陰陽(yáng)混合樹脂在廢水處理中的應(yīng)用研究
新樹脂的預(yù)處理:
由于運(yùn)輸及保管等各方面的原因,容易使新樹脂產(chǎn)生脫水。憑肉眼和手感均可發(fā)現(xiàn)。如遇此種情況,為避免樹脂與水和其它再生液的接觸而產(chǎn)生爆裂破碎,造成不必要的浪費(fèi),必須將此類樹脂浸泡在8的食鹽水中16小時(shí)左右(浸泡時(shí)好經(jīng)常攪拌),使樹脂充分膨脹,經(jīng)清水漂洗至無(wú)鹽味后方可使用。沒有上述現(xiàn)象,則樹脂不必進(jìn)行預(yù)處理。
樹脂裝填:
國(guó)內(nèi)混床設(shè)備的樹脂裝填高度為陽(yáng)樹脂5(6)00mm,陰樹脂10(2)00mm,非再生態(tài)時(shí)(即陽(yáng)樹脂為鈉型,陰樹脂為氯型時(shí))陽(yáng)樹脂裝填高度不能高過中排口,但也不宜低于中排口5cm。陰陽(yáng)樹脂裝填比例為2:1(或1.5:1)。001x7MB陽(yáng)離子交換樹脂在下,201x7MB陰離子交換樹脂在上。
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樹脂沖洗:
樹脂裝入交換器后,用潔凈水反洗樹脂層,直至出水清晰、無(wú)氣味、無(wú)細(xì)碎樹脂為止。
用約2倍樹脂體積的4-5HCl溶液,以2m/h的流速通過樹脂層。全部通入后,浸泡4-8小時(shí),排去酸液,用潔凈水沖洗至出水呈中性,沖洗流速為10-20m/h。
用約2倍樹脂體積的2-5NaOH溶液,按上面進(jìn)HCl溶液的方法通入和浸泡。排去堿液,用潔凈水沖洗至出水呈中性,沖洗流速同上。酸、堿溶液若能重復(fù)進(jìn)行2-3次,則效果更佳。
陰陽(yáng)樹脂混合:
沖洗結(jié)束后,打開下進(jìn)、上排閥,啟動(dòng)中間水泵(反沖洗使樹脂層松動(dòng)),將柱內(nèi)積水排至樹脂層面上100-150mm處時(shí),關(guān)中間水泵和進(jìn)水閥;2、打開小量排空閥,開啟并控制進(jìn)氣閥門的進(jìn)氣量(進(jìn)氣壓力為0.1-0.15Mpa),觀察上下窺視鏡內(nèi)樹脂有節(jié)律的上下沸騰混合,使上下樹脂顏色深淺混合一致。進(jìn)氣時(shí)間一般為10-15分鐘;3、混合結(jié)束后,關(guān)閉進(jìn)氣閥、排空閥,再迅速開啟上進(jìn)閥、中間水泵、下排閥(使樹脂迅速沉降,防止樹脂在沉降過程中重新分層)。同時(shí)也要防止樹脂露出水面,否則樹脂間會(huì)產(chǎn)生氣泡,從而影響混床的出水水質(zhì)(若混合效果不佳時(shí),可以重復(fù)混合操作)。
注意事項(xiàng):
運(yùn)行一年以上,須檢查樹脂實(shí)際裝填高度,如樹脂層高不夠了,就需要相應(yīng)填補(bǔ)樹脂。
混床出水指標(biāo)主要有兩項(xiàng),一項(xiàng)是電導(dǎo)率<0.2us/cm,另一項(xiàng)是硅含量Csio2<0.02mg/L,為合格。
如果混床周期制水量明顯下降,出水指標(biāo)不穩(wěn)定,再生酸堿耗、水耗居高不下,那就要對(duì)樹脂是否被污染及樹脂強(qiáng)度等指標(biāo)進(jìn)行再生或檢測(cè)。
脫鹽水混床再生要求 說明:
1、反滲透膜進(jìn)行化學(xué)清洗用檸檬酸溶液循環(huán)清洗的
2、混床的分層、再生規(guī)范、清洗合格、混合均勻=出水電導(dǎo)率合格。 3、如果是鐵中毒樹脂會(huì)發(fā)紅,多數(shù)原因是因?yàn)闃渲谑褂眠^程中因設(shè)備中的鐵、處理液中有鐵,樹脂污染一般是高價(jià)鐵,可用5左右的HCI進(jìn)行處理,好循環(huán),也可浸泡,時(shí)間在5-8小時(shí),把高價(jià)鐵變?yōu)榈蛢r(jià)鐵。處理好后,樹脂再用清水清洗。
混床出水電阻率≤1MΩ時(shí)混床需要再生。本混床的陰陽(yáng)樹脂再生操作規(guī)程采用“二步再生法"—— 即先對(duì)陰離子(上部)進(jìn)堿再生;再對(duì)陽(yáng)離子樹脂(下部)進(jìn)鹽酸再生。
一、陰陽(yáng)樹脂分層
反沖洗:開啟下進(jìn)閥、上排閥、啟動(dòng)中間水泵,用RO出水大流量(約3000L/h)沖洗20分鐘后,小流量(約600L/h)的沖洗約15分鐘使樹脂松動(dòng)分層。
樹脂分層的好壞,還與樹脂的失效程度有關(guān),樹脂失效程度越大,分層越容易。
若陰陽(yáng)樹脂因互相粘結(jié)抱團(tuán)無(wú)法分層時(shí):緩慢打開小量潔凈壓縮空氣,再調(diào)節(jié)排空閥門,使壓縮空氣從混床由下進(jìn)上排出,從上下窺視鏡觀察樹脂松動(dòng)以利分層,視其情況可以延長(zhǎng)操作時(shí)間和次數(shù),再按照上述反沖洗方法處理陰陽(yáng)樹脂的分層。
陰陽(yáng)樹脂的分層是再生操作中非常關(guān)鍵和重要的步驟之一。
二、排除柱內(nèi)積水)
排水靜置沉降:關(guān)閉中間水泵及進(jìn)水閥,打開中排閥、下排閥,排盡樹脂柱內(nèi)積水(以免再生液被稀釋),水流盡后靜置5分鐘。
三、配制酸堿液注意事項(xiàng)
配制酸堿液時(shí)務(wù)必小心操作,戴上護(hù)目鏡、橡膠手套和口罩等,保持室內(nèi)通風(fēng);若濺到皮膚上用大量的水沖洗或及時(shí)就醫(yī)。
四、陰樹脂進(jìn)堿
1、用純化水把pH =14的堿液配制好;2、調(diào)節(jié)好堿液桶上的出液閥門,打開進(jìn)堿閥(上進(jìn)),啟動(dòng)堿液泵,打開排空閥排除其空氣,待堿液進(jìn)入后,浸泡陰樹脂層時(shí),關(guān)閉排空閥,開啟中排閥并控制中排的開啟程度,堿液流量為300-500l/h(進(jìn)堿約45分鐘);3、堿液進(jìn)完之后,及時(shí)用RO水沖洗稀釋堿液桶及進(jìn)堿管線20分鐘,再關(guān)閉堿液泵、進(jìn)堿閥;4、再打開上進(jìn)水閥、啟動(dòng)中間水泵,用RO水進(jìn)行沖洗至中排閥排出,直至pH =10為止。再打開下排水閥,關(guān)閉中排水閥,直至出水
五、陽(yáng)樹脂進(jìn)酸
1、用純化水把pH =1的酸液配制好;2、調(diào)好酸桶上的出液閥門,打開進(jìn)酸閥(下進(jìn)),啟動(dòng)酸液泵,打開排空閥排除其空氣,待酸液進(jìn)入后(流量約
