一種去除提釩廢水中重金屬離子的方法
2023-12-04 18:45:26
專利名稱：一種去除提釩廢水中重金屬離子的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用離子交換處理提釩廢水中重金屬的清潔工藝，具體地說是採用兩種不同的樹脂聯合吸附提釩廢水中的釩、鉻及其他重金屬離子。
背景技術：
釩是重要的鋼鐵工業和化工行業的原料之一，廣泛用於冶金、化工等行業，是我國重要的化工產品。生產V2O5的廢水中含有一定濃度的V5+、Cr6+、Cd2+、As2+、Pb2+、Hg+，其對人體和水生動植物具有嚴重的毒害作用，且在環境中難以降解，是危害極大的汙染源。釩的最高氧化態為V5+，由於釩(V5+)具有較大的電荷半徑比，所以在水溶液中，釩以含氧酸根(V03_、 VO43O等多種聚集狀態存在，釩酸鹽在溶液中的存在形式取決於溶液的酸度，在酸度較低的情況下，釩主要以V03_的形式存在。綜上所述，沉釩廢水中的重金屬元素V5+和Cr6+絕大部分都以陰離子狀態(V03_、Cr2O72O存在，而其他大部分重金屬在低酸度下以正離子形式存在，因此，採用陰、陽兩種離子交換樹脂淨化含釩、鉻及其他金屬離子的廢水是可行的。離子交換樹脂一種高分子量、不溶性、帶可解離基團的多聚物，是最常見的離子交換劑，常用做離子交換層析介質。在樹脂的結構上有很多活性基團，具有較強的反應活性。 通常，將離子交換樹脂製成球形，利用樹脂的離子交換作用，來交換廢水中的離子化的溶質，多用在回收和處理重金屬的廢水中。大孔型樹脂是在聚合反應時加入致孔劑，形成多孔海綿狀構造的骨架，再導入交換基團製成。其內部的孔隙又多又大，表面積很大，活性中心多，離子擴散速度快，使用時的作用快、效率高，所需處理時間縮短，且耐溶脹，不易碎裂，耐氧化，耐磨損，耐熱及溫度變化，對有機大分子物質較易吸附和交換，因而抗汙染力強，並較容易再生。大孔離子交換樹脂的這些特性和優點決定了它作為一種繼傳統工藝後新型的廢水處理方法，其研究具有非常重要的意義。常見提釩廢水中金屬離子的處理方法有許多，傳統的方法有硫酸亞鐵-石灰法， 該方法雖然處理水量大、設備簡單，但廢渣量多、處理效果不好；使用活性炭吸附法雖然處理效果較好，但設備造價昂貴且不易再生。本發明採用大孔型離子交換樹脂D706和D708 串聯吸附，陰離子樹脂D706可以有效的回收浸礦廢水中的釩、鉻，陽離子交換樹脂D708除去廢水中其他的重金屬離子，其能耗低，工藝操作簡單，能達到提釩尾液的有效處理，同時吸附過程中的樹脂再生後基本上能夠循環利用，有效節約了處理成本，具有工藝簡單、處理效果好、維護方便、不產生二次汙染等優點。
發明內容
本發明的目的在於克服已有技術的相關弱點，提供一種提釩廢水中重金屬的處理方法，實現金屬資源的回收利用和重金屬的達標排放。本發明的目的是這樣來實現的，其方法步驟為1)將浸釩出水於沉澱池內靜置 8 12h，待粗渣沉降；2)在室溫條件下，調節提釩廢水溶液pH為4. O 6. 0，採用D706樹脂作為吸附介質對提釩廢水中的釩、鉻離子進行吸附處理，得到吸附後的D706樹脂和吸附後尾液；3)待吸附後液的釩、鉻離子濃度低於O. lmg/L,出水進行下步處理將廢水通入D708 樹脂繼續進行吸附其他的重金屬離子，吸附後得到D708樹脂和吸附後尾液，使尾液的金屬離子濃度達到國家規定的相關企業的排放標準；4)樹脂解析。在吸附完成後的兩種樹脂， 通過投加不同的藥劑使其解吸。向吸附飽和的D706樹脂投加工業用鹽NaCl，投加量以水中釩離子濃度為準，控制釩鈉投加比2 : 5 I : 3，並機械攪拌2 4h，同時把吸附飽和的 D708樹脂浸泡在4% 6%濃度的NaOH溶液中，浸泡時間為30 90min，並用機械攪拌，控制攪拌速率50 100r/min，得到解析後的D706和D708樹脂，解析液回流使解析完全；5) 樹脂再生。