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6.1 含镍废水


6.1.1  离子交换法处理含镍废水,其镍离子浓度不宜大于200mg/L。

6.1.2  离子交换法处理含镍废水,应做到水的循环利用。循环水宜定期更换新水或连续补充新水,更换或补充的新水均应采用纯水。

6.1.3  用离子交换法处理含镍废水,宜采用图6.1.3的基本工艺流程。

图6.1.3  离子交换法处理含镍废水的基本工艺流程

    

6.1.4  阳离子交换剂宜采用凝胶型强酸性阳离子交换树脂、大孔型弱酸性阳离子交换树脂或凝胶型弱酸性阳离子交换树脂,并应以钠型树脂投入运行。

6.1.5  除镍阳柱的设计数据可按本规范附录B计算,并应符合下列规定:

    1  树脂饱和工作周期可按表6.1.5的规定采用。

    2  树脂层高度可按下列规定采用:

        1)强酸性阳离子交换树脂(钠型)可采用0.5m~1.0m;

        2)弱酸性阳离子交换树脂(钠型)可采用0.5m~1.2m。

表6.1.5树脂饱和工作周期

   3  流速可按下列规定采用:

        1)强酸性阳离子交换树脂宜小于或等于25m/h。

        2)弱酸性阳离子交换树脂宜小于或等于15m/h。

    4  废水通过树脂层的水头损失可按下式计算:

ν·V·H

         △P=K×————     (6.  1.  5) 

d

2cp

式中:△P——树脂层的水头损失(m);

           V——废水通过树脂层的流速(m/h);

           H——树脂层高度(m);

          dcp——树脂的平均直径(mm);

          ν——水最低温度时的运动粘滞系数(cm2/s);

          K——调整系数,取7~9。

6.1.6  除镍阳柱的饱和工作终点,应按进、出水中的镍离子浓度基本相等进行控制。

6.1.7  除镍阳柱的再生和淋洗采用强酸性阳离子交换树脂时,宜符合下列规定:

    1  再生剂宜采用工业用无水硫酸钠。

    2  再生液浓度宜为1.1mol/L~1.4mol/L,并宜采用纯水配制经沉淀或过滤后使用。

    3  再生液用量宜为树脂体积的2倍。

    4  再生液流出时的温度宜高于20℃。

    5  再生液流速宜为0.3m/h~0.5m/h。

    6  淋洗水质宜采用纯水。

    7  淋洗水量宜为树脂体积的4倍~6倍。

    8  淋洗流速开始时宜与再生流速相等,且宜逐渐增大到运行时流速。

    9  淋洗终点宜以淋洗时进、出水中硫酸钠浓度相等进行控制。

    10  反冲时树脂层膨胀率宜为30%~50%。

6.1.8  除镍阳柱的再生和淋洗采用弱酸性阳离子交换树脂时,宜符合下列规定:

    1  采用再生剂时,宜符合下列规定:

        1)再生剂宜采用化学纯硫酸。

        2)再生液浓度宜为1.0mol/L~1.5mol/L,并采用纯水配制。

        3)再生液用量宜为树脂体积的2倍。

        4)再生液流速,顺流再生时宜为0.3 m/h~0.5m/h;循环顺流再生时宜为4.5m/h~5m/h,循环时间宜为20min~30min。

        5)淋洗终点的pH值宜为4~5。

    2  采用转型剂时,宜符合下列规定:

        1)转型剂宜采用工业用氢氧化钠。

        2)转型液浓度宜为1.0mol/L~1.5mol/L,并采用纯水配制。

        3)转型液用量宜为树脂体积的2倍。

        4)转型液流速宜为0.3m/h~0.5m/h。

        5)淋洗终点的pH值宜为8~9。

        6)反冲洗时树脂层膨胀率宜为50%。

6.1.9  回收的硫酸镍应经沉淀、过滤等预处理后回用于镀槽。

6.1.10  再生时的前期淋洗水应排至调节池,后期淋洗水可作为循环水的补充水用。

条文说明

6.1.1  本条规定基于以下原因:

    1  目前使用单位的镀镍清洗废水含镍浓度一般都在200mg/L以下。

    2  废水浓度过大,说明镀件带出量过大或清洗工艺存在问题,需要进行工艺改进。

    3  含镍浓度高,需要的离子交换设备大,运行费用亦高,是不经济的。

6.1.2  离子交换的出水水质可以满足电镀工艺要求,因此应做到水的循环利用,但由于在循环过程中盐类不断积累,所以要定期换水或连续补水,换水或补水量根据具体情况确定。

6.1.4  强酸性阳离子树脂在处理镀镍废水时,一定要在钠型时进行,因为H型时出水呈强酸性,使处理后的水既不能排放又达不到回用的要求;弱酸性阳离子树脂处理镀镍系统废水时,也一定要钠型方可进行,其原因主要受树脂对阳离子交换顺序所限,即弱酸性阳离子树脂对H离子有强的交换势,若不转成钠型会影响交换的正常进行。所以上述两大类树脂都要求以钠型投入运行。

6.1.5  本条对除镍阳柱的设计参数作出了规定。

    1  树脂饱和工作周期:一般可在24h~48h之间选用,选用的原则是:当废水浓度高时周期短一些,树脂层高度高一些,流速低一些;当废水浓度低时,周期长一些(可以超过48h),树脂层高度低一些,流速高一些。

    2  树脂层高度:根据试验资料,树脂层高度为0.4m左右(钠型时),经过15个周期运行,基本稳定,交换带高度一般均为200mm~300mm,比较规则。阳离子树脂对镍离子有较好的选择性,因此树脂层不必过高,所以将树脂层最低高度定为0.5m。由于能适用于较高的废水浓度,不使工作周期过短(不小于24h),所以将强酸性树脂最高高度定为1.0m,弱酸性树脂由于在交换过程中体积要缩小一半左右,所以定为1.2m。树脂层高度均以钠型时体积计。

    3  流速:由于本条规定的树脂层高度是比较低的,所以流速不宜太高,弱酸性树脂定为小于或等于15m/h,强酸性树脂定为小于或等于25m/h。

    4  废水通过树脂层的阻力损失与流速、树脂层高度、树脂的平均粒径及与水最低温度粘滞系数有关,还与树脂的种类有关。采用强酸性阳离子树脂,阻力调整系数K一般取7,弱酸性阳离子树脂阻力调整系数K一般取9。

6.1.6  规定阳柱的工作终点应控制在进、出水的含镍浓度基本相等,此时阳离子树脂吸附镍离子达到全饱和,这样才能提高回收的硫酸镍纯度。

6.1.7  本条对除镍阳柱的再生和淋洗要求作出了规定。

    1  若用硫酸再生,强酸性阳离子树脂较难再生,要再生彻底,耗用酸量要多些,不但使洗脱液中余酸过多,而且对硫酸镍的直接回用也会带来困难。改用硫酸钠再生,因钠离子交换势优于氢离子,且钠盐再生后在进行交换时不需再转型了,这样既使洗脱液无余酸,又节省了氢氧化钠原料,省去了转型的过程。因此,本款规定强酸性阳离子树脂以无水硫酸钠再生。

    2  用硫酸再生弱酸性阳离子树脂较易洗脱树脂上的阳离子,但再生后需要由氢型转成钠型。

6.1.9  回收的硫酸镍溶液内有硫酸钙、硫酸镁等杂质,所以在回用于镀槽之前,应沉淀或过滤去除之。

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电镀废水治理设计规范 GB50136-2011
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