離子交換樹脂的還原一般是使用再生劑進行再生,從而達到還原的目的。
陽離子交換樹脂的再生方法:
首先要將陽離子交換樹脂床裡面的水放空,然後關閉全部閥門,只需要打開進酸閥、上排閥,然後將酸泵打開,然後放入酸液,在液面超過樹脂20厘米以上,打開下排,流速和進酸速度相同,流量一般在600-1000L/H左右,酸洗時間最好不要低於40分鍾,酸洗之後可以直接清洗樹脂,首先打開砂過濾和精密過濾,然後放掉酸液,再打開上進和下進,清除掉殘留的酸液,然後關閉樹脂床下進閥,開始進行清洗,清洗時打開樹脂床上排閥,陽床內的水須始終漫過樹脂,不要使樹脂失水。清洗到下排閥出水接近中性為止。
對於污染較嚴重的樹脂,可用鹼性食鹽溶液反復處理,一些報道有提到:某些絡合劑、沉澱劑、增溶劑、氧化劑以及外力等能夠改變樹脂污染物的化學物理環境。在鹽鹼復甦液的基礎上,加入一定濃度的腐殖酸絡合劑、腐殖酸增溶劑、有機物的抗氧化劑及抗靜電作用屏蔽劑等,陰離子吸附樹脂復甦效果有所提高。當採用上述方式再生後制水量任無法達到原來制水置一半時,應考慮更換新樹脂。
陽離子交換樹脂再生劑:
1.再生劑的純度
再生用的葯品質量對陽離子交換樹脂的再生效果有很大的影響,陰陽離子交換樹脂再生採用高純鹼有利於對陰樹脂的再生。根據離子交換平衡原理,對工業鹼與高純鹼質量的理論分析得出,採用高純鹼再生時,其陰床出水Cl一含量僅為工業鹼再生時的1/46。實踐證明,採用高純鹼再生時,樹脂的再生度提高了約77%,樹脂的工作交換容量提高了約13%,同時設備的周期制水量提高了約16 %。
2.再生劑量
離子交換是可逆的,離子交換劑失效後理論上再生1 mol離子量需要再生劑的摩爾量稱為再生比耗(或稱再生水平),以100%純度再生劑表示。也可用實際再生劑的消耗量與理論需要量的比值來表示,如強鹼陰樹脂需要100%純度NaOH的再生比耗為1.5,即實際再生lmol離子量需要的NaOH量1.5×40是60g(1molNaOH是40g),也可以說強鹼陰樹脂需要100%純度NaOH的再生比耗(再生水平)為60g/mol。再生比耗與進水水質、樹脂質量、再生方式等因數有關。陽離子交換樹脂首次再生,其再生劑量應是設計再生劑量的1.5~2倍,逆流再生設備在大反洗後的再生劑量要增加10%-50%。
② 植物有效成分的提取用層析硅膠、大孔樹脂、活性氧化鋁那種最合適
硅膠最適合!因為硅膠的極性最強,孔結構和比表面可以調整,而且沒有有機物污染;相對而言,大孔樹脂因為有有機物材料,早被國家葯監局列為限制使用產品;而活性氧化鋁的極性不如硅膠,選擇性吸附這一特點上不如硅膠。(1) 硅膠:層析用硅膠為一多孔性物質,分子中具有硅氧烷的交鏈結構,同時在顆
粒表面又有很多硅醇基。硅膠吸附作用的強弱與硅醇基的含量多少有關。硅醇基能夠通過氫鍵的形成而吸附水分,因此硅膠的吸附力隨吸著的水分增加而降低。若吸水量超過17%,吸附力極弱不能用作為吸附劑,但可作為分配層析中的支持劑。對硅膠的活化,當硅膠加熱至100~110℃時,硅膠表面因氫鍵所吸附的水分即能被除去。當溫度升高至500℃時,硅膠表面的硅醇基也能脫水縮台轉變為硅氧烷鍵,從而喪失了因氫鍵吸附水分的活往,就不再有吸附劑的性質,雖用水處理亦不能恢復其吸附活性。所以硅膠的活化不宜在較高溫度進行(一般在170cC以上即有少量結合水失去)。
硅膠是一種酸性吸附劑,適用於中性或酸性成分的層析。同時硅膠又是一種弱酸性陽離子交換劑,其表面上的硅醇基能釋放弱酸性的氫離子,當遇到較強的鹼注化台物,則可因離子交換反應而吸附鹼性化合物。
(2)氧化鋁:氧化鋁可能帶有鹼性(因其中可混有碳酸鈉等成分),對於分離一些鹼性中草葯成分,如生物鹼類的分離頗為理想。但是鹼性氧化鋁不宜用於醛、酮、醋、內酯等類型的化合物分離。因為有時鹼性氧化鋁可與上述成分發生次級反應,如異構化、氧化、消除反應等。除去氧化鋁中絢鹼性雜質可用水洗至中性,稱為中性氧化鋁。中性氧化鋁仍屬於鹼性吸附劑的范疇,本適用於酸性成分的分離。用稀硝酸或稀鹽酸處理氧化鋁,不僅可中和氧化鋁中含有的鹼性雜質,並可使氧化鋁顆粒表面帶有NO3一或CI一的陰離子,從而具有離於交換劑的性質,適合於酸性成分的層析,這種氧化鋁稱為酸性氧化鋁。供層析用的氧化鋁,用於拄層析的,其粒度要求在100~160目之間。粒度大子100目,分離效果差:小於160目,溶濃流速大慢,易使譜帶擴散。樣品與氧化鋁的用量比,一般在1:20~50之間層析柱的內徑與柱長比例在1:10-20之向。
在用溶劑沖洗柱時,流速不宜過快,洗脫液的流速一般以每半~1小時內流出液體的毫升數與所用吸附劑的重量(克)相等為合適。
(3)活性炭:是使用較多的一種非極性吸附劑。一般需要先用稀鹽酸洗滌,其次用乙醇洗,再以水洗凈,於80℃乾燥後即可供層析用。層析用的活性炭,最好選用顆粒活注炭,若為活性炭細粉,則需加入適量硅藻土作為助濾劑一並裝柱,以免流速太慢。活性炭主要且於分離水溶性成分,如氨基酸、糖類及某些甙。活性炭的有為吸附作用,在水溶液中最強,在有機溶劑中則較低弱。故水的洗脫能力最弱,而有機溶劑則較強。例如以醇-水進行洗脫時,則隨乙醇濃度的遞增而洗脫力增加。活性炭對芳香族化合物的吸附力大於脂肪族化合物,對大分子化合物的吸附力大於小分子化合物。利用這些吸附性的差別,可將水溶性芳香族物質與脂肪族物質分開,單糖與多糖分開,氨基酸與多肽分開。下邊我就硅膠作為分離提純的介質詳細做以描述:硅膠表面結構概述在色譜和工業水處理領域中,無定形硅膠已得到了廣泛的應用,它具有多孔的無定形結構,不產生任何x 射線衍射[1,4]。硅膠的表面存在著硅醇基團(si-oh)和暴露的硅氧烷鍵(si-o-si)。硅醇基團是強吸附的極性基團,而硅氧烷鍵是疏水基團。硅氧烷鍵上的δ鍵被dπ-pπ作用而加強,氧原子上的孤對電子參與π作用,不能參與給體與受體間的相互作用,不能形成氫鍵。scott和kucera證實硅氧烷基團幾乎不吸附極性溶劑分子。然而,由於硅氧烷鍵的疏水作用性,可以吸附某些非極性溶劑分子。對硅膠改性而言,硅醇基比硅氧烷基重要得多。硅醇基團可以孤立、成對(雙生)和締合(連位)等不同的方式存在於硅膠表面。最近研究表明,不僅兩個或兩個以上的締合硅醇基團可以形成鍵合對,甚至成對硅醇基團也可以形成鍵合對。硅膠表面的結構可以通過許多方法進行測定。一般情況下,隨著比表面積的增加,硅膠表面上硅醇基團的濃度略有降低。通常硅醇含量的測定方法有同位素交換法、滴定法、光譜法和烷基鋁法等。nawrock[1]報道了用同位素交換法測定硅膠表面的硅醇基濃度是8.0±1.0μmol/m2,而且這個數值常常被視為硅膠的物理化學常數。硅醇基團具有明顯的酸性,測定的pka值是7.1。通過對硅膠表面的結構分析,可知硅膠表面硅醇基的類型、濃度和表面分布都會影響所制備鍵合相的性能,而硅膠的預處理則可以改變表面硅醇類型的分布,提高表面的締合硅醇的含量,改善硅膠表面鍵合相的性能。 柱層析硅膠在生物工程技術中應用的突出優勢 (1)具有剛性的骨架結構,機械強度高,可以耐受30MPa以內的壓力;
