解读废水处理中“离子交换法”

2016-08-30

   1、离子交换法的原理是什么?       离子交换是靠交换剂自身所带的能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子之间的离子扩散来实现的。推动离子交换的动力是离子间的浓度差和交换剂上的功能基对离子的亲和能力,这就是离子交换的基本原理。       离子交换剂是实现交换功能的最基本物质,根据其材料性质可分为无机离子交换剂和有机离子交换剂,又可分为天然离子交换剂和人工离子交换剂。天然离子交换剂有粘土、沸石、褐煤等,人工合成天然离子交换剂有凝胶树脂、大孔树脂、吸附树脂、氧化还原树脂、螯合树脂等。按其交换能力又可分为强碱性树脂、弱碱性树脂、强酸性树脂、弱酸性树脂等多种类型。离子交换树脂实际上是由网状结构的高分子固体与附着在母体上的许多活性基团构成的不溶性高分子电解质。       2、离子交换法在废水处理中有哪些应用?       在废水处理中,离子交换法可用于去除废水中的某些有害物质,回收有价值化学品、重金属和稀有元素,或为了实现水资源的重复利用。主要用于处理电镀废水,如镀铬废水、镀镍废水、镀镉废水、镀金废水、镀银废水、镀锌废水、镀铜废水及含氰废水等,在胶片洗印废水中回收银、CD-2、CD-3等贵重化学药品,还可用于其他含铬废水、含镍废水和含汞废水、放射性废水的处理。       每升含铬数十至数百毫克的电镀废水首先经过过滤去除悬浮物,再经阳离子交换器除去金属离子,然后进入阴离子交换器除去Cr2O7-和Cr2O4- ,出水六价铬的含量小于0.5mg/L,还可作为清洗水循环使用。阴树脂用12%NaOH再生后,再生液含铬可高达17g/L,将此再生液H型阳离子交换器使Na2CrO4 转变成铬酸,再经蒸发浓缩7~8倍后,可返回电镀槽重新使用。       离子交换法处理电镀废水,第一个阳离子交换器的作用有两个,一是除去金属离子及杂质,减少对阴树脂的污染,因为重金属对树脂的氧化分解能起催化作用;二是降低pH值,使六价格以Cr2O7- 存在,因为阴树脂Cr2O7- 的选择性大于Cr2O4- 和其他阴离子的选择性,而且交换一个Cr2O7- 除去两个Cr6+,面交换一个Cr2O4- 只能除去一个Cr6+。由于Cr2O7- 是强氧化剂,容易引起树脂的氧化性破坏,因此一定要选用化学稳定性较好的强碱性树脂。       3、离子交换法的常用设施有哪些?       一个完整的离子交换系统由预处理、离子交换、树脂再生和电控仪表等单元组成,其中离子交换单元是系统的核心,通常所说的离子交换法的常用设备和装置其实是离子交换单元的形式、根据离子交换柱的构造、用途和运行方式,离子交换单元装置可分为固定床式离子交换体系和连续式离子交换体系两大类。       固定床式离子交换体系是指树脂的交换和再生过程是在同一设备内,在不同的时间内进行,即树脂再生时,离子交换程序就要停止运行。固定床依据不同使用要求和水力流向,又可分为:1.只装填一种树脂的单床或多床式;2.将装填阳树脂的离子交换柱和装填阴树脂的离子交换柱串联在一起的复合床式;3.依靠水流的作用力将树脂层托浮起来运行的浮动床式;4.在逆流再生固定床内,依据一定配比装填强、弱两种树脂(密度小、粒度细的弱树脂在上层,密度大、粒度粗的弱树脂在下层)的双层床式。       连续式离子交换体系是指把交换和再生过程在不同设备内同时进行,即交换过程可以连续进行。连续式离子交换体系可分为流动床和移动床。流动床内的树脂在装置内连续循环流动,失效树脂在流动过程中经再生清洗后恢复交换能力。移动床则是装置内的树脂星周期性移动,失效树脂在移动过程中经再生清洗后恢复交换能力,再定期定滋补充到交换柱顶端。       4、离子交换法运行管理应注意哪些事项?       (1)悬浮物和油脂:由于废水中的SS会堵塞树脂孔隙,油脂会将树脂颗粒包裹起来,影响离子交换的正常进行,因此必须对进水进行充分的预处理,降低其中的悬浮物和油脂类物质含淤,预处理可以使用过滤、气浮、澄清等方法。       (2)有机物:某些高分子有机物与树指活性基团的固定离子结合力很大,一旦结合就很难进行再生,进而影响树脂的再牛率和交换能力,例如废水中含有高分子有机酸时,高分有机酸与强碱性季胺基团的结合力就很大,很难洗脱下来。处理含有此类物质的废水时可选用低交联度的树脂,或者对废水进行预处理、将高分子有机物从水中去除。       (3)高价金属离子:Fe3+、Cr3+ 、AL3+ 等高价金属离子容易被树脂吸附,而且再生时难以洗脱,引起树脂中毒.使树脂的交换能力降低。树脂高铁中毒后,颜色会变深、此时可用高浓度酸长时间浸泡再生。       (4)pH值:强酸或强碱离子交换树脂的活性基团电离能力强,交换能力基本上与废水的pH值无关,但弱酸树指和弱碱树脂则分别需要在碱性条件和酸性条件下,才能发挥出较大的交换能力。因此,针对不同酸、碱废水,应该选用不同的交换树指;对于已经选定的交换树脂,可根据处理废水中离子的性质和树脂的特性,对废水进行pH值调整。       (5)水温:在一定范围内,水温升高可以加速离子交换的过程,但水温超过树脂的允许使用温度范围后,会导致树脂交换基团的分解和破坏。如果待处理废水的温度过高,必须进行降温处理。       (6)氧化剂:CL2、O2、Cr2O7- 等强氧化剂会引起树脂的氧化分解,导致活性基团的交换能力丧失和树脂固体母体的栏化,影响树脂的正常使用。因此,在处理含有强氧化剂的废水时,定要选用化学稳定性较好、交联度大的树脂,或加入适量的还原剂消除氧化剂的影响。       (7)电解质:交换树脂在高电解质浓度的情况下、由于渗透压的作用会导致树脂出现破碎现象,当处理含盐量浓度较高的废水时,应当选用交联度较大的树脂。
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黑臭水体治理的四种技术路线

