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离子交换法在处理废水处理中的应用

发布时间:2021-01-17 16:04:53

⑴ 处理含盐浓度较高的废水时,采用膜分离法好还是离子交换法好

处理含盐浓度较高的废水时,采用膜分离法好还是离子交换法好
粘度低的采用膜分离法好极性强的是离子交换法好

⑵ 离子交换的水处理中的应用

EDI(Electro-de-ionization)是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术(电渗析技术)相结合的纯水制造技术。该技术利用离子交换能深度脱盐来克服电渗析极化而脱盐不彻底,又利用电渗析极化而发生水电离产生H和OH离子实现树脂自再生来克服树脂失效后通过化学药剂再生的缺陷,是20世纪80年代以来逐渐兴起的新技术。经过十几年的发展,EDI技术已经在北美及欧洲占据了相当部分的超纯水市场。
EDI装置包括阴/阳离子交换膜、离子交换树脂、直流电源等设备。其中阴离子交换膜只允许阴离子透过,不允许阳离子通过,而阳离子交换膜只允许阳离子透过,不允许阴离子通过。离子交换树脂充夹在阴阳离子交换膜之间形成单个处理单元,并构成淡水室。单元与单元之间用网状物隔开,形成浓水室。在单元组两端的直流电源阴阳电极形成电场。来水水流流经淡水室,水中的阴阳离子在电场作用下通过阴阳离子交换膜被清除,进入浓水室。在离子交换膜之间充填的离子交换树脂大大地提高了离子被清除的速度。同时,水分子在电场作用下产生氢离子和氢氧根离子,这些离子对离子交换树脂进行连续再生,以使离子交换树脂保持最佳状态。EDI装置将给水分成三股独立的水流:纯水、浓水、和极水。纯水(90%-95%)为最终得到水,浓水(5%-10%)可以再循环处理,极水(1%)排放掉。图2表示了EDI的净水基本过程。
EDI装置属于精处理水系统,一般多与反渗透(RO)配合使用,组成预处理、反渗透、EDI装置的超纯水处理系统,取代了传统水处理工艺的混合离子交换设备。EDI装置进水要求为电阻率为0.025-0.5MΩ·cm,反渗透装置完全可以满足要求。EDI装置可生产电阻率高达15MΩ·cm以上的超纯水。 EDI装置不需要化学再生,可连续运行,进而不需要传统水处理工艺的混合离子交换设备再生所需的酸碱液,以及再生所排放的废水。其主要特点如下:
EDI的净水基本过程
·连续运行,产品水水质稳定
·容易实现全自动控制
·无须用酸碱再生
·不会因再生而停机
·节省了再生用水及再生污水处理设施
·产水率高(可达95%)
·无须酸碱储备和酸碱稀释运送设施
·占地面积小
·使用安全可靠,避免工人接触酸碱
·降低运行及维护成本
·设备单元模块化,可灵活的组合各种流量的净水设施
·安装简单、费用低廉
·设备初投资大 EDI装置与混床离子交换设备属于水处理系统中的精处理设备,下面将两种设备在产水水质、投资量及运行成本方面进行比较,来说明EDI装置在水处理中应用的优越性。
(1)产品水水质比较
EDI装置是一个连续净水过程,因此其产品水水质稳定,电阻率一般为15MΩ·cm,最高可达18MΩ·cm,达到超纯水的指标。混床离子交换设施的净水过程是间断式的,在刚刚被再生后,其产品水水质较高,而在下次再生之前,其产品水水质较差。
(2)投资量比较
与混床离子交换设施相比EDI装置投资量要高约20%左右,但从混床需要酸碱储存、酸碱添加和废水处理设施及后期维护、树脂更换来看,两者费用相差在10%左右。随着技术的提高与批量生产,EDI装置所需的投资量会大大的降低。另外,EDI装置设备小巧,所需厂房远远小于混床。
(3)运行成本比较
EDI装置运行费用包括电耗、水耗、药剂费及设备折旧等费用,省去了酸碱消耗、再生用水、废水处理和污水排放等费用。
在电耗方面,EDI装置约0.5kWh/t水,混床工艺约0.35kWh/t水,电耗的成本在电厂来说是比较经济的,可以用厂用电的价格核算。
在水耗方面,EDI装置产水率高,不用再生用水,因此在此方面运行费用低于混床。
至于药剂费和设备折旧费两者相差不大。
总的来说,在运行费用中,EDI装置吨水运行成本在2.4元左右,常规混床吨水运行成本在2.7元左右,高于EDI装置。因此,EDI装置多投资的费用在几年内完全可以回收。 EDI装置属于水精处理设备, 具有连续产水、水质高、易控制、占地少、不需酸碱、利于环保等优点, 具有广泛的应用前景。随着设备改进与技术完善以及针对不同行业进行优化, 初投资费用会大大降低。可以相信在不久的将来会完全取代传统的水处理工艺中的混合 。
控制氮含量的方法(4种):生物硝化-反硝化(无机氮延时曝气氧化成硝酸盐,再厌氧反硝化转化成氮气);折点氯化(二级出水投加氯,到残余的全部溶解性氯达到最低点,水中氨氮全部氧化);选择性离子交换;氨的气提(二级出水pH提高到11以上,使铵离子转化为氨,对出水激烈曝气,以气体方式将氨从水中去除,再调节pH到合适值)。每种方法氮的去除率均可超过90%。

