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离子交换树脂软化含盐废水技术

摘要:离子交换树脂软化含盐废水技术,冶金行业废水含盐量高,硬度高,且无机盐种类较多。目前,针对此类废水的处理主要有纳滤分盐、软化、反渗透或电渗析浓缩等,但水质硬度较高时,

  行业污水含盐度高,强度高,且碳酸盐类型较多。现阶段,对于该类污水的解决关键有纳滤膜分盐、变软、ro反渗透或电渗析法浓缩等,但水体强度较高时,易在纳滤膜表层积垢,危害膜分离技术实际效果,因而,含盐量污水必须事先变软。离子交换法环氧树脂变软以实际操作简单、强度污泥负荷高、不造成淤泥和易再生等优势被普遍关心。污水的海水盐度和强度对001×7Na型正离子互换环氧树脂变软实际效果有影响,海水盐度为22~30g/L时,危害较大 。但具体运用中,危害离子交换法环氧树脂变软污水的要素较多。

  实验科学研究离子交换法环氧树脂类型、污水含盐度和碳酸盐类型等要素对含盐量污水变软实际效果的危害,以求为含盐量污水环氧树脂变软系统软件的设计方案出示参照根据。

  一、实验一部分

  1.1 实验原材料及仪器设备

  仪器设备:iCAP6300电感器藕合等

  正离子体光谱分析仪。实验试剂:氯化钙、碳酸钙、氧化镁、氧化钠、硫酸钠、硫酸、氢氧化钠溶液,均为分析纯。

  离子交换法环氧树脂:实验共选用6种离子交换法环氧树脂,详尽技术参数见表1。

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  离子交换法环氧树脂预备处理方式以下:

  1)取一定量离子交换法环氧树脂于锥形瓶中,用纯净水清洗2~4次,至出水出水回应、结晶状,

  2)用5%硫酸泡浸环氧树脂2h,硫酸使用量为环氧树脂容积的2~4倍,随后用纯净水清洗环氧树脂至出水出水中性化,将环氧树脂变为H型,

  3)用5%氢氧化钠溶液水溶液泡浸环氧树脂2h,氢氧化钠溶液使用量为环氧树脂容积的2~4倍,随后用纯净水清洗环氧树脂至出水出水中性化,将环氧树脂变为Na型,

  4)针对增光添彩001×7环氧树脂,用8%氯化钠溶液泡浸环氧树脂4h,随后用纯净水清洗整洁,将环氧树脂变为Na型。

  1.2 源水水体

  仿真模拟液配置:

  1)氧化钠管理体系仿真模拟液:取一定量双蒸水,加药碳酸钙、氯化钙、氧化镁,操纵仿真模拟液强度和酸碱度,加药氧化钠、硫酸或氢氧化钠溶液,操纵仿真模拟液含盐度及pH,仿真模拟液1、2、3、4中盐浓度值各自为3、5、10、15g/L,水体主要参数见表2。

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  2)硫酸钠管理体系仿真模拟液5:制取方式与氧化钠管理体系仿真模拟液同样,加药硫酸钠取代氧化钠操纵仿真模拟液含盐度,水体主要参数见表2。

  1.3 试验设备

  取一定量离子交换法环氧树脂放置离子交换色谱中,源水根据隔膜泵以100mL/h的水流量持续引入离子交换色谱,经锆化变软后注入产储水箱。

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  1.4 实验方式

  1)增光添彩001×7(Na型)、增光添彩D113(H型)和增光添彩D113(Na型)离子交换法环氧树脂各取十米L,各自放置离子交换色谱中,用隔膜泵将仿真模拟液一分别引入离子交换色谱,调查环氧树脂变软实际效果,明确较好环氧树脂种类。

  2)各自取十米L实验1)明确的较好环氧树脂,放置4根离子交换色谱中,用隔膜泵将仿真模拟液1、2、3、四分别引入离子交换色谱,调查仿真模拟液含盐度对环氧树脂变软特性的危害。

  3)各取十米L朗盛CNP80WS、陶氏IRC83、杜笙CHG93、杜笙CXO-12离子交换法环氧树脂,各自放置离子交换色谱中,用隔膜泵将仿真模拟液四分别引入在其中,比照环氧树脂对含盐量污水的变软特性,明确较好环氧树脂,

  4)各取十米L实验1)和实验3)明确的较好环氧树脂,各自放置离子交换色谱中,根据隔膜泵使仿真模拟液四分别进入离子交换色谱,至环氧树脂透过,调查环氧树脂对含盐量污水的变软特点。

  5)取十米L陶氏IRC83离子交换法环氧树脂,放置离子交换色谱中,根据隔膜泵将硫酸钠管理体系仿真模拟液引入离子交换色谱,以调查不一样碳酸盐管理体系污水对环氧树脂变软实际效果的危害。

