咨询热线
废水处理重金属离子交换技术有哪些？
来源：广州超禹膜分离技术有限公司
发布时间：2023-11-02 09:13
一、重金属废水常见的处理方法：
① 化学处理法：这里所讲的化学处理法实则就是利用添加药剂去实现水净化的一种方法。比如化学沉淀法就是利用了废水中部分重金属离子不溶于水的碳酸盐、氢氧化物和硫化物的特性，实现废水的分离效果。CaO、NaOH、Na2SO4等也是普遍用来使用的一种沉淀剂。而化学处理法在大部分情况下都被运用到重金属废水处理的问题上，主要的原因在于其方便实施，更加合理、具有实用性，具有较好的驾驭性。
② 生物处理法：生物处理法是利用微生物或植物其凝聚性、依附性、富集性的特点来将废水中的元素进行去除的方法。生物法具有成本低、处理水量大的特点。生物处理法主要有：生物絮凝、生物化学法和植物生态修复等。但是生物富集重金属的能力有限，使得在废水处理上可行性较差，同时，通过应用生物法的方式处理废水之后，会衍生出大批的含重金属污泥。所以，针对含有高浓度重金属废水的问题，并不建议使用生物法去处理。
③ 物理化学法：所谓物理化学法就是指在不改变废水中所含重金属的化学状态基础上，利用附着、浓缩、分离的一种方式。物理化学法大致分为：吸附法、离子交换法以及膜分离法。在吸收重金属方面主要是通过离子交换法和膜分离法，这样可以在处理上具有安全性。物理化学法具有很高的应用与工业价值，这主要是由于其金属去除率较高、出水效果较好，同时还能够回收重金属。
二、离子交换法的原理及过程：
① 离子交换法的原理：交换法其实就是利用重金属离子和离子交换树脂而产生离子效，稀释水中重金属的浓度，进而实现去除分离的效果。离子交换树脂属于一种在交联聚合物结构中含有离子效基团的功能高分子材料。它并不溶于酸和碱以及一些有机的溶剂，在结构上也不能溶解，还不融于多孔性固体高分子的物质。
② 离子交换过程：在采用离子交换树脂处理重金属废水方法的流程中，离子交换流程大致分为5项。在处理重金属废水的时候，利用离子效的树脂法时可以划分为以下几个方面：1）废水所包含的重金属离子在唐南模的作用下分散到树脂表面；2）当重金属离子在穿过半透膜之后就会嵌入到树脂相颗粒的内部网状结构中，停止在交换基团旁边；3）重金属离子和树脂上的可交换基团进行交换反应；4）被交换下来的离子会逐步分散到树脂表面；5）同时，这些离子由于唐南模的作用而分散在溶液中。
三、离子交换技术在处理废水中重金属的应用：
① 离子交换技术去除废水中的铬：对含铬废水的处理采用201×7强碱性阴离子交换树脂，根据实验针对模仿含铬废水和实际含铬废水对比做出了相应的处理，利用对废水pH值和交换时间的一些条件去分离废水中要处理的铬离子，如果废水中铬离子的初始浓度有1540mg/L的时候，经过处理后，其污水排放并不违反国家的标准，在实行离子交换树脂再生活动的时候只需要8%的氢氧化钠溶液、50℃温度，其树脂再生率＞0.95，还是表现好的效果，这也实现了对树脂的重复利用。在处理含铬废水的方式上也可以利用离子交换法，它其实是运用阴离子交换树脂处理废水中铬（Ⅵ），阳离子交换树脂则是对铬（III）实行分离操作。离子交换法在实施处理含铬废水时主要有以下几个优点：具备良好的适应性、附着性好、饱和容量大、处理过的废液含铬浓度不违反国家标准，此外，废水还可以资源再利用，其中铬酸也可以进行回收再使用，这种处理方法有广阔的前景。