⑶ 如何用离子交换法处理含铜电镀废水

离子交换树脂:
离子交换树脂除铜效果颇佳,树脂法处理含高浓度氨铜漂洗液已见报道;也有工厂采用弱
酸性阳离子交换树脂处理酸性硫酸盐镀铜漂洗废水;有些企业用强碱性阴离子交换树脂处
理焦磷酸盐镀铜废水,使部分水循环利用[6]。另外鳌合树脂具有选择性好、吸附容量
大、快速等优点受到水处理专家的青睐,许多研究者合成了多种多样的鳌合树脂用于铜的
去除和回收,宋吉明等[7]利用钠型氨基磷酸鳌合树脂使得处理后的出水Cu2+的质量浓度不大于0.015mg/L,M.R.Lutfor等[8]通过将聚丙烯晴嫁接在淀粉上制备含氨基功能团的鳌合树脂,在pH值为6时对铜的吸附能力高达3.0mmol/g,并且交换速度快。然而由于这些鳌合树脂价格昂贵,大多停留在试验阶段,较少在工业中大规模应用。
离子交换纤维:
离子交换纤维是近年来发展较快的一种离子交换新材料,在重金属废水处理领域也有较大的发展。改性聚丙烯腈纤维对电镀废水中铜的吸附研究表明,含铜电镀废水经改性聚丙烯腈纤维吸附后,铜离子的含量显著低于国家排放标准[9]。近年来天然纤维研究成为热点,天然纤维价格低廉,来源广泛,是一种很有前途的离子交换剂,利用椰子外壳,棕榈纤维和稻米外壳等天然纤维去除重金属离子的研究效果很好。

⑷ 如何使用离子交换树脂处理废水

离子来交换树脂法是一种应用广源泛的方法,树脂中含有的氨基、羟基等活性基团可以与重金属离子进行螯合、交换反应,从而去除废水中重金属离子的方法,同时还可以用于浓缩和回收溶液中痕量的重金属,其优点是树脂具有可逆性,可通过再生重复使用,且交换选择性好,缺点是价格昂贵。因此研究和选择成本低、选择性高、交换容量大、吸附-解吸过程可逆性好的离子交换树脂,对于处理重金属废水有着重要意义