為250-300l/h)浸泡陽(yáng)樹脂層時(shí)(中排窺視鏡觀察),關(guān)閉排空閥,同時(shí)開啟中排閥并控制其開啟程度;3、中排出液pH =1時(shí)可適當(dāng)加大進(jìn)酸流量,以使陽(yáng)樹脂不發(fā)生撓動(dòng)為佳(進(jìn)酸約需40分鐘);4、酸液進(jìn)完之后,及時(shí)用RO水沖洗稀釋堿液桶及進(jìn)酸管線20分鐘,關(guān)閉酸液泵 、進(jìn)酸閥;5、再打開上進(jìn)閥、下進(jìn)閥,啟動(dòng)中間水泵用RO水進(jìn)行沖洗,測(cè)試中排閥的出水pH =7-8時(shí),關(guān)閉上進(jìn)、下進(jìn)閥,由中排把水排盡。
六、陰陽(yáng)樹脂混合
1、樹脂清洗合格后,打開下進(jìn)、上排閥,啟動(dòng)中間水泵(反沖洗使樹脂層松動(dòng)),將柱內(nèi)積水排至樹脂層面上100-150mm處時(shí),關(guān)中間水泵和進(jìn)水閥;2、打開小量排空閥,開啟并控制進(jìn)氣閥門的進(jìn)氣量(進(jìn)氣壓力為
0.1-0.15Mpa),觀察上下窺視鏡內(nèi)樹脂有節(jié)律的上下沸騰混合,使上下樹脂顏色深淺混合一致。進(jìn)氣時(shí)間一般為10-15分鐘;3、混合結(jié)束后,關(guān)閉進(jìn)氣閥、排空閥,再迅速開啟上進(jìn)閥、中間水泵、下排閥(使樹脂迅速沉降,防止樹脂在沉降過程中重新分層)。同時(shí)也要防止樹脂露出水面,否則樹脂間會(huì)產(chǎn)生氣泡,從而影響混床的出水水質(zhì)(若混合效果不佳時(shí),可以重復(fù)混合操作)。
七、混床的沖洗
混合完畢后,用RO出水進(jìn)行正洗。正洗流量一般為2000L/h,沖洗約30分鐘,以排出水符合純化水水質(zhì)指標(biāo)為終點(diǎn)。
八、再生過程中可能出現(xiàn)的問題及對(duì)策
1、樹脂混合后如果樹脂間有氣泡,可將柱內(nèi)積水由下排閥排掉,打開排氣閥,然后以很低的流速(使樹脂層不動(dòng))以反洗的方式從柱體下部進(jìn)水,當(dāng)液面淹沒全部樹脂時(shí),立即停止進(jìn)水,以免樹脂浮起分層。然后改用正洗方式再進(jìn)行沖洗即可。
2、影響樹脂再生程度的因素,主要有再生劑的用量、濃度、純度、再生時(shí)間、再生劑的流速、再生時(shí)的溫度等,在實(shí)際操作中應(yīng)予注意。混床允許工作壓力≤0.2MPa。
陰陽(yáng)混合樹脂在廢水處理中的應(yīng)用研究離子交換樹脂是一種在交聯(lián)聚合物結(jié)構(gòu)中含有離子交換基團(tuán)的功能高分子材料。樹脂不溶于酸、堿溶液及各種有機(jī)溶劑。結(jié)構(gòu)上屬于既不溶解、也不熔融的多孔性固體高分子物質(zhì)。
離子交換樹脂
1、處理含汞廢水
含汞廢水是危害大的 產(chǎn)業(yè) 廢水之一,離子交換樹脂法適用于處理濃度低而排放量大、含有毒金屬的廢水。配合硫化鈉明礬化學(xué)凝聚沉淀法作為二級(jí)處理,對(duì)低濃度含汞廢水可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
