原理

詳細(xì)介紹

鍍鎳作為一種常用的表面處理技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于電子、汽車(chē)、機(jī)械等多種行業(yè)。含Ni2＋的廢水對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境有著嚴(yán)重危害，其常見(jiàn)處理方法有化學(xué)沉淀法、真空蒸發(fā)回收、電滲析、反滲透及離子交換樹(shù)脂吸附等廢水處理法?；瘜W(xué)沉淀法雖然成本低，但產(chǎn)生的固廢需要進(jìn)行二次處理；真空蒸發(fā)法能耗大；電滲析、反滲透法需要較大的設(shè)備投資和能耗，而且存在膜易受污染的問(wèn)題，可見(jiàn)，現(xiàn)有含鎳廢水處理工藝各有利弊。除鎳樹(shù)脂交換原理

離子交換技術(shù)是現(xiàn)有含鎳廢水處理工藝的升級(jí)，因出水水質(zhì)好，可回收有用物質(zhì)，適用于處理濃度低而廢水量大的鍍鎳廢水等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。除鎳樹(shù)脂交換原理

采用離子交換法進(jìn)行鍍鎳廢水處理的優(yōu)勢(shì)：

1.高效除鎳可達(dá)標(biāo)：去除重金屬鎳離子，滿(mǎn)足國(guó)家排放指標(biāo)要求

2.資源價(jià)值化：回收廢水中有價(jià)值的金屬鎳

3.循環(huán)利用：提高水的循環(huán)利用率，節(jié)約水資源

4.節(jié)能環(huán)保：減少環(huán)境污染

隨著人們對(duì)鍍鎳廢水處理資源價(jià)值化的意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，離子交換技術(shù)作為電鍍廢水深度處理的有效方法也逐漸得到重視。

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

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＋

除鎳離子交換樹(shù)脂法去除電鍍廢水中的鎳

2、廢水處理流程：

弱酸性鰲合樹(shù)脂對(duì)水中各種陽(yáng)離子在濃度相同的情況下，對(duì)陽(yáng)離子的交換順序?yàn)椋?/p>

Cu2＋＞Pb2＋＞Ni2＋＞Co2＋＞Cd2＋＞Fe3＋＞Mn2＋＞Mg2＋＞Ga2＋＞＞Na＋

除鎳離子交換樹(shù)脂法去除電鍍廢水中的鎳

3、樹(shù)脂的再生：

再生時(shí)，由于樹(shù)脂收縮膨脹率較高，即樹(shù)脂吸附飽和Ni2＋后，體積縮小30－40％，當(dāng)樹(shù)脂再生轉(zhuǎn)成Na＋型后，又將恢復(fù)到原來(lái)的體積．樹(shù)脂再生時(shí)，先用再生樹(shù)脂體積2倍的H2SO4或HCL溶液（3％－5％）逆流再生，并直接回收再生反應(yīng)如下：

（R－COO）2Ni＋2H＋→2RCOOH＋Ni2＋

待樹(shù)脂全部再生后，用水正反沖洗洗凈，然后用2倍再生樹(shù)脂體積4％－5％的NaOH溶液流過(guò)樹(shù)脂，將樹(shù)脂轉(zhuǎn)成鈉型（轉(zhuǎn)成鈉型后，Ni2＋容易吸附交換，交換量更大）。轉(zhuǎn)型后的樹(shù)脂體積將增加30％以上，這時(shí)用軟水（或純水）充分淋洗樹(shù)脂（約2倍樹(shù)脂體積）．從而完成了廢水處理、樹(shù)脂再生的全過(guò)程。

4、運(yùn)行方式：

對(duì)于樹(shù)脂運(yùn)行與再生是順流還是逆流。一般是順流運(yùn)行，逆流再生和清水正反洗，運(yùn)行方式可根據(jù)實(shí)際工藝具體確認(rèn)。

隨著新型大孔型離子交換樹(shù)脂和離子交換連續(xù)化工藝的不斷涌現(xiàn)，在鍍鎳廢水深度處理、高價(jià)金屬鎳鹽的回收等方面，離子交換技術(shù)越來(lái)越展現(xiàn)出其它方法難以匹敵的優(yōu)勢(shì)。為了提高水的循環(huán)利用率和符合日趨嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)期的離子交換技術(shù)將與微機(jī)控制技術(shù)聯(lián)用，使設(shè)備設(shè)計(jì)走向定型化、自動(dòng)化，開(kāi)創(chuàng)廢水處理領(lǐng)域新格局。

關(guān)鍵詞：過(guò)濾器