鍍鎳作爲一種(zhǒng)常用的表面(miàn)處理技術,被(bèi)廣泛應用于電子、汽車、機械等多種(zhǒng)行業。含Ni2+的廢水對(duì)人體健康和生态環境有著(zhe)嚴重危害，其常見處理方法有化學(xué)沉澱法、真空蒸發(fā)回收、電滲析、反滲透及離子交換樹脂吸附等廢水處理法。化學(xué)沉澱法雖然成(chéng)本低，但産生的固廢需要進(jìn)行二次處理;真空蒸發(fā)法能(néng)耗大;電滲析、反滲透法需要較大的設備投資和能(néng)耗，而且存在膜易受污染的問題，可見，現有含鎳廢水處理工藝各有利弊。
離子交換技術是現有含鎳廢水處理工藝的升級，因出水水質好(hǎo),可回收有用物質,适用于處理濃度低而廢水量大的鍍鎳廢水等優點,得到廣泛應用。
采用離子交換法進(jìn)行鍍鎳廢水處理的優勢
效除鎳可達标：去除重金屬鎳離子,滿足排放指标要求
資源化：回收廢水中有的金屬鎳
循環利用：提水的循環利用率,節約水資源
節能(néng)環保：減少環境污染
随著(zhe)人們對(duì)鍍鎳廢水處理資源化的意識越來越強，離子交換技術作爲電鍍廢水深度處理的有效方法也逐漸得到重視。
原理
離子交換樹脂是具有三維空間結構的不溶性分子化合物,其功能(néng)基可與水中的離子起(qǐ)交換反應。鍍鎳廢水中的Ni2+離子采用陽離子交換樹脂吸附。所用樹脂可以一般采用弱酸性陽樹脂，采用弱酸性陽樹脂交換時(shí),通常將(jiāng)樹脂轉爲Na型。當含Ni2+廢水流經(jīng)Na型弱酸性陽樹脂層時(shí),發(fā)生如下交換反應：
2R-COONa+Ni2+→(R-COO)2Ni+2Na+
水中的Ni2+被(bèi)吸附在樹脂上,而樹脂上的Na+ 便進(jìn)入水中。
當部樹脂層與Ni2+交換達到平衡時(shí),用一定濃度的HCl或H2SO4再生，發(fā)生如下反應：
(R-COO)2Ni+H2SO4→2R-COOH+NiSO4
此時(shí)樹脂爲H型,需用NaOH轉爲Na型,反應如下：
R-COOH+NaOH→RCOONa+H2O
如此樹脂可重新投入運行,進(jìn)入下一循環。廢水經(jīng)處理後(hòu)可回清洗槽重複使用,洗脫得到的硫酸鎳經(jīng)淨化後(hòu)可回鍍槽使用。
工藝方案論證
樹脂的選擇
目前能(néng)處理含鎳廢水的樹脂很多,其性能(néng)和特點各不相同,所以選擇合适的樹脂是工藝中一個主要的問題。能(néng)夠用于處理含鎳廢水的樹脂中以弱酸性陽離子交換樹脂(也就(jiù)是螯合樹脂)較多，而強酸性陽樹脂也能(néng)吸附鎳離子,但是此款樹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、交換速度快、容易再生、機械強度、膨脹度小的弱酸陽樹脂(螯合樹脂)。
樹脂的預處理
科海思作爲美國(guó)特邁斯的中國(guó)區總代理，旗下Tulsion
CH-90除鎳螯合樹脂，出廠時(shí)經(jīng)活化處理好(hǎo)爲鈉型，使用前隻需用清水沖洗至PH爲9左右就(jiù)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工藝流程,近年來與移動床鍍鉻廢水處理一樣(yàng),發(fā)展到移動床鍍鎳廢水處理。其功能(néng)越來越,占地越來越小。爲了不使設備在飽和樹脂排放再生以後(hòu)影響廢水的交換,裝置上有備用樹脂罐一個。設備功能(néng)齊,操作方便,裝置包括水泵、流量計、過(guò)濾器、氣泵、樹脂再生系統以及電源控制部分。
廢水處理工藝流程
1、廢水的交換：
工作時(shí)，水泵將(jiāng)含鎳廢水從廢水池抽入過(guò)濾器，廢水從過(guò)濾器出來,經(jīng)流量計後(hòu)逆流進(jìn)交換柱,從交換柱頂部出來的水,就(jiù)是己經(jīng)去除了Ni2+離子的水了(順流進(jìn)水還(hái)是逆流進(jìn)水可以根據具體的設計工藝要求選擇),其反應如下:
2R-COONa+Ni2+→(R-COO)2Ni+2Na+
從有機玻璃交換柱可以潔晰地看到,樹脂被(bèi)壓力水均勻地托起(qǐ),随著(zhe)吸附的進(jìn)行,吸附了鎳離子變成(chéng)綠色的樹脂交換帶,明顯地由下而上逐步推移。當交換帶移至交換柱三分之二處時(shí),交換柱底部樹脂顔色已很深,達到了飽和。螯合樹脂就(jiù)需要作再生處理了。
2、廢水處理流程：
弱酸性陽樹脂CH-90對(duì)水中各種(zhǒng)陽離子在濃度相同的情況下,對(duì)陽離子的交換順序爲:
Cu2+>Pb2+>Ni2+>Co2+>Cd2+>Fe3+>Mn2+>Mg2+>Ga2+>>Na+
3、樹脂的再生:
再生時(shí),由于樹脂收縮膨脹率較,即樹脂吸附飽和Ni2+後(hòu),體積縮小30-40%,當樹脂再生轉成(chéng)Na+型後(hòu),又將(jiāng)恢複到原來的體積.
樹脂再生時(shí),先用再生樹脂體積2倍的H2SO4或HCL溶液(3%-5%)逆流再生,并直接回收再生反應如下：
(R-COO)2Ni+2H+→2RCOOH+Ni2+
待樹脂部再生後(hòu),用水正反沖洗洗淨,然後(hòu)用2倍再生樹脂體積4%-5%的NaOH溶液流過(guò)樹脂,將(jiāng)樹脂轉成(chéng)鈉型(轉成(chéng)鈉型後(hòu),Ni2+容易吸附交換,交換量更大)。轉型後(hòu)的樹脂體積將(jiāng)增加30%以上,這(zhè)時(shí)用軟水(或純水)充分淋洗樹脂(約2倍樹脂體積).從而完成(chéng)了廢水處理、樹脂再生的過(guò)程。
4、運行方式：
對(duì)于樹脂運行與再生是順流還(hái)是逆流。一般是順流運行，逆流再生和清水正反洗，運行方式可根據實際工藝具體确認。
随著(zhe)新型大孔型離子交換樹脂和離子交換連續化工藝的不斷湧現,在鍍鎳廢水深度處理、價金屬鎳鹽的回收等方面(miàn),離子交換技術越來越展現出其它方法難以匹敵的優勢。爲了提水的循環利用率和符合日趨嚴格的排放标準,預期的離子交換技術將(jiāng)與微機控制技術聯用,使設備設計走向(xiàng)定型化、自動化,開(kāi)創廢水處理領域新格局。
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