[发明专利]一种分离水中镍和铬的净化系统及方法

说明书

本发明提供了一种分离水中镍和铬的净化系统和方法，所述方法包括以下步骤：在含镍和铬的水中加入酸和还原剂混匀反应将水中的铬转化为三价铬离子并且将水中的镍转化为二价镍离子；加入强碱除去NH₄⁺后调节水的pH为2.5～4；与一级离子交换树脂混合；所述一级离子交换树脂含有磺酸基官能团；控制pH为3～5后与二级离子交换树脂混合，所述二级离子交换树脂含有亚氨基官能团。本发明分离水中镍和铬的方法采用两级树脂吸附工艺，对废水中沉淀不同步的镍和铬进行吸附和分离，解决了常规物化预处理过程中存在的加药沉淀药剂用量大、多价态、多形态重金属离子去除率低等一系列的问题。

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种分离水中镍和铬的净化系统及方法。

背景技术

现阶段，对于高浓度重金属废水的预处理，主要还是通过投加碱液，将其转化为氢氧化物的方法去除。然而，由于沉淀-溶解平衡的存在，加上废水中的重金属浓度较高，导致处理后出水中的重金属浓度无法达到后续生化深度处理的要求。目前，对于这种情况，主要还是采取增加1-2级沉淀的方法，对预处理出水进行进一步的沉淀。然而，这种方法不仅会大大增加土建量和建设成本，而且一旦其中含有不同的重金属，所需的沉淀pH相差较大，会导致加药量大大的提高，以及出水碱度的明显升高。因此，为了克服上述缺陷，需要开发新的预处理出水深度净化系统。常温下，氢氧化镍(Ni(OH)₂)的溶度积为5.48×10^-16，氢氧化铬(Cr(OH)₃)的溶度积为6.3×10^-31。可以看出，两者的差异较大。这也就使得当两者共同存在于水中且浓度相差不大时，随着碱液的投加，氢氧化镍首先开始生成淀，当pH升高到一定程度后，氢氧化铬才生成。由于两者沉淀不同步，导致药剂投加量较大，还会影响出水的pH。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种分离水中镍和铬的净化系统及方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种分离水中镍和铬的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)在含镍和铬的水中加入酸和还原剂混匀反应将水中的铬转化为三价铬离子并且将水中的镍转化为二价镍离子；

(2)向步骤(1)的水中加入强碱除去NH₄⁺后调节水的pH为2.5～4；

(3)将步骤(2)得到的水与一级离子交换树脂混合；所述一级离子交换树脂含有磺酸基官能团；

(4)将步骤(3)得到的水控制pH为3～5后与二级离子交换树脂混合，所述二级离子交换树脂含有亚氨基官能团。

上述分离水中镍和铬的方法通过将水中多种形态存在的镍和铬通过加酸和还原剂转化为三价铬离子和二价镍离子，然后去除反应后残留的NH₄⁺，并且控制水的pH值，通过含有磺酸基官能团的离子交换树脂对水中的三价铬离子进行吸附，然后通过含有亚氨基官能团的离子交换树脂对水中的二价镍离子进行吸附，克服了碱性沉淀方法处理水中镍和铬所导致的药剂投放量较大以及影响出水的pH的问题，使得经过上述分离水中镍和铬的方法处理的含镍和铬的水中镍和铬的含量均低于0.1mg/L，具有很好的水处理效果；水中多种形态存在的镍和铬通过加酸和还原剂转化为三价铬离子和二价镍离子的反应原理为：

Cr₂O₇^2-+3H₂O₂+8H⁺→2Cr³⁺+3O₂↑+7H₂O