2016-08-29

    黑臭水体治理应遵循“外源减排、内源清淤、水质净化、清水补给、生态恢复”的技术路线。外源减排和内源清淤是基础与前提,水质净化是阶段性手段,水动力改善技术和生态恢复是长效保障措施。       一是外源阻断技术。       包括城市截污纳管和面源控制两种情况。针对缺乏完善污水收集系统的水体,通过建设和改造水体沿岸的污水管道,将污水截流纳入污水收集和处理系统,从源头上削减污染物的直接排放。对尚无条件进行截污纳管的污水,可在原位采用高效一级强化污水处理技术或工艺,避免污水直排对水体的污染。城市面源污染控制技术主要包括各种城市低影响开发(如海绵城市)技术、初期雨水控制技术和生态护岸技术等。水体周边垃圾的清理是面源污染控制的重要措施。       二是内源控制技术。       即清淤疏浚技术,通常有两种:一种是抽干湖/河水后清淤;另一种是用挖泥船直接从水中清除淤泥。后者的应用范围较广。清淤疏浚能相对快速地改善水质,但清淤过程因扰动易导致污染物大量进入水体,影响到水体生态系统的稳定,具有一定的生态风险。       三是水质净化技术。       城市黑臭水体的水质净化技术主要包括:人工曝气充氧、絮凝沉淀技术、人工湿地技术、生态浮岛、稳定塘等。德国萨尔河、英国泰晤士河、澳大利亚天鹅河、中国的苏州河等治理中都采用了曝气增氧的方法。       四是水动力改善技术。       对于纳污负荷高、水动力不足、环境容量低的城市黑臭水体治理,该技术效果明显。但调用清洁水来改善河水水质应尽量采用非常规水源,同时在调水的过程中要防止引入新的污染源。       五是生态恢复技术。       包括城市河道富营养化的控制(关键在于磷的控制)技术、藻类生长人工控制技术,以及水生态修复技术。       在我国景观水体修复中应用最广泛和有效的是人工复氧技术。       针对城市黑臭水体的治理技术主要包括:物理型技术、生物修复技术、人工复氧技术。       物理型技术主要包括截污、调水、清淤等水利工程。这三种物理型技术都在国内外得到了广泛的应用,并发挥了良好的作用。但是,三种技术都受相关条件的限制,从而影响治污效果。如“截污”需要具备完善的污水管网和污水处理厂,“调水”需要有充沛的水资源,“清淤”需要实现外来污染源的有效控制避免后续淤积。
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北京国资委:高耗能、高耗水、高污染国有企业将退出

