1、探析離子交換樹(shù)脂在廢水處理中的應(yīng)用 摘要：離子交換樹(shù)脂在水處理領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,文章介紹了離子交換樹(shù)脂以及其在廢水處理中的一些應(yīng)用實(shí)例。比如其在含汞廢水，含銅廢水，有機(jī)廢水等的處理中的應(yīng)用。離子交換樹(shù)脂法處理廢水具有可深度凈化、處理效率高和能實(shí)現(xiàn)多種金屬綜合回收的優(yōu)點(diǎn),在水處理領(lǐng)域必將得到更為深入的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：廢水處理;離子交換樹(shù)脂;環(huán)境工程 離子交換樹(shù)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。離子交換樹(shù)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)。 1.離子交換樹(shù)脂在廢水處理中的應(yīng)用研究 1.1.處理含汞廢水 含汞廢水是危害

2、最大的工業(yè)廢水之一,離子交換樹(shù)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)。浙江省洞山縣銅山制藥廠原先采用硫化鈉 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)0.050.5mg/L,很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。為了探索技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理的治理途徑,葉一芳等通過(guò)多次實(shí)驗(yàn),并選用了離子交換樹(shù)脂法。經(jīng)過(guò)近兩年來(lái)的運(yùn)行表明:(1)用樹(shù)脂交換法除汞作為化學(xué)法的

3、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)提高了生產(chǎn)能力,單位產(chǎn)品的成本降低,節(jié)約了治理費(fèi)用;(3)應(yīng)用樹(shù)脂交換法還能對(duì)廢水起到脫色作用,處理的水清晰透明。失效后的樹(shù)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。 1.2.處理含銅廢水 工業(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(shù)脂可以有效地除去廢水中的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(shù)脂用于吸附濃集含有機(jī)物廢水中的銅離子。通過(guò)測(cè)定各

4、種樹(shù)脂對(duì)銅離子的去除率、不同銅離子濃度和溶液pH值對(duì)去除率的影響,以及各樹(shù)脂再生性能的比較,表明”爭(zhēng)光”樹(shù)脂、”強(qiáng)酸1號(hào)”樹(shù)脂與PK208樹(shù)脂有最為突出的性能,效果明顯優(yōu)于其它幾種樹(shù)脂;其離子交換性能穩(wěn)定,有良好的再生性。同時(shí),對(duì)Cu2+的吸附去除能力完全可達(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。 1.3.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工業(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最主要方法。張建國(guó)在研究低價(jià)鉬酸聚合物的2017強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂上的吸附機(jī)理后指出:低價(jià)鉬酸聚合物與樹(shù)脂的交換速度較鉬酸鹽慢得多。

5、究其原因,認(rèn)為低價(jià)鉬酸聚合物主要以六聚合物與樹(shù)脂交換,而鉬酸鹽以四聚合物被吸附。且凝膠型樹(shù)脂的孔徑很小,故低價(jià)鉬酸聚合物在樹(shù)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(shù)脂上的吸附速度較慢,但鉬鹽占據(jù)著樹(shù)脂上的交換位置,與樹(shù)脂鍵合得更牢固,比吸附有鉬酸鹽的樹(shù)脂更難解吸。只有用氧化劑(如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(shù)脂進(jìn)行交換,而且洗脫也比較麻煩。因此,應(yīng)先除去待處理的含鉬廢水中的還原劑,其pH值最好調(diào)整到大于7。 趙桂榮等研究了2017強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂在純鉬酸溶液中吸附鉬的機(jī)理。研究

6、結(jié)果表明,2017強(qiáng)堿陰離子樹(shù)脂吸附鉬的過(guò)程是一個(gè)離子交換過(guò)程,吸附在樹(shù)脂上的鉬占有樹(shù)脂的交換基團(tuán)。當(dāng)含鉬溶液的pH6.1時(shí),鉬在溶液中主要以MoO4廣泛存在,并與氯型樹(shù)脂進(jìn)行交換,當(dāng)pH 2.結(jié)語(yǔ) 離子交換樹(shù)脂法處理廢水是一種較為有效的處理方法,已有不少經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。正如一項(xiàng)有用的治理技術(shù)總存在其適用范圍,離子交換法也有不足,如一次性投資高,操作要求及管理嚴(yán)格,有的還存在再生問(wèn)題、樹(shù)脂的中毒和老化問(wèn)題等。但有的問(wèn)題已有相應(yīng)的解決辦法,提高也是可以做到的。充分發(fā)揮離子交換法的回收功能,不僅能保護(hù)環(huán)境,而且在經(jīng)濟(jì)效益方面極有優(yōu)勢(shì)。因此,離子交換樹(shù)脂在水處理領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間,應(yīng)加以重視。 參考文獻(xiàn) 1葉一芳.應(yīng)用離子交換樹(shù)脂法處理低濃度含汞廢水J.環(huán)境污染與防治,1989,11(3):34-35. 2張劍