  1.5 统计分析方法

  选用电感器藕合等离子技术光谱分析仪各自测量水里钙、铝离子浓度值,由公式计算(1)测算环氧树脂变软出水出水总硬度(以CaCO3计),由公式计算(2)测算解决水流量。

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  式中:ρ1—铝离子浓度值,mg/L,ρ2—钠离子浓度值,mg/L。

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  式中:q—离子交换法环氧树脂容积交换容量,mmol/L,V—离子交换法环氧树脂使用量,L,c—离子交换法环氧树脂渗水总硬度,mmol/L。

  二、实验結果与探讨

  2.1 环氧树脂种类对仿真模拟污水变软的危害

  离子交换法环氧树脂经预备处理及转型发展后,各自为001×7(Na型)、D113(H型)和D113(Na型)。在同样水流量及环氧树脂使用量下,仿真模拟液1的变软实验結果如图2所显示。

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  由图2看得出:随解决水流量提升,3种环氧树脂变软出水出水总硬度都慢慢上升,在其中,001×7(Na型)环氧树脂的原始变软出水出水时总硬度较低,产出量为2.4L时慢慢高过D113(H型)环氧树脂,环氧树脂种类决策了变软特性,弱酸性环氧树脂官能团异构为羧基基等H型时,受弱酸性官能团限定,H 没法与永久性强度中Ca2 、Mg2 离子交换法,只有用以除去临时强度,因而,原始时弱酸性型D113(H型)环氧树脂变软出水出水总硬度高过别的环氧树脂。另外,环氧树脂的交换容量越大,可吸咐互换的Ca2 、Mg2 越多,变软出水出水总硬度越低。因为001×7环氧树脂交换容量低于D113环氧树脂的交换容量,因而,随解决水流量扩大,001×7环氧树脂慢慢吸咐饱和状态,变软出水出水总硬度较快上升。

  由图2还可看得出:随解决水流量扩大,D113(H型)和D113(Na型)环氧树脂变软出水出水总硬度上升迟缓,且D113(Na型)环氧树脂变软出水出水总硬度持续保持在较适度性。当弱酸性环氧树脂变为Na型后,以Na 互换水里的Ca2 、Mg2 ,变软全过程中已不受羧基官能团限定,可除去水里所有强度,且D113环氧树脂所有交换容量很大,因而,D113(Na型)环氧树脂变软出水出水总硬度为3种环氧树脂中最少,解决水流量为3.6L时变软出水出水总硬度为25.37mg/L。

  总的来说,离子交换法环氧树脂对仿真模拟污水的变软实际效果关键在于环氧树脂本身的交换容量,交换容量越大,运作周期时间越长,且出水出水总硬度越低,次之,弱酸性环氧树脂变为Na型后,可用以除去水里所有强度。如不考虑到以弱酸性H型环氧树脂除去水里酸碱度,则变软全过程中弱酸性Na型环氧树脂变软实际效果最好是。

  2.2 仿真模拟污水含盐度对环氧树脂变软污水的危害

  在同样水流量及环氧树脂使用量下,用001×7(Na型)和D113(Na型)环氧树脂各自对4种不一样含盐度仿真模拟液1、2、3、4开展变软,调查仿真模拟液含盐度对环氧树脂变软实际效果的危害。实验結果如图所示3所显示。

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  由图3看得出:随仿真模拟液含盐度提升 ,2种环氧树脂的变软出水出水总硬度均上升,且含盐度越高变软出水出水总硬度上升越快,在其中:001×7(Na型)、D113(Na型)环氧树脂对仿真模拟液3、4的变软出水出水总硬度上升更快,针对仿真模拟液4,二种环氧树脂变软出水出水总硬度各自为75.41、7.45mg/L。

  001×7(Na型)和D113(Na型)环氧树脂各自为强碱环氧树脂和弱酸性环氧树脂,对正离子可选择性不一样:强碱环氧树脂对Na 的可选择性强过弱酸性环氧树脂,因而,随含盐度上升,弱酸性环氧树脂的耐受力更强,随Na 浓度值提升 ,强碱环氧树脂上已吸咐的Ca2 、Mg2 会产生解析,Na 浓度值越高,解析越比较严重,此外,D113环氧树脂为大孔树脂,其比表面比001×7环氧树脂的大,对水溶液中Ca2 、Mg2 的吸咐率高些。因而,001×7(Na型)环氧树脂对仿真模拟液3(盐浓度值20g/L)的变软出水出水总硬度上升显著,而耐盐性极强的D113(Na型)环氧树脂对仿真模拟液4(盐浓度值15g/L)的变软出水出水总硬度有显著上升,但总硬度自始至终较低。