② 离子交换技术去除废水中的铜：利用大孔磺酸型阳离子交换树脂去加工工业废水中的铜离子，并对它进行检测，针对树脂利用多种条件进行一次又一次的吸附，然后对吸附后的树脂检测其吸附力，根据实验结果可以得到吸附能力最强的是强酸1#树脂和PK208树脂，而且其有较好的资源再利用性，其交换能力也比较稳固。此外其交换容量也不小，针对Cu2+的吸附性也较强，而且经过处理的水质也不会违反国家铜废水的处理标准。其中进行交换的原理就是：大孔型树脂与其它树脂相比有一定的差异，其树脂内部不管是干燥还是润湿的状态，也不管是浓缩还是吸水膨胀的状态，其都会占有比其他树脂较大的孔道分散在树脂内部。所以大孔型的树脂表面积显示的会较大，从而在实行树脂与铜离子的交换过程中，铜离子会呈现出快速分散式的状态，进而会快速的结束交换过程，这也在一定程度上提升了其工作效率水平。
③ 离子交换技术去除废水中的镍：通过D412鳌合树脂处理含镍废水，根据实验的结果来看，当pH值达到4~5时，这时的pH值是最好的机会去进行D421树脂和镍离子的交换过程，而当HAc~NaAc缓冲液的pH值达到3.7的时候，是对所交换的镍离子进行回收再使用最高效的时刻，节约了不少资源。利用强酸性阳离子去净化含镍废水的时候，会依据实验所检测出的pH值、水温等不同因素去判断镍的交换水平，从实验中可以看出，当pH值在6~7的时候，温度达到30℃的时候，此时最适合交换。
④ 离子交换技术去除废水中的铅：国内专家对离子交换技术早有研究，例如：傅建捷是通过弱碱性阴离子交换树脂从氯化物体系中处理Pb2+，效果最理想时pH值是在4~6的时候。王晨光也曾提出了利用强酸性阳离子效的树脂去加工Pb2+的时候，会表现出较强的附着性，具有良好的附着性能。此外，其也可以实现再生树脂，以此去阻止铅离子潜入水中而导致的环境污染。其主要的交换原理为：因为工业废水中的铅离子大部分都是以Pb2+的状态存在水中，所以需要利用高分子电解质结构为R-SO3H强酸性阳离子交换树脂和Pb2+实行交换过程。
⑤ 离子交换技术去除废水中的锰：等利用某离子交换树脂去处理废水中的锰离子，主要是依据在实验过程中得到的废水酸度、交换时间、废水中锰离子浓度对交换效率的作用，而且还得到当废水中的锰离子高达500mg/L的时候，这时候的离子交换容量达到最大的效果，经过对饱和的树脂利用10%的硫酸实施再生后树脂的操作，就可以得到回收再利用的效果，洗脱出来的锰离子主要是通过MnSO4能够回到电解锰的工艺中达到锰的回收使用目标。
⑥ 离子交换技术去除废水中的汞：利用对混凝进行沉淀-超滤-离子交换的操作去组合工艺，进行对某化工厂中含汞废水的处理操作，通过车间排放废水的样本鉴定，结果得到这个组合工艺处理后的含汞废水是符合排放标准的。主要利用的是“超滤”和两级树脂的工艺，主要原理为：第一，通过一级UF去筛选掉工业废水中的悬浮汞；第二，利用两级树脂去处理废水中溶解态的Hg2+，当树脂达到饱和状态后进行洗脱，这时候洗脱的高浓度含汞溶液就会扩散到沉淀池进行沉淀操作。这种组合工艺来处理废水中的汞是符合国家排放标准的，而且在操作工艺上也比较简单，成本也不高。
四、结论：
目前在处理含重金属的废水方式主要有3种：第一种就是利用化学反应来处理重金属离子；第二种是离子交换和膜分离，它是通过重金属在不改其化学形态下而进行吸附、浓缩、分离的；而最后一种就是利用微生物或者是植物的凝聚、吸附和富集的特征去处理废水中的重金属。而在这三种处理方法上，相比来说离子交换法是更为高效的一种方式去进行处理稀释工业废水中的重金属离子浓度，这种方法要比其它几种方法在处理后的废水所含重金属离子浓度要低的多。以目前情况来说，废水的排放量在不断增多，其废水中的元素也变得更加多样化。基于以上的情况，高效的材料应当拥有较强的指向性，以此更方便的去除或者分离所需元素。此外，需要考虑怎样提升高效的材料的吸收容量和吸收速率，如何能找出排放量巨大问题的解决之道。
180-2635-8055