(2)優良的吸附性能,對性質、結構相似乃至同分異構體都有理想的分離功能;
(3)有良好的熱穩定性和化學穩定性;
(4)與有機柱填料相比,硅膠為固體以SiO2為基質的膠體,結構緻密,在應用中不會發生有機質流失而污染目標產物;
(5)能從多組分溶液中有選擇地吸附提純同分異構體組分;
(6)在制備柱層析硅膠過程中,可以通過控制不同工藝條件生產出平均孔徑20
③ D101大孔吸附樹脂洗脫問題
離子交換樹脂再生方法詳細說明
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一、常規的再生處理
離子交換樹脂(IONRESIN)使用一段時間後,吸附的雜質接近飽和狀態,就要進行再生處理,用化學葯劑將樹脂所吸附的離子和其他雜質洗脫除去,使之恢復原來的組成和性能。在實際運用中,為降低再生費用,要適當控制再生劑用量,使樹脂的性能恢復到最經濟合理的再生水平,通常控制性能恢復程度為70~80%。如果要達到更高的再生水平,則再生劑量要大量增加,再生劑的利用率則下降。江蘇色可賽思樹脂有限公司整理 www.ionresin.com
樹脂的再生應當根據樹脂的種類、特性,以及運行的經濟性,選擇適當的再生葯劑和工作條件。江蘇色可賽思樹脂有限公司整理
樹脂的再生特性與它的類型和結構有密切關系。強酸性和強鹼性樹脂的再生比較困難,需用再生劑量比理論值高相當多;而弱酸性或弱鹼性樹脂則較易再生,所用再生劑量只需稍多於理論值。此外,大孔型和交聯度低的樹脂較易再生,而凝膠型和交聯度高的樹脂則要較長的再生反應時間。
再生劑的種類應根據樹脂的離子類型來選用,並適當地選擇價格較低的酸、鹼或鹽。例如:鈉型強酸性陽樹脂可用10%NaCl 溶液再生,用葯量為其交換容量的2倍 (用NaCl量為117g/ l 樹脂);氫型強酸性樹脂用強酸再生,用硫酸時要防止被樹脂吸附的鈣與硫酸反應生成硫酸鈣沉澱物。為此,宜先通入1~2%的稀硫酸再生。江蘇色可賽思樹脂有限公司www.ionresin.com整理
氯型強鹼性樹脂,主要以NaCl 溶液來再生,但加入少量鹼有助於將樹脂吸附的色素和有機物溶解洗出,故通常使用含10%NaCl + 0.2%NaOH 的鹼鹽液再生,常規用量為每升樹脂用150~200g NaCl ,及3~4g NaOH。OH型強鹼陰樹脂則用4%NaOH溶液再生。www.ionresin.com整理
樹脂再生時的化學反應是樹脂原先的交換吸附的逆反應。按化學反應平衡原理,提高化學反應某一方物質的濃度,可促進反應向另一方進行,故提高再生液濃度可加速再生反應,並達到較高的再生水平。
為加速再生化學反應,通常先將再生液加熱至70~80℃。它通過樹脂的流速一般為1~2 BV/h。也可採用先快後慢的方法,以充分發揮再生劑的效能。再生時間約為一小時。隨後用軟水順流沖洗樹脂約一小時(水量約4BV),待洗水排清之後,再用水反洗,至洗出液無色、無混濁為止。
一些樹脂在再生和反洗之後,要調校pH值。因為再生液常含有鹼,樹脂再生後即使經水洗,也常帶鹼性。而一些脫色樹脂 (特別是弱鹼性樹脂) 宜在微酸性下工作。此時可通入稀鹽酸,使樹脂 pH值下降至6左右,再用水正洗,反洗各一次。江蘇色可賽思樹脂有限公司www.ionresin.com整理
(IONRESIN)樹脂在使用較長時間後,由於它所吸附的一部分雜質(特別是大分子有機膠體物質)不易被常規的再生處理所洗脫,逐漸積累而將樹脂污染,使樹脂效能降低。此時要用特殊的方法處理。例如:陽離子樹脂受含氮的兩性化合物污染,可用4%NaOH 溶液處理,將它溶解而排掉;陰離子樹脂受有機物污染,可提高鹼鹽溶液中的NaOH 濃度至0.5~1.0%,以溶解有機物。
二、特殊的再生處理
污染較嚴重的樹脂,可用酸或鹼性食鹽溶液反復處理,如先用10%NaCl +1%NaOH鹼鹽溶液溶解有機物,再用4%HCl 或分別用10%NaOH 及1%HCl 溶解無機物,隨後再用10%NaCl +1%NaOH處理,在約70℃下進行。江蘇色可賽思樹脂有限公司www.ionresin.com整理
如果上述處理的效果未達要求,可用氧化法處理。即用水洗滌樹脂後,通入濃度為0.5%的次氯酸鈉溶液,控制流速2~4BV/h,通過量10~20BV,隨即用水洗滌,再用鹽水處理。應當注意,氧化處理可能將樹脂結構中的大分子的連接鍵氧化,造成樹脂的降解,膨脹度增大,容易碎裂,故不宜常用。通常使用50周期後才進行一次氧化處理。由於氯型樹脂有較強的耐氧化性,故樹脂在氧化處理前應用鹽水處理,變為氯型,這還可避免處理過程中的pH值變化,並使氧化作用比較穩定。
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④ 離子交換法提取生物鹼的原理
氨基酸為兩性化合物,含有可形成正離子的氨
基和可形成負離子的羧基。因此,應用陽離子交換回樹脂和陰離子交換樹脂均可對其進行分離和純化。天然氨基答酸主要來源於蛋白質水解液或微生物發酵液,隨其來源不同,體系中氨基酸的含量與半生雜質的類型也有所區別,因而提取分離工藝也不盡相同。用於離子交換樹脂從蛋白質水解液中提取分離氨基酸的工藝如下圖:
而自然界中尚存在大量的非蛋白氨酸,具有葯用價值的就有40餘種。如美舌藻中的海人草酸、使君子種子中的使君子氨酸和南瓜子中的南瓜子氨酸,均具有驅蛔蟲作用的中草葯有效成分,均可用溫水、乙醇或乙酸的水溶液提取,再用強酸性陽離子交換樹脂進行富集和純化而得到高純度的產品。
混合氨基酸一般在陽離子交換樹脂上分離純氨基酸組分,其分離原理是基於樹脂對不同氨基酸的選擇性。選擇性大小的順序為:鹼性氨基酸>中性氨基酸>酸性氨基酸。當解吸時,氨基酸流出順序正好相反,酸性氨基酸最先流出樹脂柱。決定氨基酸流出順序的另外一個因素是氨基酸側鏈的疏水性。
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⑤ 廢水中PH達標值為多少
工業廢水的分類
按工業廢水中所含主要污染物的化學性質分類,分為:含無機污染物為主的無機廢水、含有 工業廢水
機污染物為主的有機廢水、兼含有機物和無機物的混合廢水、重金屬廢水、含放射性物質的廢水和僅受熱污染的冷卻水。例如電鍍廢水和礦物加工過程的廢水是無機廢水,食品或石油加工過程的廢水是有機廢水。 按工業企業的產品和加工對象可分為造紙廢水、紡織廢水、製革廢水、農葯廢水、冶金廢水、煉油廢水等。 按廢水中所含污染物的主要成分可分為酸性廢水、鹼性廢水、含酚廢水、含鉻廢水、含有機磷廢水和放射性廢水等。
編輯本段工業廢水造成的污染
工業廢水造成的污染主要有:有機需氧物質污染,化學毒物污染,無機固體懸 工業廢水污染
浮物污染,重金屬污染,酸污染,鹼污染,植物營養物質污染,熱污染,病原體污染等。許多污染物有顏色、臭味或易生泡沫,因此工業廢水常呈現使人厭惡的外觀。各種工業廢水的污染特徵和廢水中的主要污染物列表如下。
編輯本段工業廢水的特點