明礬化學(xué)凝聚沉淀法處理紅汞生產(chǎn)中產(chǎn)生的含汞廢水。由于含汞廢水成分復(fù)雜,存在多種形態(tài)的汞化合物(有機(jī)汞、無(wú)機(jī)汞)、金屬汞以及其他有機(jī)物和離子,對(duì)酸化pH值和硫化鈉量不易控制,會(huì)使硫化汞形成整合物溶解,處理后廢水中汞濃度仍達(dá)0.05~0.5mg/L,很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。為了探索技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上公道的治理途徑。并選用了離子交換樹脂法。經(jīng)過近兩年來(lái)的運(yùn)行表明:(1)用樹脂交換法除汞作為化學(xué)法的二級(jí)處理系統(tǒng),能保證達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),且能實(shí)現(xiàn)封閉循環(huán)、連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行,排放的廢水可作為冷卻水加以回用。(2)進(jìn)步了生產(chǎn)能力,單位產(chǎn)品的本錢降低,節(jié)約了治理用度。(3)應(yīng)用樹脂交換法還能對(duì)廢水起到脫色作用,處理的水清楚透明。失效后的樹脂不再回收,作為汞廢渣回收汞,防止了二次污染。因此,應(yīng)用離子交換法處理低濃度含汞廢水,有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
離子交換樹脂
2、處理含銅廢水
產(chǎn)業(yè)排放廢水如有色冶煉、電鍍、化工、印染等行業(yè)的廢水中常含有銅。利用離子交換樹脂可以有效地除往廢水中的Cu2+,以達(dá)到高度凈化,并有利于資源的再生。張劍波等選用多種大孔強(qiáng)酸型離子交換樹脂用于吸附濃集含有機(jī)物廢水中的銅離子。通過測(cè)定各種樹脂對(duì)銅離子的往除率、不同銅離子濃度和溶液pH值對(duì)往除率的影響,以及各樹脂再生性能的比較,表明"爭(zhēng)光"樹脂、"強(qiáng)酸1號(hào)"樹脂與PK208樹脂有為突出的性能,效果明顯優(yōu)于其它幾種樹脂:其離子交換性能穩(wěn)定,有良好的再生性。同時(shí),對(duì)Cu2+的吸附往除能力可達(dá)到要求,凈化后的水中Cu2+濃度低于0.1mg/L,可用于含銅廢水的凈化處理。
離子交換樹脂
3、處理含鉬廢水
上世紀(jì)60年代末期就有關(guān)于采用離子交換法從產(chǎn)業(yè)廢水中回收鉬的報(bào)導(dǎo)。迄今為止,離子交換法仍然是治理含鉬廢水的主要方法。在研究低價(jià)鉬酸聚合物的201×7強(qiáng)堿陰離子交換樹脂上的吸附機(jī)理后指出:低價(jià)鉬酸聚合物與樹脂的交換速度較鉬酸鹽慢得多。究其原因。以為低價(jià)鉬酸聚合物主要以六聚合物與樹脂交換,而鉬酸鹽以四聚合物被吸附。且凝膠型樹脂的孔徑很小,故低價(jià)鉬酸聚合物在樹脂中的擴(kuò)散阻力較大,導(dǎo)致交換速度較低。盡管低價(jià)鉬酸聚合物在樹脂上的吸附速度較慢,但鉬鹽占據(jù)著樹脂上的交換位置,與樹脂鍵合得更牢固,比吸附有鉬酸鹽的樹脂更難解吸。只有用氧化劑(1mol/LHNO3)氧化后才能較快地解吸。由于在酸性條件下,Mo(VI)易被還原劑還原為低價(jià)鉬,而低價(jià)鉬酸聚合物不僅不易與樹脂進(jìn)行交換,而且洗脫也比較麻煩。因此,應(yīng)先除往待處理的含鉬廢水中的還原劑,其pH值好調(diào)整到大于7。