⑸ 实验室用离子交换法处理含铜废水

实验室去离子超纯水装置实验室去离子超纯水机的工艺是RO纯净水设备+多级混床去离子水设备,属超纯去离子水设备中高档配置,由于科技的发展,我公司技术人员不断深入的研究,经过几年的不懈努力,再经过两年的实际应用,最终成功开发出超纯去离子水的小型化、全自动化;出水水质稳定,能和大型电子级用去离子水设备相媲美;树脂可以再生反复使用,降低使用成本;系统从进水、制水、储水、超纯去离子、供水全部是微电脑智能自动控制。
一、实验室去离子超纯水机的重要性及工作原理
1、实验室去离子超纯水机对工业用水实行二次革命的必要性。
水中通常含有五种杂质:
A、电解质包括带电粒子,常见的阳离子有H+、Na+、K+、NH4+、、Mg2+、Ca2+、Fe3+、Cu2+、Mn2+、Al3+等;阴离子有F-、Cl-、NO3-、HCO3-、SO42-、PO43-、H2PO4-、HSiO3-等;
B、有机物质,如:有机酸、农药、烃类、醇类和酯类等;
C、颗粒物;
D、微生物;
E、溶解气体,包括:N2、O2、Cl2、H2S、CO、CO2、CH4等;
所谓水的纯化,就是要去掉这些杂质。杂质去的越彻底,水质也就越纯净。多年来,我国的许多企业的产品的质量,在得到了严格的过程管理的情况下,仍然不稳定,与国外产品有着很大的差距,这很有可能就是生产用水的问题。如果使用去离子水,那么情况将会被大为改善,是我国很多行业提高产品质量的,赶超世界先进水平的重要手段之一。这一点,我们在实践中,在诸如化工、生物、喷涂、表面处理、制药、食品、电子等行业都得到了很好的验证。
2、用RO反渗透+树脂交换法即去离子超纯水机实现工业用水(超纯去离子)的可能性。
去离子水 (deionized water),又被称为纯水或高纯水,传统工艺是阴阳床+混床,现在通用工艺是RO反渗透+混床,更先进的是RO(REVERSE OSMOSIS)反渗透+EDI(电去离子),先通过RO反渗透膜脱除水中99%以上的杂质(包括金属盐类),再用这种水质去做超纯去离子水,这时离子交换树脂在含有少量电解质溶液中进行,即可比较彻底去除水中的各种阴、阳离子,而且使用时间和寿命都会明显增长,水质可达到很高的纯度。离子交换是目前制备高纯水工艺流程中不可替代的手段。
由于去离子水中的离子数可以被人为的控制,从而,使它的电阻率、溶解度、腐蚀性、病毒细菌等物理、化学及病理等指标均得到良好的控制。在工业生产及实验室的实验中,如果涉及到使用水的工艺都被使用了去离子水,那么,许多参数会更接近设计或理想数据,产品质量将变得易于控制。
当原水(纯净水)通过离子交换柱时,水中的阳离子和水中的阴离子与交换柱中的阳树脂的H+离子和阴树脂的OH-离子进行交换,从而达到脱盐的目的。阳、阴混柱的不同组合可使水质达到更高的要求。
二、去离子纯水机的功能说明:
1、在线检测并显示超纯水电阻率(MΩ•cm)。
2、一机两用,可同时取用三级水和纯水/超纯水,水质及水量均可升级;
3、产品小型集成化、模块化、快接式内部设计,方便安装维护,占地面积小,外形美观;
4、选用进口静音泵,系统运行时无震动、无噪音、无电磁辐射,对工作环境无影响•
5、美国高容量树脂深度抛光纯化处理技术,提高离子交换系统的总交换量,延长耗材寿命;6、数字化液晶水质显示,全自动化制水,停水或水压不够,系统自动断电保护同时视听报警,多重安全保护;
7、动态化指示:电源指示,系统自检指示,泵浦启动指示,RO自动冲洗指示,缺水保护指示,缺水报警指示,纯水备用指示;
8、全自动化无人值守设计:缺水停水时系统自动停机保护,水压恢复正常时系统自动恢复制水状态;纯水备用时系统自动停机,当取用一定纯水时系统自动恢复制水状态;
9、微电脑智能控制系统,RO膜防垢程序及完善的自动清洗消毒程序;
10、外观时尚:采用高档ABS材料开膜精加工,工艺精湛,线条流畅精美。
三、产品质量稳定化
重要零部件采用原装进口,材料符合美国NSF和水质协会标准;
标准化模块化的设计生产,使产品维修维护更有保障;
出厂前的模拟调试,使设备更适合客户的运行环境;
产水水质实时监测,达到国家实验室一级用水标准和电子级用水标准。
四、运行成本低价化
预处理装置全自动清洗,无需经常拆洗和更换预处理滤芯,降低人工成本和耗材费用;
大交换量的纯化柱设计,树脂装载量更多,纯水交换总量更大,延长纯化柱使用寿命;
树脂可反复再生使用,降低生产成本。
五、实验室去离子超纯水机的适用范围
●电子行业生产如单晶硅、半导体、集成电路块、IC芯片封装、显象管、玻壳、液晶显示器、印刷电路版、光学、光电、热电厂、冶金、化工、轻工、汽车制造、制药、医疗卫生等制造工业用纯水制造;
●医药行业的大输液、医药制剂、检验分析、血液透析、制药、制剂工艺用水制造;
●涂装行业如电镀、电池生产、电泳漆生产线;汽车、电器、建材产品表面清洗、涂装;玻璃、塑料表面镀膜等;
●化工行业用水制造如化学制药、纺织印染、精细化工、化妆品、墨盒、日化产品等;
●实验室去离子超纯水机如工厂、大学及公司的生产实验室、化学实验室、物理实验室、中试车间、医院生化室等都有涉及。

