树脂吸附法处理硫酸镍生产废水的技术研究

山东化工
SHANDONGCHEMICALINDUSTRY
-288-2021年第50卷树脂吸附法处理硫酸™生产废水的技术研究
魏文，李正斌,颜秉迅，郭鹏
（江苏国创新材料研究中心有限公司，江苏盐城224600）
摘要:硫酸+作为电镀行业重要原材料，在其生产过程中产生了大量高浓度有机废水。

选用树脂吸附工艺进行处理，研究发现2#G/-15 I高交联树脂于原水pH值、流速3.5BV/h的条件下吸附120BV废水，可将原水/OD值由1190mg/L降至400mg/L以下，同时，达到脱色效果#蒸汽吹脱能实现树脂稳定’
关键词:树脂吸附#硫酸+生产废水;超高交联树脂
中图分类号：X703P文献标识码：A文章编号：1008-021X（1011）05-0188-04
Technical Research on Treatmert of Wastewater from Nickel Sulfate
Production by Resin Adsortion
Wei Wen,Li Zhengbm,Yan Bingxun,Guo Peng
(Jiangsu GuochuangAdeanced MateeiaesReseaech CenteeCo.，Ltd.，Yancheng224600，China)
Abstract:As an imporNnt raw mate/al for the elecWopN—ng industg,nickel sulfate produces a Nrge amount of high—concenteation oeganicwastewateedueingitspeoduction peoce s.Theeesin adsoeption peoce s isseeected toeteeatment.Thestudy tound that2GC-15uetea-high ceo s-einked eesin absoebs120BVwastewateeundeetheconditionsoteawwateepH eaeueand teoweate3.5BVLh,which can eeducetheeaw wateeCOD eaeueteom1290mgLL tobeeow400mgLL.Atthesametime, decoeoeieation e t ectcan beachieeed.Steam beowingcan achieeeeesin stabieity.
Key words:—sin adsorption；wastewater f—m nickel sulfate production；super high c—ss/nked—sin
硫酸+作为电镀+和化学+的主要+盐，被广泛应用于电镀行业[1]o目前，国内硫酸+制备工艺主要为湿法冶炼中间品,如氢氧化+钻、含+废料和铜电解液等[2],所得的粗硫酸+中含有多种离子形式的金属杂质,需进一步提纯处理。

现多采用萃取法提纯硫酸+，相较于传统提纯工艺来说，萃取法可简化操作，提高硫酸+的回收率，降低硫化氢的产生*4*，但其产生了夹带大量有机物和金属离子的废液,这不仅会对自然水体造成污染和破坏，也会危害人类健康[5]'
近些年，树脂吸附法在有机高浓度化工废水处理及资源化方面得到了广泛应用"T,树脂的吸附性能和可再生性可实现废水治理以及有机物富集回收。

李正斌凶等利用大孔型非极性特种吸附树脂和螯合树脂吸附@咻酸生产废水中有机物和Cu,处理后废水TOC去除率达95%,Cu去除率高达99.9%o目前江苏某化工厂在硫酸+提纯过程中产生了高有机物、重金属含量高的废水，针对该股废水采用树脂吸附工艺进行吸附处理。

1实验部分
1.1实验水样
实验所用水样来源于江苏省泰兴市某硫酸+生产企业，废水水质情况见表1,企业要求通过树脂吸附法将废水COD降至300m—L以下。

表1废水水质
Tabee1Wastewateequaeity
项目数值项目值
pH值4-6M—(g/L)；10
Co/(g/L)；055COD/(g/L)0P〜IP
NO(g/L)0.01-1TP/(g/L)；0.011
1-2吸附材料-15（1#和2#）和GC-8树脂。

GC-15树脂:一种大孔型非极性特种吸附树脂，比表面积和粒径分别介于1100-1400m2/g和0固~1常5mm之间，外观为红褐色球体。

其中，1#树脂的交联度较2#树脂交联度略高。

GC-8树脂:一种大孔型非极性复合功能大孔树脂，比表面积为600-800m2/g,粒径介于0.4-1.25mm之间，外观呈黄色球状颗粒。

1-3试剂与仪器
试剂:硫酸、盐酸、氢氧化钠、硫酸汞、重=酸钾、硫酸银、硫酸亚铁钱、邻菲罗咻均为分析纯。

仪器:吸附装置为J15mm#450mm的离子交换柱，蠕动泵（BT100-2J,保定雷弗流体科技有限公司），自动采集器（BSZ -40,上海沪粤明科技仪器有限公司）,CODa回流消解仪（STAEHD-106B1，济南盛泰电子科技有限公司）,恒温摇床（HZQ-Q,常州市华普达教学仪器有限公司）。

