[發明專利]一種分離水中鎳和鉻的凈化系統及方法

在審

• 申請號: 202011100268.4
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112299602A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 韓全;張恒
• 申請（專利權）人: 廣東益諾歐環保股份有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/20;C02F101/22
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發明提供了一種分離水中鎳和鉻的凈化系統和方法，所述方法包括以下步驟：在含鎳和鉻的水中加入酸和還原劑混勻反應將水中的鉻轉化為三價鉻離子并且將水中的鎳轉化為二價鎳離子；加入強堿除去NH₄⁺后調節水的pH為2.5～4；與一級離子交換樹脂混合；所述一級離子交換樹脂含有磺酸基官能團；控制pH為3～5后與二級離子交換樹脂混合，所述二級離子交換樹脂含有亞氨基官能團。本發明分離水中鎳和鉻的方法采用兩級樹脂吸附工藝，對廢水中沉淀不同步的鎳和鉻進行吸附和分離，解決了常規物化預處理過程中存在的加藥沉淀藥劑用量大、多價態、多形態重金屬離子去除率低等一系列的問題。

技術領域

本發明涉及廢水處理領域，具體涉及一種分離水中鎳和鉻的凈化系統及方法。

背景技術

現階段，對于高濃度重金屬廢水的預處理，主要還是通過投加堿液，將其轉化為氫氧化物的方法去除。然而，由于沉淀-溶解平衡的存在，加上廢水中的重金屬濃度較高，導致處理后出水中的重金屬濃度無法達到后續生化深度處理的要求。目前，對于這種情況，主要還是采取增加1-2級沉淀的方法，對預處理出水進行進一步的沉淀。然而，這種方法不僅會大大增加土建量和建設成本，而且一旦其中含有不同的重金屬，所需的沉淀pH相差較大，會導致加藥量大大的提高，以及出水堿度的明顯升高。因此，為了克服上述缺陷，需要開發新的預處理出水深度凈化系統。常溫下，氫氧化鎳(Ni(OH)₂)的溶度積為5.48×10^-16，氫氧化鉻(Cr(OH)₃)的溶度積為6.3×10^-31。可以看出，兩者的差異較大。這也就使得當兩者共同存在于水中且濃度相差不大時，隨著堿液的投加，氫氧化鎳首先開始生成淀，當pH升高到一定程度后，氫氧化鉻才生成。由于兩者沉淀不同步，導致藥劑投加量較大，還會影響出水的pH。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足之處而提供一種分離水中鎳和鉻的凈化系統及方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種分離水中鎳和鉻的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)在含鎳和鉻的水中加入酸和還原劑混勻反應將水中的鉻轉化為三價鉻離子并且將水中的鎳轉化為二價鎳離子；

(2)向步驟(1)的水中加入強堿除去NH₄⁺后調節水的pH為2.5～4；

(3)將步驟(2)得到的水與一級離子交換樹脂混合；所述一級離子交換樹脂含有磺酸基官能團；

(4)將步驟(3)得到的水控制pH為3～5后與二級離子交換樹脂混合，所述二級離子交換樹脂含有亞氨基官能團。

上述分離水中鎳和鉻的方法通過將水中多種形態存在的鎳和鉻通過加酸和還原劑轉化為三價鉻離子和二價鎳離子，然后去除反應后殘留的NH₄⁺，并且控制水的pH值，通過含有磺酸基官能團的離子交換樹脂對水中的三價鉻離子進行吸附，然后通過含有亞氨基官能團的離子交換樹脂對水中的二價鎳離子進行吸附，克服了堿性沉淀方法處理水中鎳和鉻所導致的藥劑投放量較大以及影響出水的pH的問題，使得經過上述分離水中鎳和鉻的方法處理的含鎳和鉻的水中鎳和鉻的含量均低于0.1mg/L，具有很好的水處理效果；水中多種形態存在的鎳和鉻通過加酸和還原劑轉化為三價鉻離子和二價鎳離子的反應原理為：

Cr₂O₇^2-+3H₂O₂+8H⁺→2Cr³⁺+3O₂↑+7H₂O