⑹ 污泥处理污水中如何去除氨氮

根据废水中氨氮浓度的不同,可将废水分为3类:

高浓度氨氮废水(NH3-N>500mg/l);

中等浓度氨氮废水(NH3-N:50-500mg/l);

低浓度氨氮废水(NH3-N<50mg/l)。

然而高浓度的氨氮废水对微生物的活性有抑制作用,制约了生化法对其的处理应用和效果,同时会降低生化系统对有机污染物的降解效率,从而导致处理出水难以达到要求。

去除氨氮的主要方法有:物理法、化学法、生物法。物理法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术;化学法有离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术;生物法有藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术。

目前比较实用的方法有:折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法。

1.折点氯化法除氨氮

折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低,氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时,水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点,该状态下的氯化称为折点氯化。处理氨氮废水所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每克氨氮需要9~10mg氯气。pH值在6~7时为最佳反应区间,接触时间为0.5~2小时。

折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化,以去除水中残留的氯。1mg残留氯大约需要0.9~1.0mg的二氧化硫。在反氯化时会产生氢离子,但由此引起的pH值下降一般可以忽略,因此去除1mg残留氯只消耗2mg左右(以CaCO3计)。折点氯化法除氨机理如下:

Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-

NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O

NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl-

NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl-

折点氯化法最突出的优点是可通过正确控制加氯量和对流量进行均化,使废水中全部氨氮降为零,同时使废水达到消毒的目的。对于氨氮浓度低(小于50mg/L)的废水来说,用这种方法较为经济。为了克服单独采用折点加氯法处理氨氮废水需要大量加氯的缺点,常将此法与生物硝化连用,先硝化再除微量残留氨氮。氯化法的处理率达90%~100%,处理效果稳定,不受水温影响,在寒冷地区此法特别有吸引力。投资较少,但运行费用高,副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染,氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。

2.选择性离子交换化除氨氮

离子交换是指在固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程。离子交换法选用对NH4+离子有很强选择性的沸石作为交换树脂,从而达到去除氨氮的目的。沸石具有对非离子氨的吸附作用和与离子氨的离子交换作用,它是一类硅质的阳离子交换剂,成本低,对NH4+有很强的选择性,能成功地去除原水和二级出水中的氨氮。