工業廢水的特點是水質和水量因生產工藝和生產方式的不同而差別很大。如電力、礦山等部門的廢水主要含無機污染物,而造紙和食品等工業部門的廢水,有機物含量很高,BOD5(五日生化需氧量)常超過2000毫克/升,有的達30000毫克/升。即使同一生產工序,生產過程中水質也會有很大變化,如氧氣頂吹轉爐煉鋼,同一爐鋼的不同冶煉階段,廢水的pH值可在4~13之間,懸浮物可在250~25000毫克/升之間變化。工業廢水的另一特點是:除間接冷卻水外,都含有多種同原材料有關的物質,而且在廢水中的存在形態往往各不相同,如氟在玻璃工業廢水和電鍍廢水中一般呈氟化氫(HF)或氟離子(F-)形態,而在磷肥廠廢水中是以四氟化硅(SiF4)的形態存在;鎳在廢水中可呈離子態或絡合態。這些特點增加了廢水凈化的困難。 工業廢水的水量取決於用水情況。冶金、造紙、石油化工、電力等工業用水量大,廢水量也大,如有的煉鋼廠煉 1噸鋼出廢水200~250噸。但各工廠的實際外排廢水量還同水的循環使用率有關。例如循環率高的鋼鐵廠,煉1噸鋼外排廢水量只有2噸左右。
編輯本段工業廢水處理遵循的原則
1、優先選用無毒生產工藝代替或改革落後生產工藝,盡可能在生產過程中杜絕或減少有毒有害廢水的產生。 工業廢水
2、在使用有毒原料以及產生有毒中間產物和產品過程中,應嚴格操作、監督,消除滴漏,減少流失,盡可能採用合理流程和設備。 3、含有劇毒物質廢水,如含有一些重金屬、放射性物質、高濃度酚、氰廢水應與其它廢水分流,以便處理和回收有用物質。 4、流量較大而污染較輕的廢水,應經適當處理循環使用,不宜排入下水道,以免增加城市下水道和城市污水處理負荷。 5、類似城市污水的有機廢水,如食品加工廢水、製糖廢水、造紙廢水,可排入城市污水系統進行處理。 6、一些可以生物降解的有毒廢水,如酚、氰廢水,應先經處理後,按答應排放標准排入城市下水道,再進一步生化處理。 7、含有難以生物降解的有毒廢水,應單獨處理,不應排入城市下水道。工業廢水處理的發展趨勢是把廢水和污染物作為有用資源回收利用或實行閉路循環。
編輯本段工業廢水處理方法
含酚廢水
含酚廢水主要來自焦化廠、煤氣廠、石油化工廠、絕緣材料廠等工業部門以 高濃度氨氮工業廢水中去生物
及石油裂解制乙烯、合成苯酚、聚醯胺纖維、合成染料、有機農葯和酚醛樹脂生產過程。含酚廢水中主要含有酚基化合物,如苯酚、甲酚、二甲酚和硝基甲酚等。酚基化合物是一種原生質毒物,可使蛋白質凝固。水中酚的質量濃度達到0.1一0.2mg/L時,魚肉即有異味,不能食用;質量濃度增加到1mg/L,會影響魚類產卵,含酚5—10mg/L,魚類就會大量死亡。飲用水中含酚能影響人體健康,即使水中含酚質量濃度只有0.002mg/L,用氯消毒也會產生氯酚惡臭。通常將質量濃度為1000mg/L的含酚廢水.稱為高濃度含酚廢水,這種廢水須回收酚後,再進行處理。質量濃度小於1000mg/L的含酚廢水,稱為低濃度含酚廢水。通常將這類廢水循環使用,將酚濃縮回收後處理。回收酚的方法有溶劑萃取法、蒸汽吹脫法、吸附法、封閉循環法等。含酚質量濃度在300mg/L以下的廢水可用生物氧化、化學氧化、物理化學氧化等方法進行處理後排放或回收。
含汞廢水
含汞廢水主要來源於有色金屬冶煉廠、化工廠、農葯廠、造紙廠、染料廠及熱工儀器儀表廠等。從廢水中去除無機汞的方法有硫化物沉澱法、化學凝聚法、活性炭吸附怯、金屬還原法、離子交換法和微生物法等。一般偏鹼性含汞廢水通常採用化學凝聚法或硫化物沉澱法處理。偏酸性的含汞廢水可用金屬還原法處理。低濃度的含汞廢水可用活性炭吸附法、化學凝聚法或活性污泥法處理,有機汞 rfc-b系列工業廢水機
廢水較難處理,通常先將有機汞氧化為無機汞,而後進行處理。 各種汞化合物的毒性差別很大。元素汞基本無毒;無機汞中的升汞是劇毒物質,有機汞中的苯基汞分解較快,毒性不大;甲基汞進入人體很容易被吸收,不易降解,排泄很慢,特別是容易在腦中積累。毒性最大,如水俁病就是由甲基汞中毒造成的。
含油廢水
含油廢水主要來源於石油、石油化工、鋼鐵、焦化、煤氣發生站、機械加工等工業部門。廢水中油類污染物質,除重焦油的相對密度為1.1以上外,其餘的相對密度都小於1。油類物質在廢水中通常以三種狀態存在。(1)浮上油,油滴粒徑大於100µm,易於從廢水中分離出來。(2)分散油.油滴粒徑介於10一100µm之間,懇浮於水中。(3)乳化油,油滴粒徑小於10µm,不易從廢水中分離出來。由於不同工業部門排出的廢水中含油濃度差異很大,如煉油過程中產生廢水,含油量約為150一1000mg/L,焦化廢水中焦油含量約為500一800mg/L,煤氣發生站排出廢水中的焦油含量可達2000一3000mg/L。因此,含油廢水的治理應首先利用隔油池,回收浮油或重油,處理效率為60%一80%,出水中含油量約為100一200mg/L;廢水中的乳化油和分散油較難處理,故應防止或減輕乳化現象。方法之一,是在生產過程中注意減輕廢水中油的乳化;其二,是在處理過程中,盡量減少用泵提升廢水的次數、以免增加乳化程度。處理方法通常採用氣浮法和破乳法。
重金屬廢水
重金屬廢水主要來自礦山、冶煉、電解、電鍍、農葯、醫葯、油漆、顏料等企業排出的廢水。廢水中重金屬的種類、含量及存在形態隨不同生產企業而異。由於重金屬不能分解破壞,而只能轉 工業廢水處理
移它們的存在位置和轉變它們的物理和化學形態。例如,經化學沉澱處理後,廢水中的重金屬從溶解的離子形態轉變成難溶性化台物而沉澱下來,從水中轉移到污泥中;經離子交換處理後,廢水中的重金屬離子轉移到離子交換樹脂上,經再生後又從離子交換樹脂上轉移到再生廢液中。因此,重金屬廢水處理原則是:首先,最根本的是改革生產工藝.不用或少用毒性大的重金屬;其次是採用合理的工藝流程、科學的管理和操作,減少重金屬用量和隨廢水流失量,盡量減少外排廢水量。重金屬廢水應當在產生地點就地處理,不同其他廢水混合,以免使處理復雜化。更不應當不經處理直接排入城市下水道,以免擴大重金屬污染。對重金屬廢水的處理,通常可分為兩類;一是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變成不溶的金屬化合物或元素,經沉澱和上浮從廢水中去除.可應用方法如中和沉澱法、硫化物沉澱法、上浮分離法、電解沉澱(或上浮)法、隔膜電解法等;二是將廢水中的重金屬在不改變其化學形態的條件下進行濃縮和分離,可應用方法有反滲透法、電滲析法、蒸發法和離子交換法等。這些方法應根據廢水水質、水量等情況單獨或組合使用。
含氰廢水
含氰廢水主要來自電鍍、煤氣、焦化、冶金、金屬加工、化纖、塑料、農葯、化工等部門。含氰廢水是一種毒性較大的工業廢水,在水中不穩定,較易於分解,無機氰和有機氰化物皆為劇毒性物質,人食入可引起急性中毒。氰化物對人體致死量為0.18,氰化鉀為0.12g,水體中氰化物對魚致死的質量濃度為0.04一0.1mg/L。含氰廢水治理措施主要有:(1)改革工藝,減少或消除外排含氰廢水,如採用無氰電鍍法可消除電鍍車間工業廢水。(2)含氰量高的廢水,應採用回收利用,含氰量低的廢水應凈化處理方可排放。回收方法有酸化曝氣—鹼液吸收法、蒸汽解吸法等。治理方法有鹼性氯化法、電解氧化法、加壓水解法、生物化學法、生物鐵法、硫酸亞鐵法、空氣吹脫法等。其中鹼性氯化法應用較廣,硫酸亞鐵法處理不徹底亦不穩定,空氣吹脫法既污染大氣,出水又達不到排放標准.較少採用。
