離子交換在無(wú)機(jī)化工企業(yè)廢水處理中的應(yīng)用研究

魏寧

摘?要： 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的化工業(yè)逐漸興起，但在發(fā)展過(guò)程中造成了嚴(yán)重的污染，對(duì)于我國(guó)生態(tài)環(huán)境建設(shè)影響十分惡劣。為避免對(duì)生態(tài)環(huán)境的威脅逐漸加深，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)化工企業(yè)廢水污染的研究，因此本文對(duì)離子交換在無(wú)機(jī)化工企業(yè)廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)行探討，分析了離子交換法處理無(wú)機(jī)廢水的背景及無(wú)機(jī)廢水處理常見(jiàn)的一些方法，并提出了該技術(shù)在應(yīng)用中的具體策略。

關(guān)鍵詞： 離子交換;無(wú)機(jī)化工企業(yè);廢水處理;應(yīng)用策略

【中圖分類(lèi)號(hào)】X703?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.34.152

我國(guó)科技的發(fā)展使無(wú)機(jī)化工企業(yè)廢水處理更加方便，因此為了提升處理的效率，應(yīng)合理應(yīng)用離子交換技術(shù)，提高廢水處理的效果，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。在技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)轉(zhuǎn)變廢水處理觀念，對(duì)各類(lèi)現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行關(guān)注、研究，如離子交換法在無(wú)機(jī)廢水處理樹(shù)脂的種類(lèi)、樹(shù)脂的作用機(jī)理、樹(shù)脂使用的影響因素、離子交換法的工藝，以此保證無(wú)機(jī)化工企業(yè)能夠減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，將廢水處理的難點(diǎn)加以解決。

1?離子交換法處理無(wú)機(jī)廢水的背景

一方面伴隨著無(wú)機(jī)化工企業(yè)在近幾年來(lái)的高速發(fā)展，企業(yè)數(shù)量和規(guī)模都有了大幅度增大，隨著而來(lái)就是無(wú)機(jī)化工企業(yè)帶來(lái)的污染問(wèn)題。另一方面國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活質(zhì)量水平越來(lái)越高，對(duì)所處的生活環(huán)境也提出來(lái)高要求。面對(duì)這種形勢(shì)，國(guó)家從法律法規(guī)對(duì)化工企業(yè)提出了嚴(yán)格的要求。

對(duì)于化工企業(yè)日常生產(chǎn)中，不可避免會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，廢水處理是關(guān)系著化工企業(yè)能在今后生存下去的關(guān)鍵。處理化工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢水，是化工企業(yè)必須攻克的一個(gè)難關(guān)。

2?無(wú)機(jī)廢水處理常見(jiàn)的一些方法

在無(wú)機(jī)化工廢水處理中，傳統(tǒng)的辦法有物理方法和化學(xué)方法。物理方法有過(guò)濾和自然沉淀，化學(xué)方法有加沉淀劑和酸堿中和法。但是廢水排放的標(biāo)準(zhǔn)提高，傳統(tǒng)的化學(xué)法和物理法，只能除去部分固體懸浮物和部分超標(biāo)離子，廢水中大部分離子還需要進(jìn)一步處理。現(xiàn)在就介紹無(wú)機(jī)廢水處理的一些方法，即離子交換法、反滲透處理法、電滲析處理、表面吸附法處理。反滲透依靠大于滲透壓的作用，在高壓泵的驅(qū)動(dòng)下，借用半透膜的選擇性和攔截作用，把溶劑和溶質(zhì)分開(kāi)，從而達(dá)到凈化廢水的目的。電滲析法，在陰陽(yáng)膜和電場(chǎng)的作用下，把水中的鹽分降低，進(jìn)而降低水中的雜質(zhì)離子。本文主要探討離子交換法處理廢水，離子交換法有比較多的優(yōu)點(diǎn)，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，成本相對(duì)低，而且比較安全。

3?無(wú)機(jī)廢水離子交換的應(yīng)用研究

3.1?無(wú)機(jī)廢水處理樹(shù)脂的種類(lèi)

無(wú)機(jī)廢水處理通常見(jiàn)到的樹(shù)脂有三種，陽(yáng)離子樹(shù)脂、陰離子樹(shù)脂、螯合樹(shù)脂。陽(yáng)離子樹(shù)脂是大家常見(jiàn)732樹(shù)脂系列，陰離子樹(shù)脂有717樹(shù)脂系列，螯合樹(shù)脂種類(lèi)較多。陽(yáng)離子樹(shù)脂官能團(tuán)有強(qiáng)酸性R-SO3H和弱酸性R-COO-。陰離子樹(shù)脂官能團(tuán)有強(qiáng)堿性R4NOH季胺基和弱堿性R3NHOH叔胺基。螯合樹(shù)脂官能團(tuán)有大體有含S、P、N組成的一些官能團(tuán)。