沸石离子交换与pH的选择有很大关系,pH在4~8的范围是沸石离子交换的最佳区域。当pH<4时,H+与NH4+发生竞争;当pH>8时,NH4+变为NH3而失去离子交换性能。用离子交换法处理含氨氮10~20mg/L的城市污水,出水浓度可达1mg/L以下。离子交换法具有工艺简单、投资省去除率高的特点,适用于中低浓度的氨氮废水(<500mg/L),对于高浓度的氨氮废水会因树脂再生频繁而造成操作困难。但再生液为高浓度氨氮废水,仍需进一步处理。

3.空气吹脱法与汽提法除氨氮

空气吹脱法是将废水与气体接触,将氨氮从液相转移到气的方法。该方法适宜用于高浓度氨氮废水的处理。吹脱是使水作为不连续相与空气接触,利用水中组分的实际浓度与平衡浓度之间的差异,使氨氮转移至气相而去除废水中的氨氮通常以铵离子(NH4+)和游离氨(NH3)的状态保持平衡而存在。将废水pH值调节至碱性时,离子态铵转化为分子态氨,然后通入空气将氨吹脱出。吹脱法除氨氮,去除率可达60%~95%,工艺流程简单,处理效果稳定,吹脱出的氨气用盐酸吸收生成氯化铵可回用于纯碱生产作母液,也可根据市场需求,用水吸收生产氨水或用硫酸吸收生产硫酸铵副产品,未收尾气返回吹脱塔中。但水温低时吹脱效率低,不适合在寒冷的冬季使用。用该法处理氨氮时,需考虑排放的游离氨总量应符合氨的大气排放标准,以免造成二次污染。低浓度废水通常在常温下用空气吹脱,而炼钢、石油化工、化肥、有机化工、有色金属冶炼等行业的高浓度废水则常用蒸汽进行吹脱。该方法比较适合处理高浓度氨氮废水,但吹脱效率影响因子多,不容易控制,特别是温度影响比较大,在北方寒冷季节效率会大大降低,现在许多吹脱装置考虑到经济性,没有回收氨,直接排放到大气中,造成大气污染。

汽提法是用蒸汽将废水中的游离氨转变为氨气逸出,处理机理与吹脱法一样是一个传质过程,即在高pH值时,使废水与气体密切接触,从而降低废水中氨浓度的过程。传质过程的推动力是气体中氨的分压与废水中氨的浓度相当的平衡分压之间的差。延长气水间的接触时间及接触紧密程度可提高氨氮的处理效率,用填料塔可以满足此要求。塔的填料或充填物可以通过增加浸润表面积和在整个塔内形成小水滴或生成薄膜来增加气水间的接触时间汽提法适用于处理连续排放的高浓度氨氮废水,操作条件与吹脱法类似,对氨氮的去除率可达97%以上。但汽提塔内容易生成水垢,使操作无法正常进行。

吹脱和汽提法处理废水后所逸出的氨气可进行回收:用硫酸吸收作为肥料使用;冷凝为1%的氨溶液。

4.生物法除氨氮

生物法去除氨氮是指废水中的氨氮在各种微生物的作用下,通过硝化和反硝化等一系列反应,最终形成氮气,从而达到去除氨氮的目的。生物法脱氮的工艺有很多种,但是机理基本相同。都需要经过硝化和反硝化两个阶段。

硝化反应是在好氧条件下通过好氧硝化菌的作用将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐,包括两个基本反应步骤:由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应。由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。亚硝酸菌和硝酸菌都是自养菌,它们利用废水中的碳源,通过与NH3-N的氧化还原反应获得能量。反应方程式如下:

亚硝化:2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+

硝化:2NO2-+O2→2NO3-

硝化菌的适宜pH值为8.0~8.4,最佳温度为35℃,温度对硝化菌的影响很大,温度下降10℃,硝化速度下降一半;DO浓度:2~3mg/L;BOD5负荷:0.06-0.1kgBOD5/(kgMLS•d);泥龄在3~5天以上。

在缺氧条件下,利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用,将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N2的过程,称为反硝化。反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物(碳源)。以甲醇为碳源为例,其反应式为:

6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O

6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-

反硝化菌的适宜pH值为6.5~8.0;最佳温度为30℃,当温度低于10℃时,反硝化速度明显下降,而当温度低至3℃时,反硝化作用将停止;DO浓度<0.5mg/L;BOD5/TN>3~5。生物脱氮法可去除多种含氮化合物,总氮去除率可达70%~95%,二次污染小且比较经济,因此在国内外运用最多。其缺点是占地面积大,低温时效率低。

常见的生物脱氮流程可以分为3类:

⑴多级污泥系统

多级污泥系统通常被称为传统的生物脱氮流程。此流程可以得到相当好的BOD5去除效果和脱氮效果,其缺点是流程长,构筑物多,基建费用高,需要外加碳源,运行费用高,出水中残留一定量甲醇;

⑵单级污泥系统

单级污泥系统的形式包括前置反硝化系统、后置反硝化系统及交替工作系统。前置反硝化的生物脱氮流程,通常称为A/O流程。与传统的生物脱氮工艺流程相比,该工艺特点:流程简单、构筑物少,只有一个污泥回流系统和混合液回流系统,基建费用可大大节省;将脱氮池设置在缺氧池,降低运行费用;好氧池在缺氧池后,可使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除,提高出水水质;缺氧池在前,污水中的有机碳被反硝化菌所利用,可减轻其后好氧池的有机负荷。此外,后置式反硝化系统,因为混合液缺乏有机物,一般还需要人工投加碳源,但脱氮的效果高于前置式,理论上可接近100%的脱氮效果。交替工作的生物脱氮流程主要由两个串联池子组成,通过改换进水和出水的方向,两个池子交替在缺氧和好氧的条件下运行。它本质上仍是A/O系统,但利用交替工作的方式,避免了混合液的回流,其脱氮效果优于一般A/O流程。其缺点是运行管理费用较高,必须配置计算机控制自动操作系统;

⑶生物膜系统

将上述A/O系统中的缺氧池和好氧池改为固定生物膜反应器,即形成生物膜脱氮系统。此系统中应有混合液回流,但不需污泥回流,在缺氧的好氧反应器中保存了适应于反硝化和好氧氧化及硝化反应的两个污泥系统。

常规生物处理高浓度氨氮废水是要存在以下条件:

为了能使微生物正常生长,必须增加回流比来稀释原废水;

硝化过程不仅需要大量氧气,而且反硝化需要大量的碳源,一般认为COD/TKN至少为9。

5.化学沉淀法除氨氮

化学沉淀法是根据废水中污染物的性质,必要时投加某种化工原料,在一定的工艺条件下(温度、催化剂、pH值、压力、搅拌条件、反应时间、配料比例等等)进行化学反应,使废水中污染物生成溶解度很小的沉淀物或聚合物,或者生成不溶于水的气体产物,从而使废水净化,或者达到一定的去除率。

化学沉淀法处理NH3-N主要原理是NH4+、Mg2+、PO43-在碱性水溶液中生成沉淀。在氨氮废水中投加化学沉淀剂Mg(OH)2、H3PO4与NH4+反应生成MgNH4PO4•6H2O(鸟粪石)沉淀,该沉淀物经造粒等过程后,可开发作为复合肥使用。整个反应的pH值的适宜范围为9~11。pH值<9时,溶液中PO43-浓度很低,不利于MgNH4PO4•6H2O沉淀生成,而主要生成Mg(H2PO4)2;如果pH值>11,此反应将在强碱性溶液中生成比MgNH4PO4•6H2O更难溶于水的Mg3(PO4)2的沉淀。同时,溶液中的NH4+将挥发成游离氨,不利于废水中氨氮的去除。利用化学沉淀法,可使废水中氨氮作为肥料得以回收。