食品工業廢水
食品工業原料廣泛,製品種類繁多,排出廢水的水量、水質差異很大。廢水 冰結晶化處理工業廢水
中主要污染物有(1)漂浮在廢水中固體物質,如菜葉、果皮、碎肉、禽羽等;(2)懸浮在廢水中的物質有油脂、蛋白質、澱粉、膠體物質等;(3)溶解在廢水中的酸、鹼、鹽、糖類等:(4)原料夾帶的泥砂及其他有機物等;(5)致病菌毒等。食品工業廢水的特點是有機物質和懸浮物含量高,易腐敗,一般無大的毒性。其危害主要是使水體富營養化,以致引起水生動物和魚類死亡,促使水底沉積的有機物產生臭味,惡化水質,污染環境。 食品工業廢水處理除按水質特點進行適當預處理外,一般均宜採用生物處理。如對出水水質要求很高或因廢水中有機物含量很高,可採用兩級曝氣池或兩級生物濾池,或多級生物轉盤.或聯合使用兩種生物處理裝置,也可採用厭氧—需氧串聯的生物處理系統。
造紙工業廢水
造紙廢水主要來自造紙工業生產中的制漿和抄紙兩個生產過程。制漿是把植物原料中的纖維分離出來,製成漿料,再經漂白;抄紙是把漿料稀釋、成型、壓榨、烘乾,製成紙張。這兩項工藝都排出大量廢水。制漿產生的廢水,污染最為嚴重。洗漿時排出廢水呈黑褐色,稱為黑水,黑水中污染物濃度很高,BOD高達5—40g/L,含有大量纖維、無機鹽和色素。漂白工序排出的廢水也含有大量的酸鹼物質。抄紙機排出的廢水,稱為白水,其中含有大量纖維和在生產過程中添加的填料和膠料。造紙工業廢水的處理應著重於提高循環用水率,減少用水量和廢水排放量,同時也應積極探索各種可靠、經濟和能夠充分利用廢水中有用資源的處理方法。例如浮選法可回收白水中纖維性固體物質,回收率可達95%,澄清水可回用;燃燒法可回收黑水中氫氧化納、硫化鈉、硫酸鈉以及同有機物結合的其他鈉鹽。中和法調節廢水pH值;混凝沉澱或浮選法可去除廢水中懸浮固體;化學沉澱法可脫色;生物處理法可去除BOD,對牛皮紙廢水較有效;濕式氧化法處理亞硫酸紙漿廢水較為成功。此外,國內外也有採用反滲透、超過濾、電滲析等處理方法。
印染工業廢水
印染工業用水量大,通常每印染加工1t紡織品耗水100一200t.其中80%一90%以印染廢水排出。常用的治理方法有回收利用和無害化處理。 回收利用:(1)廢水可按水質特點分別回收利用,如漂白煮煉廢水和染色印花廢水的分流,前者可以對流洗滌.一水多用,減少排放量;(2)鹼液回收利用,通常採用蒸發法回收,如鹼液量大,可用三效蒸發回收,鹼液量小,可用薄膜蒸發回收;(3)染料回收.如士林染料可酸化成為隱巴酸,呈膠體微粒.懸浮於殘液中,經沉澱過濾後回收利用。 無害化處理可分:(1)物理處理法有沉澱法和吸附法等。沉澱法主要去除廢水中懸浮物;吸附法主要是去除廢水中溶解的污染物和脫色。(2)化學處理法有中和法、混凝法和氧化法等。中和法在於調節廢水中的酸鹼度,還可降低廢水的色度;混凝法在於去除廢水中分散染料和膠體物質;氧化法在於氧化廢水中還原性物質,使硫化染料和還原染料沉澱下來。(3)生物處理法有活性污泥、生物轉盤、生物轉筒和生物接觸氧化法等。為了提高出水水質,達到排放標准或回收要求.往往需要採用幾種方法聯合處理
染料生產廢水
染料生產廢水含有酸、鹼、鹽、鹵素、烴、胺類、硝基物和染料及其中間體等物質,有的還含有吡啶、氰、酚、聯苯胺以及重金屬汞、鎘、鉻等。這些廢水成分復雜.具有毒性,較難處理。因此染料生產廢水的處理.應根據廢水的特性和對它的排放要求.選用適當的處理方法。例如:去除固體雜質和無機物,可採用混凝法和過濾法;去除有機物和有毒物質主要採用化學氧化法、生物法和反滲透法等;脫色一般可採用混凝法和吸附法組成的工藝流程,去除重金屬可採用離子交換法等。
化學工業廢水
化學工業廢水主要來自石油化學工業、煤炭化學工業、酸鹼工業、化肥工業、塑料工業、制葯工業、染料工業、橡膠工業等排出的生產廢水。化工廢水污染防治的主要措施是:首先應改革生產工藝和設備,減少污染物,防止廢水外排,進行綜合利用和回收;必須外排的廢水,其處理程度應根據水質和要求選擇。一級處理主要分離水中的懸浮固體物、膠體物、浮油或重油等。可採用水質水量調節、自然沉澱、上浮和隔油等方法。二級處理主要是去除可用生物降解的有機溶解物和部分膠體物,減少廢水中的生化需氧量和部分化學需氧量,通常採用生物法處理。經生物處理後的廢水中,還殘存相當數量的COD,有時有較高的色、嗅、味,或因環境衛生標准要求高,則需採用三級處理方法進一步凈化。三級處理主要是去除廢水中難以生物降解的有機污染物和溶解性無機污染物。常用的方法有活性炭吸附法和臭氧氧化法,也可採用離子交換和膜分離技術等。各種化學工業廢水可根據不同的水質、水量和處理後外排水質的要求,選用不同的處理方法。
酸鹼廢水
酸性廢水主要來自鋼鐵廠、化工廠、染料廠、電鍍廠和礦山等,其中含有各種有害物質或重金屬鹽類。酸的質量分數差別很大,低的小於1%,高的大於10%。鹼性廢水主要來自印染廠、皮革廠、造紙廠、煉油廠等。其中有的含有機鹼或含無機鹼。鹼的質量分數有的高於5%,有的低於1%。酸鹼廢水中,除含有酸鹼外,常含有酸式鹽、鹼式鹽以及其他無機物和有機物。 酸鹼廢水具有較強的腐蝕性,需經適當治理方可外排。治理酸鹼廢水一股原則是:(1)高濃度酸鹼廢水,應優先考慮回收利用,根據水質、水量和不同工藝要求,進行廠區或地區性調度,盡量重復使用:如重復使用有困難,或濃度偏低,水量較大,可採用濃縮的方法回收酸鹼。(2)低濃度的酸鹼廢水,如酸洗槽的清洗水,鹼洗槽的漂洗水,應進行中和處理。 對於中和處理,應首先考慮以廢治廢的原則。如酸、鹼廢水相互中和或利用廢鹼(渣)中和酸性廢水,利用廢酸中和鹼性廢水。在沒有這些條件時,可採用中和劑處理。
選礦廢水
選礦廢水具有水量大,懸浮物含量高,含有害物質種類較多的特點。其有害物質是重金屬離子和選礦葯劑。重金屬離子有銅、鋅、鉛、鎳、鋇、鎘以及砷和稀有元素等。在選礦過程中加入的浮選葯劑有如下幾類:(1)捕集劑.如黃葯(RocssMe)、黑葯[(RO)2PSSMe]、白葯[CS(NHC6H5)2];(2)抑制刑,如氰鹽(KCN,NaCN)、水玻璃(Na2SiO3);(3)起泡劑,如松節油、甲酚(C6H4CH30H);(4)活性刑,如硫酸銅(CuS04)、重金屬鹽類;(5)硫化劑,如硫化鈉;(6)礦槳調節劑,如硫酸、石灰等。選礦廢水主要通過尾礦壩可有效地去除廢水中懸浮物,重金屬和浮選葯劑含量也可降低。如達不到排放要求時,應作進一步處理,常用的處理方法有:(1)去除重金屬可採用石灰中和法和焙燒白雲石吸附法;(2)主除浮選葯劑可採用礦石吸附法、活性炭吸附法;(3)含氰廢水可採用化學氧化法。
冶金廢水