3.2?樹(shù)脂的作用機(jī)理

不同的樹(shù)脂作用無(wú)機(jī)廢水中離子的情況也不同，作用機(jī)理也有區(qū)別。陽(yáng)離子處理廢水中一些金屬離子，把廢水中一些超標(biāo)的金屬離子或陽(yáng)離子，通過(guò)樹(shù)脂交換，降低這些離子濃度，交換的機(jī)理以R-COO-為例：R-COO-N +M→R-COO-M +N，M，N分別代表不同的兩種陽(yáng)離子，通常情況N一般為Na型，也有H型。而陰離子樹(shù)脂自然針對(duì)是無(wú)機(jī)廢水中的陰離子，它的交換機(jī)理以叔胺基R3NHOH為例，它的交換機(jī)理過(guò)程：X+ R3NH-Y→R3NH-X +Y，X，Y分別代表兩種不同的陰離子，其中里面的Y通常情況是CL，即樹(shù)脂為氯型樹(shù)脂，也有-OH的情況。而螯合樹(shù)脂主要針對(duì)一些高價(jià)重金屬離子而來(lái)的，就處理以重金屬Pb為例，其交換過(guò)程：RN（COO）2M—+Pb2+→RN（COO）2Pb+M，M通常情況為Na。

3.3?樹(shù)脂使用的影響因素

在不同樹(shù)脂處理無(wú)機(jī)廢水中不同離子，處理?xiàng)l件會(huì)影響樹(shù)脂處理結(jié)果不同，這些影響條件主要包括要處理的廢水PH、樹(shù)脂的交換量、流動(dòng)流速、交換溫度和交換液濃度。首先就PH來(lái)說(shuō)，對(duì)于弱酸性的陽(yáng)離子樹(shù)脂，廢水的PH一般調(diào)整到5～7，處理廢水中的陽(yáng)離子效果較好，強(qiáng)酸性樹(shù)脂，廢水PH調(diào)整到3以下，處理廢水中金屬離子效果較好。陰離子樹(shù)脂弱堿性PH控制在7～9為宜，強(qiáng)堿性樹(shù)脂PH控制在12以上處理效果較好。對(duì)于螯合樹(shù)脂一般PH控制在5～9之間，處理廢水中重金屬離子效果較好。其次是交換速度，離子交換是一個(gè)比較緩慢過(guò)程，要保證交換液與樹(shù)脂本身要有充分接觸和足夠的交換時(shí)間，因此要流動(dòng)速度不能太快，流速太快也會(huì)破壞樹(shù)脂本身結(jié)構(gòu)。然后樹(shù)脂的交換量，不同的樹(shù)脂最大交換容量不同，處理的離子也不同，交換的最大容量也有所不同，因此要根據(jù)廢水處理量和樹(shù)脂的交換量來(lái)決定樹(shù)脂的需求量。最后關(guān)于樹(shù)脂的交換溫度和交換液濃度，一般樹(shù)脂處理要求的溫度范圍在室溫到九十度之間，超過(guò)或低于這個(gè)溫度，樹(shù)脂的活性都會(huì)受到影響或者失去活性，溫度過(guò)高或過(guò)低，導(dǎo)致樹(shù)脂膨脹加劇，嚴(yán)重影響樹(shù)脂的使用壽命。

3.4?離子交換法的工藝

廢水在經(jīng)過(guò)離子交換之前需要對(duì)樹(shù)脂預(yù)處理，廢水也要經(jīng)過(guò)化學(xué)處理和機(jī)械過(guò)濾處理，大體的工藝路線為：

無(wú)機(jī)廢水經(jīng)過(guò)前期化學(xué)處理和過(guò)濾處理，再經(jīng)過(guò)離子交換法處理，可以達(dá)到廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)經(jīng)過(guò)樹(shù)脂處理之后，這些處理合格的廢水又可以重新利用，實(shí)現(xiàn)化工企業(yè)水資源的循環(huán)使用。

結(jié)束語(yǔ)：隨著離子交換法在無(wú)機(jī)廢水處理的應(yīng)用越來(lái)越多，我們對(duì)樹(shù)脂的研究程度會(huì)越來(lái)越深，越來(lái)越精，針對(duì)不同情況選擇不同的處理方式，從而更好地把離子交換法應(yīng)用到無(wú)機(jī)化工企業(yè)廢水處理中，解決化工企業(yè)目前廢水排放達(dá)標(biāo)的問(wèn)題。

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