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工业废水中水质复杂,在这其中包含悬浮物、油类和溶解盐类,在采用离子交换法处理前需要进行适当的预处理。废水离子交换法的主要工作原理是借助离子交换剂中交换离子与废水中有害离子进行交换去除污染物废水中金属离子。
离子交换法的效果受所使用的交换材料影响为主要性因素。像离子交换剂中的无机型天然沸石或者有机型树脂都会对离子交换剂的效果产生很大影响。同时离子交换法的处理效果受pH 和温度的影响较大。pH会影响某些离子在废水中的形态,并影响树脂交换基团的离解。必要时需预先进行 pH 的调整。温度高有利于交换速率的增加,但过高的水温对树脂有损害,应适当降温。在废物水中常有金属离子,这些金属离子会引起离子交换树脂的中毒,其主要原因是高价离子与树脂交换基团的结合能力极强,再生下来极为困难。因此,对于处理含有Fe3+等高价离子的树脂,需要定期用高浓度的酸再生。
离子交换法处理含胺类废水包含的具体步骤:
1、预处理:预处理的核心目标是消除悬浮颗粒物、油脂、有机物、重金属等对离子交换树脂的污染,避免树脂堵塞、中毒或交换容量下降。
调节pH:通过酸(盐酸、硫酸)调节废水pH,使胺类完全质子化生成阳离子,确保与阳离子交换树脂发生有效结合。
过滤杂质:去除悬浮颗粒物SS,控制出水,避免堵塞树脂孔隙;可装置气浮装置或活性炭吸附柱防止树脂表面被油膜包裹,丧失交换活性。
2、交换反应:
离子交换是离子交换剂分离含电解质的液体混合物的过程。离子交换过程是液固两相间的传质与化学反应过程,通常离子交换反应进行得很快,过程速率主要由传质速率决定。
通过阳离子交换树脂的离子交换作用,将废水中的质子化胺类阳离子与树脂上的可交换离子置换,实现胺类的分离去除。
3、再生和后期处理:树脂复用+废水达标排放
当树脂达到吸附饱和后,通过化学试剂洗脱树脂上吸附的胺类阳离子,恢复树脂交换容量,同时对再生废液和处理后出水进行深度处理,确保整体工艺达标。
离子交换法处理废水关键技术要点总结
胺类质子化是交换反应的前提,预处理 pH 调节(2-4)需严格控制;
强酸性阳离子交换树脂对多数胺类的吸附容量可达 1.5-2.5mmol/g,再生效率>90%;
再生废液的胺类回收可提升工艺经济性,尤其适用于高价值胺类废水(如医药、化工中间体生产废水);
组合工艺(如预处理 + 离子交换 + 膜分离)可实现含胺类废水的深度处理与回用,符合环保减排要求。
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