1-4树脂静态吸附实验
配置07mol/L硫酸溶液和氢氧化钠溶液，来调节原水（pH 值为4.5）的pH值，分别为酸性（pH值为2）、中性（pH值为7）、碱性（pH值为9）。

量取四组5mL1#GC-15树脂（GC-8树脂）于三角烧瓶中，并向各烧瓶中依次加入10BV（树脂体积即1BV,此时1BV=5mL）的不同pH值的溶液（见表2）。

将三角烧瓶置于恒温摇床中震荡3h,观测废水中有机物的去除情况，比选出最佳吸附树脂种类和吸附条件。

表2实验组编号
Tabee2Eipeeimentgeoup numbee
编号GC-15树脂GC-8树脂
A pH值2
B pH值4.5
实验树脂为江苏国创新材料研究中心有限公司提供的GC
收稿日期：2020—2-04
作者简介:魏文（1993-）,女，河南南阳人，研发工程师，主要从事树脂吸附材料的应用研发。

第5期
魏文,等:树脂吸附法处理硫酸镰生产废水的技术研究
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表2（续）
编号
G/-15树脂G/-8树脂
C pH 值7D
pH 值9
E pH 值 2
F
pH 值 4.5G
pH 值 7H
pH 值 9
1-5树脂动态吸附以及稳定实验
量的树脂 柱中，设 动泵速 水以一
定流速通过树脂柱， 集器 集树脂出水并测定COD 值，观察树脂 穿透点，确定最 。

之后，考察 后的树脂脱附工艺。

1-6分析方法
化学需氧量！ COD ）:重=酸钾法测定；
总磷!TP ）:钳酸钱分光光度法测定。

2结果与讨论2.1 脂 态 附实验
实验编 比选实验，树脂静态吸附结束后,
测
水COD 值，见1所示。

图1不同条件下吸附效果
Fig.1 Adsoeption e t ectundeedi t eeentconditions
从图1可明显看出，1# GC-15和GC-8树脂对废水中有机 物均具有去除效果，但在相同pH 值条件下，1# GC-15树脂! A- D 组）对有机 去 于GC-8树脂（E-H 组），
能与1# GC-15树脂的比表面积更大有关;用1# GC-15树脂吸
pH 值 ，出水COD 值排序为D （pH 值9） >C （ pH
值7） >A （ pH 值2） >B （ pH 值4.5），这表明选用1# GC-15树脂 于原水pH 值 ， 最， ，树脂出水色（见图2）o ，后 动态实验 1#GC-15树脂于
原水pH 值条件下吸附。

原水（左）；树脂出水（右）
图2原水与树脂出水
Fig.2 Rawwateeand eesin e t euent
2.2 脂动态 附实验
2.2.1 脱附方式对1#GC-15树脂吸附稳定的影响
取10 mL 1# GC-15树脂（实验前树脂未预处理）动态吸附 萃余液废水，流速1 BV/h （此时，1 BV=10 mL ）进行穿透实验, 以出水COD <300 m —L 为穿透标准来探究树脂的吸附体积。

从图3 ，GC-15树脂吸附体积在18 B V 以内时，树
脂出水COD 均低于300 m —L ，前18 BV 出水COD 为264 mg/L 。

体积超过18 B V 时，树脂 ， 脱 树脂内 有机物洗脱 树脂再生。

4% HC1溶作为脱 ，脱 后，以1 BV/h 流速再次吸附18 BV 水，水COD 见图4（ a ）o
实验批次
实验批次
图4稳定实验结果
Fig.4
Stabeeeipeeimentaeeesuets
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-290-2021第50
4(a),,酸脱附后，18BV树脂出水COD高于300mg/L,是穿透实验体积过多,2BV4%HO未完有机物洗脱；后几定实验的18BV树脂出水COD均小于250m—L,这表明2BV4% HC1溶液做脱实现树脂稳定。

