三废治理技术课程

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1、姓名:学号:三废治理技术课程离子交换法处理含葆废水工艺方案2013年11月23日一、概述化工科技的进步为人类带来巨大益处的同时，也对环境造成了污染。重金屈是指比重大于5的金属，如Fe,Me,Cu,Zn,Hg,Ni,Co等。重金属废水主要来自电镀厂镀件洗涤水，矿山坑道排水，有色金属冶炼厂除尘排水，有色金属加工厂酸洗废水，钢铁厂酸洗排水及电解、农药、医药、油漆、染料等各种生产加工场所排放的污水。废水屮所含的重金属排入环境后很难通过生物降解，因其参加食物链最终在生物体内积累，破坏生物正常生理代谢功能，给生物

2、环境造成极大的污染。目前,重金属废水对环境的污染随城市和工业的发展日趋严重，就含鎳废水来说，録是人休的微量元索，如果银元素过量可使人屮毒，头发变白!在大量镰污染的环境屮，可高发皮肤病，粉末状鎳与一氧化碳化合生成四炭基镰，通过呼吸道进入人休后可出现肺出血、浮肿、脑口质出血、毛细血管壁脂肪变性并发呼吸障碍以及呼吸系统癌症等，四拨基银已被确认是一种致癌物质。由于重金屈废水的来源不同、种类不同，在溶液中存在的形态不同，因而处理的方法也不同。目前，常用的处理方法有三类，第一类化学处理法，是指通过发生化学反应去除

3、废水屮重金属离子的方法，具体方法有屮和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法、化学述原法、电化学述原法等；第二类物理化学法，是指废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行吸附、浓缩、分离的方法，具体方法有吸附法、离子交换法、膜分离法等；第三类生物处理法，是借助微生物或植物的吸收、积累、富集等作用去除废水屮重金屈的方法，具体方法冇生物絮凝法、牛物吸附法等。综上所述，目前含鎳废水处理最常用的有化学沉淀法、生物处理法以及离子交换法。化学沉淀法能快速去除废水中的重金屈离子，但存在运行费用高、岀水重金属离子浓度

4、高和沉淀物二次污染等问题。生物处理法需培养菌种，对于有连续生产能力的企业，成本较低，但对没有连续生产能力的小金业，由于每次生产需培养新的菌种，成本较高，多余菌需灭菌后再向环境排放，否则，会对环境造成细菌性二次污染。相比而言，离子交换法具有出水水质好、自动控制化程度高等优点，成为目前重金属废水处理技术的热点。人们在逐渐认识到重金屈废水对环境，特别是对人类自身产生的危害后，研究了多种治理重金属废水污染的技术，归纳起来有化学处理法、物理化学处理法和生物处理法三大类。本文主要论述用离子交换法处理含银废水。二、

5、原理离子交换法是以圆球形树脂(离子交换树脂)过滤原水，水屮的离子会与固定在树脂上的离子交换。常见的两种离子交换方法分别是硕水软化和去离子法。硕水软化主要是用在反渗透(R0)处理之前，先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化机里而的球状树脂，以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。离子交换树脂是一种具有网状立体结构、且不溶于酸、碱和有机溶剂的同体高分子化合物。离子交换树脂的单元结构由两部分组成。一部分是不可移动且具有立体结构的网络骨架，另一部分是可移动的活性离子。活性离子可在网络骨架和溶液间口

6、由迁移，当树脂处在溶液屮时，其上的活性离子可与溶液屮的同性离子产生交换过程。这种交换是等当量进行的。如呆树脂释放的是活性阳离子，它就能和溶液中的阳离子发牛交换,称阳离子交换树脂；如果释放的是活性阴离子,它就能交换溶液屮的阴离子，称阴离子交换树脂。离子交换树脂通常有4种分类方法,一是按树脂骨架的主耍成分将树脂分为聚苯乙烯型树脂，聚丙烯酸型树脂、酚-醛型树脂等；二是按聚合的化学反应分为共聚型树脂和缩聚型树脂；三是按树脂骨架的物理结构分为凝胶型树脂(亦称微孔树脂)、大网络树脂(亦称大孔树脂)及均孔树脂。由于

7、活性基团的电离程度决定了树脂酸性或碱性的强弱，所以乂将树脂分为强酸性、弱酸性阳离子交换树脂、强碱性、弱碱性阴离子交换树脂。活性基团决定着树脂的主要交换性能。1)强酸性阳离子交换树脂这类树脂的活性基团有磺酸基W(-SO3H)和次甲基磺酸基

8、^

9、(-CH2S03H)o它们都是强酸性基团，电离程度大且不受溶液pH变化的影响，在pHl〜14范围内均能进行离子交换反应，以磺酸型树脂与NaCl作用为例，交换反应为：RSO3H+NaCl=RSO3Na+HCI此外，以磷酸基团・P0(0H)2和次磷酸基IH-PO(OH

10、)作为活性基团的树脂具有屮等强度的酸性。最多的为732#2)弱酸性阳离子交换树脂这类树脂的活性基团右竣基-COOH,酚轻基・0H等，它们的电离程度小，交换性能受溶液pH的影响很大，英交换能力随溶液pH的增加而捉高。在酸性溶液中，这类树脂儿乎不发生交换反应、对于竣基树脂，应该在pH>7的溶液中操作，而对于酚疑基树脂，应使溶液的pH>9o和强酸树脂不同，弱酸树脂和氢离子结合能力很强，故再生成氢型较容易,耗酸量少。1)强碱性阴离子交换树脂这类树脂有两种，一种含