离子交换树脂在废水处理中的具体应用 1处理含铜废水 在工业废水中,铜废

爱洛姆佳佳 2024-12-12 22:09:16

离子交换树脂在废水处理中的具体应用 1处理含铜废水 在工业废水中,铜废水比较常见,通常产生于矿山、有色金属冶炼、电镀等 工业生产加工过程中。铜废水中含有大量的铜离子,这些铜离子会对不同种类生物体造成不同程度的影响和危害,且会随着食物链流动出现富集现象。 其中,软体动物及海草对铜离子反应较大,水体中铜离子浓度超过10μg/L便超出了其承担范围。 人体对铜离子的摄入也比较敏感,过量铜离子会引发腹痛、呕吐等症状,更严重时会造成人体肝硬化,对人体危害极大。 对于含铜废水处理,传统的处理方法是沉淀铜法,处理过程主要是借助金属的还原性,事先准备一个装有铁屑的流槽,含铜废水通过后铜离子会在铁屑表面被还原为单质铜,可以将沉积在流槽中的铜金属进行处理回收。此种方式适用范围较窄,对于低浓度的铜废水处理效果不明显,只适用于含铜离子浓度较高的废水。 离子交换树脂也能够在含铜废水中起到良好的处理效果,不少学者对此方法展开研究,本文对其中几种进行简单介绍。 (1)氨基磷酸螯合树脂。氨基磷酸螯合树脂有强的吸附功能,这是因为氨基磷酸螯合树脂属于钠离子型螯合树脂,与氢离子型旨处理废水使用的装置比较简单,很容易操作使用,经实践证明经氨基磷酸整合树脂处理后的铜废水中,铜离子浓度可降至不超过0. 15mg/L。 (2)含醚键离子交换树脂。含醚键离子交换树脂由苯氧基乙酸和甲醛为原料合成,对铜废水能够起到良好处理效果,但应用过程中应用效果会受到溶液温度、酸碱性的影响。通过对含醚键离子交换树脂吸附性的深入分析,得出含醚键离子交换树脂在含铜废水处理中的最佳应用条件:水溶液温度为25℃,pH值为4. 5,在此条件下含醚键离子交换树脂的吸附性最强,饱和吸附量能够达到约2. 3mol/kg,去除率高达97%。 (3)大孔强酸型离子交换树脂。与其他树脂相比,大孔强酸型离子交换树脂在铜废水中的应用效果最稳定,树脂溶胀率偏低,且离子交换容量较大。经 大孔强酸型离子交换树脂处理后的铜废水中,铜离子浓度可低至0. 1μg/mL,应用效果十分明显,因此常被用于含铜废水处理。 2 处理含汞废水 在自然水体中含有大量汞元素,当工业含汞废水大量排入水体后,水体中含汞浓度严重超标,这些汞由浮游生物摄入体内后,经食物链流动会被大量鱼类吞食,在鱼类体内呈富集状态。水体受到汞污染后,鱼类体内含汞量远超过0. 2x10-6,会引发汞中毒。人体进食汞中毒鱼类后,出现四肢麻痹、情绪失控等,严重时会造成中枢神经系统损伤,甚至失明残疾。 对于含汞废水处理,传统的处理方式为硫化钠明矾化学凝聚沉淀法,这种方法属于对废水的二级处理。含汞废水中含有大量有机汞、无机汞和金属汞,成分十分复杂,因此在使用硫化钠-明矾化学凝聚沉淀法对含汞废水进行处理时,难以控制好硫酸钠的准确用量以及酸化 pH值,经此方法处理后的汞废水中汞浓度依旧处于0. 05~0. 5mg/L,处理效果不够明显,难以达到废水排放标准。 针对这一情况,含汞废水处理大多会选择应用离子交换树脂法,同属于二级处理系统的离子交换树脂法除汞,具有稳定性强、封闭循环、经济性强等明显优势,经此方法处理后的含汞废水,不仅水体中含汞量能够达到排放标准,水体颜色也会经脱色处理变得清澈透明。其中,大孔巯基离子交换树脂对含汞废水处理效果极佳,树脂上的巯基具有较强的吸附性,将经树脂吸附在表面的汞离子通过浓盐酸洗脱后,可以对其进行处理回收。经大孔巯基离子交换树脂处理后的含汞废水中汞含量可以低至0.05mg/L,处理效果非常理想。 3 处理含铬废水 在含铬废水中,铬离子通常以两种形式存在,其中六价铬离子的毒性要超出 三价铬离子约100倍,排入水体后造成极大的危害。含铬废水主要由矿石加工、金属处理、皮革制造等行业生产加工过程中排放,由于含铬废水对生态环境危害较大,甚至会威胁到周边居民的身体健康,国家规定,只有含铬量不超过0. 05mg/L的废水才可以排放。 对于含铬废水处理,传统处理方法有混凝沉淀法、电解法等,其中混凝沉淀法通常被用于pH值较高的含铬废水中,能够对六价铬离子进行部分去除,但此种方法在应用过程中会混凝沉淀形成污泥,沉积在水体中造成二次污染,因此不推荐使用。 离子交换树脂在含铬废水处理中的应用,其中大孔弱酸离子交换树脂效果显著,具有较强的抵抗有机污染能力,应用中机械破损也相对少。强酸阳离子交换树脂可以对废水中的金属铬和镉起到良好的处理回收作用,铬废水中的三价铬离子可以使用螯合树脂去除,六价铬离子可以使用二甲基离子交换树脂进行处理。近些年,国内也展开了一系列研究,阴离子交换树脂对于含铬浓度较高的废水,能够达到理想处理效果。通过对处理过程中各项影响条件的观察发现,离子交换树脂能够有效去除含铬废水中毒性较强的六价铬,效果明显。

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