，过脱理的树脂，再后，树脂出水COD值(220m—L以下)低于第一批树脂出水COD(264mg/L)，这表明经脱附处理后，树脂吸附量有一■定高'
酸脱实现树脂稳定，一定量的清水将树脂洗至中性，增大了脱理量。

股废水而言，废水中含有大量点有机物，蒸汽脱附，脱方:一定程了脱理量。

蒸汽脱附(120＜，不加压)后，实验，树脂出水COD如图4(b)所示。

从4(b)，蒸汽脱附后，树脂水COD180mgLL，于酸脱
而言(出水COD介于200-220m—L)，使用蒸汽脱附的再生效好。

2.2.2蒸汽压力对1#GC—5树脂脱附的影响
从2.2.1，过理后的树脂高一定：附量。

所以，蒸汽脱附后的树脂速1BV/h穿实验，仍水COD值300m—L作点，树脂穿透曲线如图5所示。

从图5可看出，树脂吸附体积在30BV内，树脂出水COD 均低于300mg/L；吸附体积超过30BV，树脂达到饱和。

101520 25303540
吸附体积/BV
图5穿透吸附结果
Fig.5Penetration adsorp—on results
蒸汽脱附再生后(无加压)，30B V废水，树脂出水COD见图6(a)o从6(/)，-脱力n，水COD-，树脂中有机累积，明蒸汽无压脱实现树脂稳定。

后0DMPa加压脱附，6(b)，蒸汽吹脱后，树脂出水COD值动，之后六水稳定一定的浓度范围内。

对比无压脱，当树脂吸附量增大，加压脱实现树脂吸-脱定。

图6稳定实验结果
F—0Stable expe—cental results 2.2.3流速对1#GC-15树脂吸附的影响
树脂速与树脂用量(1BV树脂量)可通过公式进行
计算。

0树脂—t.8
其中，Q树脂为1BV树脂用量；Q为日处理废水量，m3；T为
日，h；8为树脂速，BV/h。

从公，速与树脂量成反比，增大
速树脂量，树脂成本；速过大，会对
树脂产影响，流速过小，则大周期。

因
，树脂成关系，需探速对树
脂影响。

树脂处理要求，以树脂出水COD值
400m—L;点察流速(2固、3的、3固和4DBV/h)
对树脂影响。

分集速下的树脂出水，测COD值，如7所示。

从图7，速下，树脂出水分别在60BV(2.5 BV/h)(55BV(3.0BV/h)(42BV(3.5BV/h)(24BV(4.0BV/h)内COD值低于400m—L。

，综合虑树脂成【吸后，选定树脂速为30BV/h。

2.2.4不同型号GC-15树脂的吸附效果
江苏国创新材料中心有限公司了两号的GC -15树脂(1#和2#)，两种树脂的交联度略有差异。

根据上述的1#GC—5树脂的实验，水COD值为400mg/L作点，察两树脂 3.5BVLh速，树脂股水。

分树脂出水，测COD，如8所示。

第5期广告目次
-291 -
从图8(/)可看出，2# GC-15树脂对该废水
(120 BV 出水C0D<400 m —L )明显优于1# GC-15树脂(图7, 42 BV 出水C0D<400 m —L )。

蒸汽加压脱附，之后吸附120 BV
废水来考察2# GC-15树脂的稳定性°如图8(/)所示,2# GC- 15树脂第二批出水的COD 值整体比第一 水COD 略高，但 其仍低于400 m —L ；两批树脂出水总磷含量变化趋势相似(如8( b )所示，有机 量变化可通过 ),一步说明加压蒸汽吹脱能够实现2# GC-15树脂稳定。

后, 了十批树脂稳定实验，树脂出水COD 均低于400 m —L (见图9) °
3结论
(1) 硫酸镰生产过程中产生的高浓度有机废水的树脂
工艺，最 ： 2# GC-15超高交联树脂于原水 pH (pH 值 4.5) ，速为 3.5 BV/h ， 量：
120 BV ;树脂吸附后，原水COD 由1290 mg/L 降低到300 m —L
左右，树脂脱色 °
(2) 酸脱 蒸汽脱 实 树脂 -脱 定，
较于稀酸脱附，蒸汽吹脱
°
参考文献
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(本文文献格式:魏文，斌，
，等0对脂吸附法处理硫酸
™生产废水的技术研究[J ].山东化工,2021,50(5) ：288-291.)
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