冶金廢水的主要特點是水量大、種類多、水質復雜多變。按廢水來源和特點分類,主要有冷卻水、酸洗廢水、洗滌廢水(除塵、煤氣或煙氣)、沖渣廢水、煉焦廢水以及由生產中凝結、分離或溢出的廢水等。冶金廢水治理發展的趨向是:(1)發展和採用不用水或少用水及無污染或少污染的新工藝、新技術,如用干法熄焦,煉焦煤預熱,直接從焦爐煤氣脫硫脫氰等;(2)發展綜合利用技術,如從廢水廢氣中回收有用物質和熱能,減少物料燃料流失,(3)根據不同水質要求,綜合平衡,串流使用,同時改進水質穩定措施,不斷提高水的循環利用率;(4)發展適合冶金廢水特點的新的處理工藝和技術,如用磁法處理鋼鐵廢水.具有效率高,佔地少,操作管理方便等優點。
編輯本段氧化還原法
廢水氧化還原法:把溶解於廢水中的有毒有害物質,經過氧化還原反應,轉化為無毒無害的新物質,這種廢水的處理方法稱為廢水的氧化還原法。在氧化還原反應中,有毒遇害物質有時是作為還原劑的,這是需要外加氧化劑如空氣、臭氧、氯氣、漂白粉、次氯酸鈉等。當有毒有害物質作為氧化劑時,需要外加還原劑如硫酸亞鐵、氯化亞鐵、鋅粉等。如如果通電電解,則電解時陽極是一種氧化劑,陰極是一種還原劑。 一、葯劑氧化 廢水中的有毒有害物質為還原性物質,向其中投加氧化助劑,將有毒有害物質氧化成無毒或毒性較小的新物質,此種方法稱為葯劑氧化法。在廢水處理中用的最多的葯劑氧化法是氯氧化法,即投加的葯劑為含氯氧化物如液氯、漂白粉等,其基本原理都是利用產生的次氯酸根的強氧化作用。 氯氧化法常用來處理含氰廢水,國內外比較成熟的工藝是鹼性氯氧化法。在鹼性氯氧化法處理反應中,pH值小於8.5則有放出劇毒物質氯化氰的危險,一般工藝條件為:廢水pH值大於11,當氰離子濃度高於100mg/L時,最好控制在pH=12~13。在此情況下,反應可在10~15min內完成,實際採用的20~30min。該處理方法的缺陷是雖然氫酸鹽毒性低,僅為氰的千分之一。但產生的氰酸鹽離子易水解生成氨氣。因此,需讓次氯酸將氰酸鹽離子進一步氧化成氮氣和二氧化碳,消除氰酸鹽對環境的污染同時進一步氧化殘余的氯化氰。在進一步氧化氰酸鹽的過程中,pH值值控制是至關重要的。pH值大於12,則反應停止,pH值7.5~8.0,用硫酸調節pH值,反應過程適當攪拌以加速反應的完全進行。 二、臭氧氧化 臭氧氧化法是利用臭氧的強氧化能力,使污水(或廢水)中的污染物氧化分解成低毒或無毒的化合物,使水質得到凈化。它不僅可降低水中的BOD、COD,而且還可起脫色、除臭、除味、殺菌、殺藻等功能,因而,該處理方法愈來愈受到人們重視。 三、葯劑還原與金屬還原 葯劑還原法是利用某些化學葯劑的還原性,將廢水中的有毒有害物質還原成低毒或無毒的化合物的一種水處理方法。常見的例子是用硫酸亞鐵處理含鉻廢水。亞鐵離子起還原作用,在酸性條件下(pH值=2~3),廢水中六價鉻主要以重鉻酸根離子形式存在。六價鉻被還原成三價鉻,亞鐵離子被氧化成鐵離子,需再用中和沉澱法將三價鉻沉澱。沉澱的污染物是鉻氫氧化物和鐵氫氧化物的混合物,需要妥善處理,以防二次污染。該工藝流程包括集水、還原、沉澱、固液分離和污泥脫水等工序,可連續操作,也可間歇操作。 金屬還原法是向廢水中投加還原性較強的金屬單質,將水中氧化性的金屬離子還原成單質金屬析出,投加的金屬則被氧化成離子進入水中。此種處理方法常用來處理含重金屬離子的廢水,典型例子是鐵屑還原處理含汞廢水。其中鐵屑還原效果與水中pH值有關,當水中pH值較低時,鐵屑還會將廢水中氫離子還原成氫氣逸出,因而,當廢水的pH值較低時,應調節後再處理。反應溫度一般控制在20℃~30℃。
編輯本段工業廢水處理工藝流程
[1] 企業的工業廢水,主要分布在電子、塑膠、電鍍、五金、印刷、食品、印染等行業。從工業廢水的排放量和對環境污染的危害程度來看,電鍍、線路板、表面處理等以無機類污染物為主的工業廢水和食品、印染、印刷及生活污水等以有機類污染物為主的工業廢水是處理的重點。本文主要介紹幾種比較典型的工業廢水處理技術。 1.磨光、拋光工業廢水 在對零件進行磨光與拋光過程中,由於磨料及拋光劑等存在,工業廢水中主要污染物為COD、BOD、SS。 一般可參考以下工業廢水處理工藝流程進行處理: 工業廢水
廢水→調節池→混凝反應池→沉澱池→水解酸化池→好氧池→二沉池→過濾→排放 2.除油脫脂工業廢水 常見的脫脂工藝有:有機溶劑脫脂、化學脫脂、電化學脫脂、超聲波脫脂。除有機溶劑脫脂外,其它脫脂工藝中由於含鹼性物質、表面活性劑、緩蝕劑等組成的脫脂劑,工業廢水中主要的污染物為pH、SS、COD、BOD、石油類、色度等。 一般可以參考以下工業廢水處理工藝進行處理: 廢水→隔油池→調節池→氣浮設備→厭氧或水解酸化→好氧生化→沉澱→過濾或吸附→排放 該類工業廢水一般含有乳化油,在進行氣浮前應投加CaCl2破乳劑,將乳化油破除,有利於用氣浮設備去除。當廢水中COD濃度高時,可先採用厭氧生化處理,如不高,則可只採用好氧生化處理。 3.酸洗磷化工業廢水 酸洗工業廢水主要在對鋼鐵零件的酸洗除銹過程中產生,廢水pH一般為2-3,還有高濃度的Fe2+,SS濃度也高。 可參考以下工業廢水處理工藝進行處理: 廢水→調節池→中和池→曝氣氧化池→混凝反應池→沉澱池→過濾池→pH回調池→排放 磷化廢水又叫皮膜廢水,指鐵件在含錳、鐵、鋅等磷酸鹽溶液中經過化學處理,表面生成一層難溶於水的磷酸鹽保護膜,作為噴塗底層,防止鐵件生銹。該類工業廢水中的主要污染物為:pH、SS、PO43-、COD、Zn2+等。 可參考以下工業廢水處理工藝進行處理: 廢水→調節池→一級混凝反應池→沉澱池→二級混凝反應池→二沉池→過濾池→排放 4.鋁的陽極氧化工業廢水所含污染物主要為pH、COD、PO43-、SS等,因此可採用磷化工業廢水處理工藝對陽極氧化廢水進行處理。
⑥ 關於電鍍含鎳廢水處理
電鍍廢水的處理與回用對節約水資源以及保護環境起著至關重要的作用。本文綜述了各種電鍍廢水處理技術的優缺點,以及一些新材料在電鍍廢水處理上的應用。
01 化學沉澱法
化學沉澱法是通過向廢水中投入葯劑,使溶解態的重金屬轉化成不溶於水的化合物沉澱,再將其從水中分離出來,從而達到去除重金屬的目的。
化學沉澱法因為操作簡單,技術成熟,成本低,可以同時去除廢水中的多種重金屬等優點,在電鍍廢水處理中得到廣泛應用。
1.鹼性沉澱法
鹼性沉澱法是向廢水中投加NaOH、石灰、碳酸鈉等鹼性物質,使重金屬形成溶解度較小的氫氧化物或碳酸鹽沉澱而被去除。該法具有成本低、操作簡單等優點,目前被廣泛使用。
但是鹼性沉澱法的污泥產量大,會產生二次污染,而且出水pH偏高,需要回調pH。NaOH由於產生污泥量相對較少且易回收利用,在工程上得到廣泛應用。
2.硫化物沉澱法
硫化物沉澱法是通過投加硫化物(如Na2S、NariS等)使廢水中的重金屬形成溶度積比氫氧化物更小的沉澱,出水pH在7~9,無需回調pH即可排放。
但是硫化物沉澱顆粒細小,需要添加絮凝劑輔助沉澱,使處理費用增大。硫化物在酸性溶液中還會產生有毒的HS氣體,實際操作起來存在局限性。
3.鐵氧體法