⑺ 用离子交换法如何处理含铜电镀废水

离子交换树脂除铜效果颇佳,树脂法处理含高浓度氨铜漂洗液已见报道;也有工厂采用弱酸性阳内离子交换容树脂处理酸性硫酸盐镀铜漂洗废水;有些企业用强碱性阴离子交换树脂处理焦磷酸盐镀铜废水,使部分水循环利用[6]。另外鳌合树脂具有选择性好、吸附容量大、快速等优点受到水处理专家的青睐,许多研究者合成了多种多样的鳌合树脂用于铜的去除和回收,利用钠型氨基磷酸鳌合树脂使得处理后的出水 Cu2+ 的质量浓度不大于0.015 mg/L,M.R.Lutfor等[8]通过将聚丙烯晴嫁接在淀粉上制备含氨基功能团的鳌合树脂,在pH值为6时对铜的吸附能力高达3.0mmol/g,并且交换速度快。然而由于这些鳌合树脂价格昂贵,大多停留在试验阶段,较少在工业中大规模应用。

⑻ 常见的放射性废水处理方法有哪些

放射性废水的主要去除对象是具有放射性的重金属元素,与此相关的处理技术,简单地可分为化学形态改变法和化学形态不变法两类。

放射性废水处理方法:

其中化学形态改变法包括:

1、化学沉淀法;

2、气浮法;

3、生化法。


化学形态不变法包括:

1、蒸发法;

2、 离子交换法;

3、吸附法;

4、 膜法。


化学沉淀法是向废水中投放一定量的化学絮凝剂,如硫酸钾铝、硫酸钠、硫酸铁、氯化铁等,有时还需要投加助凝剂,如活性二氧化硅、黏土、聚合电解质等,使废水中的胶体物质失去稳定而凝聚何曾细小的可沉淀的颗粒,并能于水中原有的悬浮物结合为疏松绒粒。改绒粒对水中的放射性元素具有很强的吸附能力,从而净化水中的放射性物质、胶体和悬浮物。引起放射性元素与某种不溶性沉渣共沉的原因包括了共晶、吸附、胶体化、截留和直接沉淀等多种作用,因此去除效率较高。

化学沉淀法的优点是:方法简便、费用低廉、去除元素种类较广、耐水力和水质冲击负荷较强、技术和设备较成熟。缺点是:产生的污泥需进行浓缩、脱水、固化等处理,否则极易造成二次污染。化学沉淀法适用于水质比较复杂、水量变化较大的低放射性废水,也可在与其他方法联用时作为预处理方法。


蒸发浓缩法处理放射性废水:除氚、碘等极少数元素之外,废水中的大多数放射性元素都不具有挥发性,因此用蒸发浓缩法处理,能够使这些元素大都留在残余液中而得到浓缩。蒸发法的最大优点之一是去污倍数高。使用单效蒸发器处理只含有不挥发性放射性污染物的废水时,可达到大于10的4次方的去污倍数,而使用多效蒸发器和带有除污膜装置的蒸发器更可高达10的6次方到8次方的去污倍数。此外,蒸发法基本不需要使用其他物质,不会像其他方法因为污染物的转移而产生其他形式的污染物。

尽管蒸发法效率较高,但动力消耗大、费用高,此外,还存在着腐蚀、泡沫、结垢和爆炸的危险。因此,本法较适用于处理总固体浓度大、化学成分变化大、需要高的去污倍数且流量较小的废水,特别是中高放射性水平的废水。