解析後的D706和D708樹脂，用清水衝洗數次後用3 4%濃度的H2S04溶液再生30 90min，再用水衝洗至pH值為中性後返回吸附，再生效率可達95%以上。本發明相比傳統方法具有以下優勢本發明針對現有提釩廢水處理的技術難題，通過兩種離子交換樹脂相互串聯，由大孔型陰離子交換樹脂D706吸附浸礦水中的金屬釩和鉻，陽離子樹脂D708吸附其他金屬雜質，淨化廢水中的重金屬離子，克服了傳統石灰法工藝精度不高的缺陷；其次投加少量的化學藥劑使樹脂再生並重複使用，避免產生二次汙染和資源浪費，經過上述步驟以達到重金屬去除的目的。可見，本發明的工藝採用了離子交換的方法，同時吸附後的樹脂經過再生可再次投入使用。該方法操作簡單方便，反應快速，又能充分回收了金屬資源，具有廣闊的應用前景。
圖I是提釩廢水中重金屬處理的工藝流程圖。
具體實施例方式以下通過實施實例進行說明湖南某提釩廠實際水樣中，主要重金屬離子的濃度見表I，該提釩廢水呈弱鹼性，PH值為6 9，廢水中第一類汙染物的V5+、Cr6+、Cd2+、As2+、Cu2+ 含量較高，遠遠高於《汙水綜合排放標準》中第一類汙染物最高允許排放濃度，具體指標見表2。
權利要求
1.一種去除提釩廢水中重金屬的離子交換方法，其特徵在於，採用兩種不同類型的大孔型離子螯合樹脂D706和D708作為吸附介質吸附廢水中的釩、鉻及其他重金屬離子。
2.根據權利要求I所述的一種去除提釩廢水中重金屬的離子交換方法，其特徵在於， 包括以下步驟a.經初步沉澱後的提釩廢水，調節其pH為4.O 6. 0，以D706樹脂為吸附介質對廢水中的釩、鉻離子進行吸附處理，得到吸附後的D706樹脂和吸附後尾液；b.待吸附後液的釩、鉻離子濃度低於O.lmg/L，將廢水通過D708樹脂以吸附其他的重金屬離子，吸附後得到D708樹脂和吸附後尾液，使尾液的金屬離子濃度達到國家規定的相關企業的排放標準；c.樹脂解析與再生。向吸附飽和的D706樹脂投加工業用鹽NaCl,投加量以水中I凡尚子濃度為準，控制釩鈉投加比2 : 5 I : 3，並機械攪拌2 4h，同時把吸附飽和的D708 樹脂浸泡在4% 6%濃度的NaOH溶液中，浸泡時間為30 90min，並機械攪拌，控制攪拌速率50 100r/min，得到解析後的D706和D708樹脂，解析液回流使解析完全；解析後的 D706和D708樹脂，用清水衝洗數次後用3 4%濃度的H2S04溶液再生30 90min，再用水衝洗至PH值為中性後返回吸附，再生效率可達95%以上。
3.根據權利要求I所述的一種去除提釩廢水中重金屬的離子交換方法，其特徵在於， D706為大孔型陰離子螯合樹脂，D708為大孔型陽離子螯合樹脂，其粒徑均為20目左右，兩種樹脂使用前需經過預處理和轉型。
4.根據權利要求3所述的一種去除提釩廢水中重金屬的離子交換方法，其特徵在於， 兩種樹脂預處理包括去離子水浸泡、NaOH液鹼洗及HCI液酸洗；最後D706樹脂用NaOH溶液轉為OH型，D708樹脂用鹽酸溶液轉為H型。
全文摘要
本發明公開了一種去除提釩廢水中重金屬的離子交換方法。該方法是採用兩種不同類型的大孔型離子螯合樹脂聯合吸附廢水中的釩、鉻及其他重金屬離子，然後通過投加化學藥劑使樹脂解吸再生重複使用，樹脂再生率可達95％以上。本發明的處理方法主要包括廢水沉澱、樹脂吸附、解析與再生等步驟。該工藝具有運行周期長、再生工藝簡單、再生廢液量小、處理效果好等特點。其特徵在於，先採用D706樹脂作為吸附介質吸附廢水中的釩、鉻重金屬離子，然後採用D708樹脂吸附廢水中的其他重金屬離子。
文檔編號B01J49/00GK102583822SQ20121002850
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月9日 優先權日2012年2月9日
發明者何慧軍, 曾光明, 李長玲, 楊春平, 羅聖熙, 羅鍾兵, 謝更新, 郭俊元, 駱其超 申請人:湖南大學