鐵氧體法是根據生產鐵氧體的原理發展起來的,令廢水中的各種重金屬離子形成鐵氧體晶體一起沉澱析出,從而凈化廢水。該法主要是通過向廢水中投加硫酸亞鐵,經過還原、沉澱絮凝,最終生成鐵氧體,因其設備簡單、成本低、沉降快、處理效果好等特點而被廣泛應用。
pH和硫酸亞鐵投加量對鐵氧體法去除重金屬離子的影響,確定鎳、鋅、銅離子的最佳絮凝pH分別為8.00~9.80、8.00~10.50和10.00,投加的亞鐵離子與它們摩爾比均為2~8,而六價鉻的最佳還原pH為4.00~5.50,最佳絮凝pH則為8.00~10.50,最佳投料比為20。出水的鎳含量小於0.5mg/L,總鉻含量小於1.0mg/L,鋅含量小於1.0mg/L,銅含量小於0.5mg/L,達到《電鍍污染物排放標准》(GB21900—2008)中「表2」的要求。
化學沉澱法的局限性
隨著污水排放標準的提高,傳統單一的化學沉澱法很難經濟有效地處理電鍍廢水,常常與其他工藝組合使用。
採用鐵氧體-CARBONITE(一種具有物理吸附與離子交換功能的材料)聯合工藝處理Ni含量約為4000mg/L的高濃度含鎳電鍍廢水:先以鐵氧體法控制pH為11.0,在Fe/Fe。摩爾比O.55,FeSO4·7H2O/Ni質量比21,反應溫度35℃的條件下攪拌反應15min,出水Ni平均濃度從4212.5mg/L降至6.8mg/L,去除率達99.84%;然後採用CARBONITE處理,在CARBONITE投加量1.5g/L,pH=6.5,溫度35℃的條件下反應6h,Ni去除率可達96.48%,出水Ni濃度為0.24mg/L,達到GB21900-2008中的「表2」標准。
採用高級Fenton一化學沉澱法處理含螯合重金屬的廢水,使用零價鐵和過氧化氫降解螯合物,然後加鹼沉澱重金屬離子,不僅可以去除鎳離子(去除率最高達98.4%),而且可以降低COD化學需氧量。
02 氧化還原法
1.化學氧化法
化學氧化法在處理含氰電鍍廢水上的效果尤為明顯。該方法把廢水中的氰根離子(CN一)氧化成氰酸鹽(CNO-),再將氰酸鹽(CNO-)氧化成二氧化碳和氮氣,可以徹底解決氰化物污染問題。
常用的氧化劑包括氯系氧化劑、氧氣、臭氧、過氧化氫等,其中鹼性氯化法應用最廣。採用Fenton法處理初始總氰濃度為2.0mg/L的低濃度含氰電鍍廢水,在反應初始pH為3.5,H202/FeSO4摩爾比為3.5:1,H202投加量5.0g/L,反應時間60min的最佳條件下,氰化物的去除率可達93%,總氰濃度可降至0_3mg/L。
2.化學還原法
化學還原法在電鍍廢水處理中主要針對含六價鉻廢水。該方法是在廢水中加入還原劑(如FeSO、NaHSO3、Na2SO3、SO2、鐵粉等)把六價鉻還原為三價鉻,再加入石灰或氫氧化鈉進行沉澱分離。上述鐵氧體法也可歸為化學還原法。
該方法的主要優點是技術成熟,操作簡單,處理量大,投資少,在工程應用中有良好的效果,但是污泥量大,會產生二次污染。採用硫酸亞鐵作為還原劑,處理80t/d的含總鉻7O~80mg/L的電鍍廢水,出水總鉻小於1.5mg/L,處理費用為3.1元/t,具有很高的經濟效益。
以焦亞硫酸鈉為還原劑處理含80mg/L六價鉻、pH為6~7的電鍍廢水,出水六價鉻濃度小於0.2mg/L。
03 電化學法
電化學法是指在電流的作用下,廢水中的重金屬離子和有機污染物經過氧化還原、分解、沉澱、氣浮等一系列反應而得到去除。
該方法的主要優點是去除速率快,可以完全打斷配合態金屬鏈接,易於回收利用重金屬,佔地面積小,污泥量少,但是其極板消耗快,耗電量大,對低濃度電鍍廢水的去除效果不佳,只適合中小規模的電鍍廢水處理。
電化學法主要有電凝聚法、磁電解法、內電解法等。
電凝聚法是通過鐵板或者鋁板作為陽極,電解時產生Fe2+、Fe或Al,隨著電解的進行,溶液鹼性增大,形成Fe(OH)2、Fe(OH)3或AI(OH)3,通過絮凝沉澱去除污染物。
由於傳統的電凝聚法經過長時間的操作,會使電極板發生鈍化,近年來高壓脈沖電凝聚法逐漸替代傳統的電混凝法,它不僅克服了極板鈍化的問題,而且電流效率提高20%~30%,電解時間縮短30%~40%,節省電能30%~40%,污泥產生量少,對重金屬的去除率可達96%~99%。
採用高壓脈沖電絮凝技術處理某電鍍廠的電鍍廢水,Cu2十、Ni2、CN一和COD的去除率分別達到99.80%、99.70%、99.68%和67.45%。
電混凝法通常也與其他方法結合使用,利用電凝聚法和臭氧氧化法聯合處理電鍍廢水,以鐵和鋁做極板,出水六價鉻、鐵、鎳、銅、鋅、鉛、TOC(總有機碳)、COD的去除率分別為99.94%、100.00%、95.86%、98.66%、99.97%、96.81%、93.24%和93.43%。
近年來內電解法受到廣泛關注。內電解法利用了原電池原理,一般向廢水中投加鐵粉和炭粒,以廢水作為電解質媒介,通過氧化還原、置換、絮凝、吸附、共沉澱等多種反應的綜合作用,可以一次性去除多種重金屬離子。
該方法不需要電能,處理成本低,污泥量少。通過靜態試驗研究了鐵碳微電解法對模擬電鍍廢水的COD及銅離子的去除效果,去除率分別達到了59.01%和95.49%。然而,採用微電解反應柱研究連續流的運行結果顯示,14d後微電解出水的COD去除率僅為10%~15%,銅的去除率降低至45%~50%之間,可見需要定期更換填料或對填料進行再生。
04 膜分離技術
膜分離技術主要包括微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)、電滲析(ED)、液膜(Lv)等,利用膜的選擇透過性來對污染物進行分離去除。
該方法去除效果好,可實現重金屬回收利用和出水回用,佔地面積小,無二次污染,是一種很有發展前景的技術,但是膜的造價高,易受污染。
對膜技術在電鍍廢水處理中的應用和效果進行了分析,結果表明:結合常規廢水處理工藝與膜生物反應器(MBR)組合工藝,電鍍廢水被處理後的水質達到排放標准;電鍍綜合廢水經UF凈化、RO和NF兩段脫鹽膜的集成工藝處理後,水質達到回用水標准,RO和NF產水的電導率分別低於100gS/cm和1000gS/cm,COD分別約為5mg/L和10mg/L;鍍鎳漂洗廢水通過RO膜後,鎳的濃縮高達25倍以上,實現了鎳的回收,RO產水水質達到回用標准。
投資與運行費用分析表明:工程運行1年多即可收回RO濃縮鎳的設備費用。
液膜法並不是採用傳統的固相膜,而是懸浮於液體中很薄的一層乳液顆粒,是一種類似溶劑萃取的新型分離技術,包括制膜、分離、凈化及破乳過程。
美籍華人黎念之(NormanN.Li)博士發明了乳狀液膜分離技術,該技術同時具有萃取和滲透的優點,把萃取和反萃取兩個步驟結合在一起。乳化液膜法還具有傳質效率高、選擇性好、二次污染小、節約能源和基建投資少的特點,對電鍍廢水中重金屬的處理及回收利用有著良好的效果。
05 離子交換法
離子交換法是利用離子交換劑對廢水中的有害物質進行交換分離,常用的離子交換劑有腐殖酸物質、沸石、離子交換樹脂、離子交換纖維等。離子交換的運行操作包括交換、反洗、再生、清洗四個步驟。