新型高效蒸发器的研发对于蒸发法的推广利用具有重大意义,为此,许多国家进行了大量工作,如压缩蒸汽蒸发器、薄膜蒸发器、脉冲空气蒸发器等,都具有良好的节能降耗效果。另外,对废液的预处理、抗泡和结垢等问题也进行了不少研究。


离子交换法处理放射性废水的原理是,当废液通过离子交换剂时,放射性离子交换到离子交换剂上,使废液得到净化。目前,离子交换法已广发应用于核工艺生产工艺及放射性废水处理工艺。

许多放射性元素在水中呈离子状态,其中大多数是阳离子,且放射性元素在水中是微量存在的,因此很适合离子交换出来,并且在无非放射性粒子干扰的情况下,离子交换能够长时间的工作而不失效。

离子交换法的缺点是,对原水水质要求较高;对于处理含高浓度竞争离子的废水,往往需要采用二级离子交换柱,或者在离子交换柱前附加电渗析设备,以去除常量竞争离子;对钌、单价和低原子序数元素的去除比较困难;离子交换剂的再生和处置较困难。除离子交换树脂外,还有用磺化沥青做离子交换剂的,其特点是能在饱和后进行融化-凝固处理,这样有利于放射性废物的最终处置。


吸附法是用多孔性的固体吸附剂处理放射性废水,使其中所含的一种或数种元素吸附在吸附剂的表面上,从而达到去除的目的。在放射性废液的处理中,常用的吸附剂有活性炭、沸石等。

天然斜发沸石是一种多孔状结构的无机非金属矿物,主要成分为铝硅酸盐。沸石价格低廉,安全易得,处理同类型地放射性废水的费用可比蒸发法节省80%以上,因而是一种很有竞争力的水处理药剂。它在水处理工艺中常用作吸附剂,并兼有离子交换剂和过滤剂的作用。

当前,高选择性复合吸附剂的研发是吸附法运用中的热点。所谓“复合”是指离子交换复合物(氰亚铁盐、氢氧化物、磷酸盐等)在母体(多位多孔物质)上的某些方面饱和,所以新材料结合天然母体材料的优点,具有良好的机械性能、高的交换容量以及适宜的选择性。


离子浮选法属于泡沫分离技术范畴。该方法基于待分离物质通过化学的、物理的力与捕集剂结合在一起,在鼓泡塔中被吸附在气泡表面而富集,借泡沫上升带出溶液主体,达到净化溶液主体和浓缩待分离物质的目的。例子浮选法的分离作用,主要取决于其组分在气-液界面上选择性和吸附程度。所使用捕集剂的主要成分是,表面活性剂和适量的起泡剂、络合剂、掩蔽剂等。

离子浮选法具有操作简单、能耗低、效率高和适应性广等特点。它适用于处理铀同位素生产和实验研究设施退役中产生的含有各种洗涤剂和去污剂的放射性废水,尤其是含有有机物的化学清洗剂的废水,以便充分利用该废水易于起泡的特点而达到回收金属离子和处理废水的目的。


膜处理作为一门新兴学科,正处于不断推广应用的阶段。它有可能成为处理放射性废水的一种高效、经济、可靠的方法。目前所采用的膜处理技术主要有:微滤、超滤、反渗透、电渗析、电化学离子交换、铁氧体吸附过滤膜分离等方法。与传统处理工艺相比,膜技术在处理低放射性废水时,具有出水水质好,浓缩倍数高,运行稳定可靠等诸多优点。

不同的膜技术由于去除机理不同,所适用的水质与现场条件也不尽相同。此外,由于对原水水质要求较高,一般需要预处理,故膜法处理法宜与其他方法联用。

如铁凝沉淀-超滤法,适用于处理含有能与碱生成金属氢氧化物的放射性离子的废水。

水溶性多聚物-膜过滤法,适用于处理含有能被水溶性聚合物选择吸附的放射性离子的废水。

化学预处理-微滤法,通过预处理可以大大提高微滤处理放射性废水的效果,且运行费用低,设备维护简单。

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