  用陶氏IRC83、朗盛CNP80WS、杜笙CXO-12、杜笙CHG93等4种進口离子交换法环氧树脂对含盐度较高的仿真模拟液4(盐浓度值15g/L)开展变软,并与国内增光添彩D113(Na型)环氧树脂变软結果开展比照,实验結果如图4所显示

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  由图4看得出:针对400ML污水,進口离子交换法环氧树脂的变软排列为陶氏IRC83>D113(Na型)>朗盛CNP80WS>杜笙CXO-12>杜笙CHG93,陶氏IRC83的变软出水的硬度为2.35mg/L。杜笙CHG93环氧树脂为螯合树脂,所有交换容量较低,且对钙、铝离子可选择性较差,因而变软出水出水总硬度较高.

  2.3 解决水流量对环氧树脂变软污水的危害

  IRC83和D113(Na型)环氧树脂在同样水流量下对仿真模拟液4(盐浓度值15g/L)开展变软,实验結果如图所示5所显示。

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  由图5看得出:2种环氧树脂的变软出水出水总硬度相距并不大,IRC83环氧树脂变软实际效果相对性不错,透过时解决水流量基本一致。

  孔眼离子交换法环氧树脂因为存有內部孔洞构造,比表面大,与水里Ca2 、Mg2 触碰几率扩大,因此变软实际效果不错。陶氏IRC83环氧树脂的所有交换容量高过增光添彩D113(Na型)环氧树脂的交换容量,但相距并不大,它是生产工艺流程造成 环氧树脂內部孔洞存有差异导致的。

  由图5看得出,2种环氧树脂的透过点均为4.6L,表明环氧树脂內部孔洞的差异并不可以决策环氧树脂的工作中交换容量。以所有交换容量很大的陶氏IRC83环氧树脂为标准,由公式计算(2)测算得透过点约为9.3L,而具体透过点为4.6L,由此可见,盐浓度值为15g/L时,环氧树脂具体解决水流量减少显著,约为所有解决水流量的49.5%。

  2.4 碳酸盐类型对环氧树脂变软污水的危害

  在同样水流量下,用陶氏IRC83环氧树脂各自对氧化钠管理体系仿真模拟液4、硫酸钠管理体系仿真模拟液5开展变软解决,碳酸盐类型对环氧树脂变软污水的危害实验結果如图所示6所显示。

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  由图6看得出:仿真模拟液5的出水出水总硬度显著高过仿真模拟液4的出水出水总硬度,且透过点提早,仿真模拟液5的透过点为3L,仿真模拟液4的透过点为4.6L。

  碳酸氢钙的溶度积常数较小、解离常数较低。在硫酸钠管理体系中,钠离子与硫酸根的吸咐结合性远高于与氯离子含量的结合性,另外硫酸根离子的同离子效应会抑止碳酸氢钙的离解,随硫酸钠浓度值扩大,同离子效应的抑制效果提高,相对性于环氧树脂市场竞争吸咐状况提高,因而阻拦了环氧树脂对Ca2 的吸咐,造成 仿真模拟液5的出水出水总硬度较高,且环氧树脂透过点提早,硫酸钠仿真模拟液的环氧树脂变软具体解决水流量约为氧化钠仿真模拟液的65%。

  三、结果

  用离子交换法环氧树脂吸咐变软仿真模拟污水是行得通的,变软后出水出水水体可做到环保标准。对于酸碱度很大的污水,001×7(Na型)或D113(Na型)环氧树脂变软实际效果不错,对于含盐度较高的污水,大板孔D113(Na型)环氧树脂的变软实际效果不错,对仿真模拟废水4,2种环氧树脂001×7(Na型)和D113(Na型)的变软出水出水总硬度可各自达75.41、7.45mg/L,环氧树脂的耐盐性为陶氏IRC83>增光添彩D113(Na型)>朗盛CNP80WS>杜笙CXO-12>杜笙CHG93>增光添彩001×7(Na型),污水中的酸盐对陶氏IRC83环氧树脂变软实际效果有阻拦功效,使环氧树脂透过点提早,硫酸钠管理体系因存有同离子效应,出現市场竞争吸咐状况,变软实际效果相对性较弱,而氧化钠管理体系的变软实际效果相对性不错。在设计方案离子交换法环氧树脂变软系统软件时,应留意碳酸盐类型及浓度值对污水变软实际效果的危害,硫酸钠管理体系的环氧树脂变软具体解决水流量约为氧化钠管理体系的65%。(来源于:北京市赛科康仑环保技术有限责任公司)

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作者: 三六五环保公司

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