此方法具有操作簡單、可回收利用重金屬、二次污染小等特點,但離子交換劑成本高,再生劑耗量大。
研究強酸性離子交換樹脂對含鎳廢水的處理工藝條件及鎳回收方法。結果表明:pH為6~7有利於強酸性陽離子交換樹脂對鎳離子的去除。離子交換除鎳的適宜溫度為30℃,適宜流速為15BV/h(即每小時l5倍樹脂床體積)。適宜的脫附劑為10%鹽酸,脫附液流速為2BV/h。前4.6BV脫附液可回用於配製電鍍槽液,平均鎳離子質量濃度達18.8g/L。
Mei.1ingKong等研究了CHS—l樹脂對cr(VI)的吸附能力,發現Cr(VI)在低濃度時,樹脂的交換吸附率是由液膜擴散和化學反應控制的。CHS一1樹脂對Cr(VI)的最佳吸附pH為2~3,在298K下其飽和吸附能力為347.22mg/g。CHS一1樹脂可以用5%的氫氧化鈉溶液和5%氯化鈉溶液來洗脫,再生後吸附能力沒有明顯的下降。
使用鈦酸酯偶聯劑將1一Fe203與丙烯酸甲酯共聚,在鹼性條件下進行水解,制備出磁性弱酸陽離子交換樹脂NDMC一1。
通過對重金屬Cu的吸附研究發現,NDMC—l樹脂粒徑較小、外表面積大,因而具有較快的動力學性能。具體聯系污水寶或參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。
06 蒸發濃縮法
蒸發濃縮法是通過加熱對電鍍廢水進行蒸發,使液體濃縮達到回用的效果。一般適用於處理含鉻、銅、銀、鎳等重金屬濃度高的廢水,用其處理濃度低的重金屬廢水時耗能大,不經濟。
在處理電鍍廢水中,蒸發濃縮法常常與其他方法一起使用,可實現閉路循環,效果不錯,比如常壓蒸發器與逆流漂洗系統聯合使用。蒸發濃縮法操作簡單,技術成熟,可實現循環利用,但是濃縮後的干固體處置費用大,制約了它的應用,目前一般只作為輔助處理手段。
07 生物處理技術
生物處理法是利用微生物或者植物對污染物進行凈化,該方法運行成本低,污泥量少,無二次污染,對於水量大的低濃度電鍍廢水來說是不二之選。生物法主要包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法和植物修復法。
1.生物絮凝法
生物絮凝法是一種利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱來凈化水質的方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產生並分泌到細胞外、具有絮凝活性的代謝物,能使水中膠體懸浮物相互凝聚、沉澱。
生物絮凝劑與無機絮凝劑和合成有機絮凝劑相比,具有處理廢水安全無毒、絮凝效果好、不產生二次污染等優點,但其存在活體生物絮凝劑不易保存,生產成本高等問題,限制了它的實際應用。目前大部分生物絮凝劑還處在探索研究階段。
生物絮凝劑可以分為以下三類:
(1) 直接利用微生物細胞作為絮凝劑,如一些細菌、放線菌、真菌、酵母等。
(2) 利用微生物細胞壁提取物作為絮凝劑。微生物產生的絮凝物質為糖蛋白、黏多糖、蛋白質等高分子物質,如酵母細胞壁的葡聚糖、Ⅳ-乙醯葡萄糖胺、絲狀真菌細胞壁多糖等都可作為良好的生物絮凝劑。
(3) 利用微生物細胞代謝產物的絮凝劑。代謝產物主要有多糖、蛋白質、脂類及其復合物等。
近年來報道的生物絮凝劑主要為多糖類和蛋白質類,前者有ZS一7、ZL—P、H12、DP。152等,後者有MBF—W6、NOC—l等。陶穎等]利用假單胞菌Gx4—1胞外高聚物製得的絮凝劑對cr(Ⅳ)進行了絮凝吸附研究。
其研究結果表明,在適宜條件下Or(Ⅳ)的去除率可達51%。研究枯草芽孢桿菌NX一2制備的生物絮凝劑v一聚谷氨酸(T-PGA)對電鍍廢水的處理效果,實驗證明,T-PGA能有效地去除Cr3+、Ni等重金屬離子。
2.生物吸附法
生物吸附法是利用生物體自身的化學結構或成分特性來吸附水中的重金屬,然後通過固液分離,從水中分離出重金屬。
可以從溶液中分離出重金屬的生物體及其衍生物都叫做生物吸附劑。生物吸附劑主要有生物質、細菌、酵母、黴菌、藻類等。該方法成本低,吸附和解析速率快,易於回收重金屬,具有選擇性,前景廣闊。
研究各種因素對枯草芽胞桿菌吸附電鍍廢水中Cd效果的影響,結果表明:pH為8、吸附劑用量為10g/L(濕重)、攪拌轉數為800r/min、吸附時間為10min的條件下,廢水中鎘的去除率達93%以上。
吸附鎘後的枯草芽胞桿菌細胞膨大,色澤變亮,細胞之間相互粘連。Cd2+與細胞表面的鈉進行了離子交換吸附。
殼聚糖是一種鹼性天然高分子多糖,由海洋生物中甲殼動物提取的甲殼素經過脫乙醯基處理而得到,可以有效地去除電鍍廢水中的重金屬離子。
通過乳化交聯法制備了磁性二氧化硅納米顆粒組成的殼聚糖微球,然後用乙二胺和縮水甘油基三甲基氯化反應的季銨基團改性,所得生物吸附劑具有很高的耐酸性和磁響應。
用它來去除酸性廢水中的cr(VI),在pH為2.5、溫度為25℃的條件下,最大吸附能力為233.1mg/g,平衡時間為40~120min[取決於初始Cr(VI)的濃度。使用0.3mol/LNaOH和0.3mol/LNaC1的混合液進行吸附劑再生,解吸率達到95.6%,因此該生物吸附劑具有很高的重復使用性。
3.生物化學法
生物化學法是指微生物直接與廢水中的重金屬進行化學反應,使重金屬離子轉化為不溶性的物質而被去除。
從電鍍廢水中篩選分離出3株可以高效降解自由氰根的菌種,在最佳條件下可以將80mg/L的CN一去除到0.22mg/L。研究發現,有許多可以將cr(VI)還原成低毒cr(III)的微生物,如無色桿菌、土壤細菌、芽孢桿菌、脫硫弧菌、腸桿菌、微球菌、硫桿菌、假單胞菌等,其中除了大腸桿菌、芽孢桿菌、硫桿菌、假單胞菌等可以在好氧條件下還原Cr(VI),其餘大部分菌種只能在厭氧條件下還原cr(VI)。
R.S.Laxman等發現灰色鏈黴菌能在24~48h內把cr(VI)還原成cr(III),並能夠將cr(III)顯著地吸收去除。中科院成都生物研究所的李福、吳乾菁等從電鍍污泥、廢水及下水道鐵管內分離篩選出35株菌種,並獲得了SR系列復合功能菌,該功能菌具有高效去除Cr(VI)和其他重金屬的功效,並在此基礎上進行了工程應用,取得較好的效果。
4.植物修復法
植物修復法是利用植物的吸收、沉澱、富集等作用來處理電鍍廢水中的重金屬和有機物,達到治理污水、修復生態的目的。
該方法對環境的擾動較少,有利於環境的改善,而且處理成本低。人工濕地在這方面起著重要的作用,是一種發展前景廣闊的處理方法。
李氏禾是一種可富集金屬的水生植物,在去除水中重金屬方面具有很大的潛力。在人工濕地種植了李氏禾,用以處理含鉻、銅、鎳的電鍍廢水,使它們的含量分別降低了84.4%、97.1%和94_3%。當水力負荷小於0.3m/(m2·d1時,出水中的重金屬濃度符合電鍍污染物排放標準的要求;當進水鉻、銅和鎳的濃度為5、10和8mg/L時,仍能達標排放。
可見用李氏禾處理中低濃度的電鍍廢水是可行的。質量平衡表明,鉻、銅和鎳大部分保留在人工濕地系統的沉積物中。
08 吸附法