2016-08-24

    近日,北京市国资委出台《关于加快推进劣势及不符合首都功能定位的国有企业退出工作的指导意见》,提出将立足首都城市战略定位,以管资本为主深化国资国企改革,加快低效无效资产、过剩产能企业和一批“僵尸”企业的退出。       根据意见,六类不符合首都功能定位的企业被纳入退出名录。包括高耗能、高耗水、高污染企业;钢铁、煤炭、水泥、建材等产能过剩行业的企业及产业链低端企业;长期亏损、扭亏无望的企业等。       “十二五”期间,北京国有经济发展质量和效益显著提升。截至2015年底,北京市属企业资产总额突破了3.4万亿元,归属母公司所有者权益突破7100亿元。2015年实现营业收入、利润总额和分别较2010年增长56.2%和100.4%。       在此前出台的《北京市国资委国有经济“十三五”发展规划》中提出,到2020年底,80%以上的国有资本集中到提供公共服务、加强基础设施建设、发展前瞻性战略性产业、保护生态环境、保障民生等领域。
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国家发改委:关于开展环境污染第三方治理试点检查评估的通知

2016-08-22

    国家发改委网站近日发布关于开展环境污染第三方治理试点检查评估的通知,通报对包括北京市、河北省等在内的10省(市) 17个单位开展的环境污染第三方治理试点工作检查结果进行公布。全文如下:      关于开展环境污染第三方治理试点检查评估的通知       北京市、河北省、江苏省、浙江省、江西省、湖北省、湖南省、贵州省、大连市、宁波市发展改革委:       推行环境污染第三方治理是党中央国务院确定的一项重要改革任务,为积极推动任务落实,根据《关于开展环境污染第三方治理试点示范工作的通知》(发改环资[2015]1459号,以下简称《通知》),我委会同有关部门确定在北京市、河北省等10省(市) 17个单位开展环境污染第三方治理试点工作。按照工作安排,决定对试点单位开展检查评估,现将有关情况通知如下。       一、评估目的       通过检查评估,总结试点的成功经验、管理制度和有效模式,发现试点工作中存在的问题,推进试点工作顺利进行。       二、评估范围       《国家发展改革委办公厅关于同意环境污染第三方治理试点工作的复函》(发改环资[2015]2075号)中批复开展环境污染第三方治理试点的地区(单位)。       三、评估内容       以《通知》为依据,以国家发展改革委会同有关部门批复的《环境污染第三方治理试点实施方案》(以下简称《实施方案》)为基础,结合各地自查报告,对试点任务完成情况、重大项目建设情况、体制机制创新完善情况等进行全面评估。       四、评估方式       评估分为地方自查、现场检查和专家评估。       (一)各地对照批复的《试点方案》,开展自查,形成自查报告。       (二)根据各地自查报告,拟选择3-4个典型试点地区(单位)开展现场检查(现场检查通知另发)。       (三)现场检查结束后,组织召开专家评估会,对所有试点单位进行评估。       五、工作组织及有关要求       (一)本次检查评估工作委托中国国际工程咨询公司资源与环境业务部具体实施。       (二)各地要高度重视检查评估工作,积极开展自查工作,客观总结成绩,认真分析试点中存在的问题,并将自查报告于9月5日前上报国家发展改革委环资司(一式五份和电子版)。       (三)评估结束后,中国国际工程咨询公司将向各试点地区反馈评估情况,对于不认真开展试点的地区,我委将会同有关部门取消其试点资格。
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扬州汤汪污水处理厂获德国政府贷款

2016-08-19

    2016年度外国政府贷款备选项目规划日前公布,扬州汤汪污水处理厂三期工程项目入围,预计将获得4000万欧元德国促进贷款。外国政府贷款是外国政府向我国政府提供的一种优惠贷款,利率低、贷款期限长。进入该项目规划后,将获得受贷资格。汤汪污水处理厂三期工程总投资约6.78亿元,主要建设日处理8万吨污水生化设施、5万吨中水回用工程,以及日处理30万吨的污泥厌氧消化系统。
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以色列数十座海水淡化厂将统一并入国家水网

2016-08-16

  据全球报消息,以色列Mekorot国家水务公司正在铺设管道,用于衔接位于阿什杜德(Ashdod)、索雷克(Soreq)和帕勒马希姆(Palmachim)的数十座海水淡化厂。         长达10公里的新管道将沿海岸线分布,由南至北输送饮用水       这条新管道紧挨着西海岸的一条输气管道,总长10公里,直径2.5米,每小时能够输水30000m3。     而这个价值2.3亿新谢克尔(以色列货币,约合6000万美元)的项目仅是以色列建设全国性水系统计划(总价值为30亿新谢克尔,约7.8亿美元)的一部分,待全国系统整体建成后,以色列境内的34座海水淡化厂将连为一体。     据Mekorot项目经理RonitAlkalay介绍,“索雷克和帕勒马希姆两地所产淡水会一路朝南,被运往HafetzHaim水库和耶路撒冷,冬天则运往北方。”     Mekorot国家水务公司属以色列政府所有,负责供给以色列全国80%的饮用水以及满足全国70%的综合用水需求,总供水量达15000亿m³/年。
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