吸附法是利用比表面積大的多孔性材料來吸附電鍍廢水中的重金屬和有機污染物,從而達到污水處理的效果。
活性炭是使用最早、最廣的吸附劑,可以吸附多種重金屬,吸附容量大,但是活性炭價格昂貴,使用壽命短,需要再生且再生費用不低。一些天然廉價材料,如沸石、橄欖石、高嶺土、硅藻土等,也具有較好的吸附能力,但由於各種原因,幾乎沒有得到工程應用。
以沸石作為吸附劑處理電鍍廢水,發現在靜態條件下,沸石對鎳、銅和鋅的吸附容量分別達到5.9、4.8和2.7mg/g.先以磁性生物炭去除電鍍廢水中的Cr(vI),
然後通過外部磁場分離,使得cr(VI)的去除率達到97.11%。而在10rain的磁選後,濁度由4075NTU降至21.8NTU。其研究還證實了吸附過程後,磁性生物炭仍保留原來的磁分離性能。近年來又研製開發了一些新型吸附材料,如文中提到的生物吸附劑以及納米材料吸附劑。
納米技術是指在1~100nm尺度上研究和應用原子、分子現象,由此發展起來的多學科交叉、基礎研究與應用緊密聯系的科學技術。納米顆粒由於具有常規顆粒所不具備的納米效應,因而具有更高的催化活性。
納米材料的表面效應使其具有高的表面活性、高表面能和高的比表面積,所以納米材料在制備高性能吸附劑方面表現出巨大的潛力。雷立等l採用溫和水熱法一步快速合成了鈦酸鹽納米管(TNTs),並應用於對水中重金屬離子Pb(II)、cd(II)和Cr(III)的吸附。
結果表明:pH=5時,初始濃度分別為200、100和50mg/L的Pb(II)、Cd(II)和Cr(III)在TNTs上的平衡吸附量分別為513.04、212.46和66.35mg/L,吸附性能優於傳統吸附材料。納米技術作為一種高效、節能環保的新型處理技術,得到人們的廣泛認同,具有很大的發展潛力。
09 光催化技術
光催化處理技術具有選擇性小、處理效率高、降解產物徹底、無二次污染等特點。
光催化的核心是光催化劑,常用的有TiO2、ZnO、WO3、SrTiO3、SnO2和Fe2O3。其中TiO2具有化學穩定性好、無毒、兼具氧化和還原作用等諸多特點。TiO:在受到一定能量的光照時會發生電子躍遷,產生電子一空穴對。
光生電子可以直接還原電鍍廢水中的金屬離子,而空穴能將水分子氧化成具有強氧化性的OH自由基,從而把很多難降解的有機物氧化成為COz、H:0等無機物,被認為是最有前途、最有效的水處理方法之一。
以懸浮態的TiO2為催化劑,在紫外光的作用下對絡合銅廢水進行光催化反應。結果表明:當TiO2投加量為2g/L,廢水pH=4時,在300W高壓汞燈照射下,載入60mL/min的空氣反應40rain,對120mg/LEDTA絡合銅廢水中Cu(II)與COD的去除率分別達到96.56%和57.67%。實施了「物化一光催化一膜」處理電鍍廢水的工程實例,出水COD去除率達到70%以上,同時TiO2光催化劑可重復使用。
膜法的引入可大大提高水質,使處理後水質達到中水回用標准,提高了電鍍廢水的資源化利用率,回用率達到85%以上,大大節約了成本。然而光催化技術在實際應用中受到了很多的限制,如重金屬離子在光催化劑表面的吸附率低,催化劑的載體不成熟,遇到色度大的廢水時處理效果大幅下降,等等。不過光催化技術作為高效、節能、清潔的處理技術,將會有很大的應用前景。
10 重金屬捕集劑
重金屬捕集劑又叫重金屬螯合劑,它能與廢水中的絕大部分重金屬離子產生強烈的螯合作用,生成的高分子螯合鹽不溶於水,通過分離就可以去除廢水中的重金屬離子。
重金屬捕集劑處理後的重金屬廢水中剩餘的重金屬離子濃度大部分都能達到國家排放標准。以二硫代氨基甲酸鹽重金屬離子捕集劑XMT探討了不同因素對Cu的捕集效果,對Cu去除率在99%以上,出水Cu濃度小於0.05mg/L,出水遠低於GB21900-2008的「表3」標准。
選取3種市售重金屬捕集劑對實際電鍍廢水中的Cu2+、Zn2+、Ni進行同步深度處理,發現三聚硫氰酸三鈉(簡稱TMT)對Cu的去除效果最為顯著,投加量少且效果穩定,但對Ni的去除效果較差。甲基取代的二硫代氨基甲酸鈉(以Me2DTC表示)的適用性最強,對3種重金屬離子均具有良好的去除效果,可達到GB21900-2008中的「表3」排放標准,且在DH=9.70時處理效果最佳。至於乙基取代的二硫代氨基甲酸鈉(Et2DTC),對Ni的去除效果不佳。
重金屬捕集劑因高效、低能、處理費用相對較低等特點而有很大的實用性。
結語
電鍍廢水成分復雜,應盡量分工段處理。在選擇處理方法時,應充分考慮各種方法的優缺點,加強各種水處理技術的綜合應用,形成組合工藝,揚長避短。
重金屬具有很大的回收價值且毒性大,在電鍍廢水處理過程中應多使用重金屬回收利用的工藝,盡可能地減少排放。
基於化學沉澱法污泥產量大,電化學法能耗高,膜分離技術的膜組件造價高且易受污染等諸多問題,就現有電鍍廢水處理技術而言,應向著節能、高效、無二次污染的方向改進。
同時可與計算機技術相結合,實現智能化控制。還可結合材料學、生物學等學科,開發出更適合處理電鍍廢水的新型材料。
⑦ 離子交換樹脂提取生物鹼的原理是什麼
通過離子交換樹脂的聚合多孔性及官能團進行吸附,由於這一交換過程速度很快,離子交換樹脂對生物鹼的親和性也很好,水處理填料樹脂因此在這個過程中,有機物對離子交換樹脂的污染很小。吸附飽和後,再用稀濃度的酸液進行分布洗脫,稀的酸液洗下的是正電荷很弱的雜質,它們可以與活性官能鍵結合,但是不穩定,然後再用較高濃度的酸液將吸附的生物鹼洗脫,最後用高濃度的酸液洗脫與活性官能團結合很牢固的陽離子雜質。為了確保離子交換樹脂的吸附容量,往往在使用到一定周期後,會採用NaOH溶液進行逆轉型復甦。
⑧ 哪種離子交換樹脂對釩的吸附容量大
離子交換樹脂法應用於電鍍廢水、酸洗廢水或電子生產領域廢水處理,根據回水溶液答的PH值,可以選擇多款樹脂,比如強酸性陽樹脂(PH要求較苛刻,吸附范圍相對較窄),大孔弱酸樹脂(吸附能力大,但對PH有明確要求),螯合樹脂(吸附力強,對PH應用范圍廣,但相對於前兩者價格較高,但因為其雙羧基的抓取能力,對二價金屬離子的選擇性吸附能力頗佳)。
目前國內外電子生產領域及電鍍廢水等,普遍存在偷排廢水或繳費交由環保部門污水處理站集中處理,其實這些廢水通過樹脂吸附處理後,完全可以變廢為寶。本公司擁有以上三款產品及應用工藝,如用戶感興趣,可以進一步交談。螯合樹脂對二價金屬離子的選擇性吸附,可以參照附件中資料。
⑨ 軟水樹脂的原理
軟化來樹自脂原理:
1.軟化樹脂處理的原理就是將原水通過鈉型陽離子交換樹脂,常規的軟化樹脂帶有大量的鈉離子。當水中的鈣鎂離子含量高時,離子交換樹脂可以釋放出鈉離子,功能基團與鈣鎂離子結合,這樣水中的鈣鎂離子含量降低,水的硬度下降。水中的硬度成分Ca2+、Mg2+與樹脂中的Na+相交換,從而吸附水中的Ca2+、Mg2+,使水得到軟化。
2. 當軟化樹脂吸收一定量的鈣鎂離子之後,就必須進行再生,再生過程就是用鹽箱中的食鹽水沖洗樹脂層,把樹脂上的硬度離子在置換出來,隨再生廢液排出罐外,樹脂就又恢復了軟化交換功能。