树i脂在处金属离用作者：赵蜀南来源：《科技创新导报》2012年第25期赵蜀南（海南昌鑫钻业有限公司 海南昌江黎族自治县572724）摘要:该文从分析原有的化学沉淀法处理重金属离子废水的缺陷入手，重点探索离子交换树 脂吸附法的工艺流程和所选用的交换树脂的特性，最后归纳出使用离子交换树脂吸附法替代化学 沉淀法所具有的优点和可观的经济效益及环保价值关键词:重金属废水离子交换树脂经济效益中图分类号：X703 文献标识码:A 文章编号：1674-098X（2012）09（a）-0144-02含重金属离子废水大多来自矿石采选、有色冶炼、电镀、机械制造等行业，该类废水对环境 的危害已经不需赘述，处理此类废水目前常用方法主要有化学法（化学沉淀法、电解法等）、物理 法（离子交换树脂吸附法、膜分离法等）、生物法这几种方法在处理重金属废水方面均各有优 缺目前大多企业在治理重金属废水时仅仅满足于达标排放这一基本要求，忽视了变废为宝向环 境要效益方面的研究，在此仅就X型阳离子交换树脂在含重金属废水处理方面的应用与传统化学 沉淀法做一个分析比较1污染源基本情况以南方某一有色冶炼中型企业为例，其生产原料为硫化金属矿，主要生产工艺为火法焙烧+湿 法冶炼+尾气制酸。
含重金属的废水主要来自湿法冶炼工艺过程废水日产生量为800m3/d，废 水主要成分分析见表12治理目标废水处理后必须符合《污水综合排放标准一GB8978-1996》的排放标准，见表2辜】3"口Cotaij/l]?32-TW-flDSODWOO斗如iG.ClHMiMCHlpp'!)刃 B/L：lFH Ir-b 1；'L.OID£1)34 Ufa |/：L)l'iPS电沁-=e-eOJL】La ilG--B11: y[}1111.1t3化学沉淀法工艺3.1对上述的废水处理原用的化学沉淀法处理工艺流程如图1废水进入调节池后泵入搅拌池与加入的碱液（氢氧化钠）在搅拌器的充分搅拌下，混合均匀发 生絮凝反应，形成絮体的废水自流进入一级沉降池，一级沉降池上清液自流进入二级沉降池再次 沉降，在二级沉降前加入铁盐絮凝剂（硫酸亚铁），二级沉降池上清液进入PH调节池回调至中性、 达标排放一级、二级沉降池底泥进入底泥浓缩池进行浓缩，有效减少压滤机负荷，浓缩后上清 液返回搅拌池，底泥进入压渣机制渣，滤液返回搅拌池,废渣运至渣场堆放3.2存在问题通过上述工艺处理后重金属废水基本能实现达标排放，但是由于工艺流程较长，员工劳动强 度较大，处理废水的单位成本高（约2.0元/m3）,生产现场较为肮脏、凌乱，每天产生约5t含重金 属废渣，带来了二次污染，废渣中的有价金属无法得到有效回收，每年废水处理成本48万元。
4离子交换树脂吸附工艺针对化学沉淀法的缺点，通过比较研究，采用离子交换树脂吸附法替代原有化学沉淀工艺 通过大量实验筛选出x型阳离子交换树脂作为离子交换树脂吸附法的首选树脂4.1 x型阳离子树脂特性：① 对二价金属离子具有较强的选择性，实验得出其选择性由强到弱顺序为:Hg2+>Cd2+>Pb2+>Co2+>Cu2+>Ni2+>Zn2+>Fe2+>Ca2+>Mg2+,对一价金属离子则几乎没有吸附性② 吸附能力强（50kg/m3）③ 不易中毒，易再生,强度咼、不易破损4.2 离子交换树脂吸附工艺根据X型阳离子树脂的特性设计工艺流程如图2废水进入原水池后调节水质水量,PH值5〜6,然后通过泵打入过滤器中，截留废水中的少量 悬浮物质,以免进入后续金属回收床堵塞,影响树脂吸附和交换过滤器的出水进入清液槽,然后用泵打入金属回收床,金属回收床采用两级串联,尽可能吸附 回收其中的铜、镍、钻等离子，使出水达标金属回收床内装有x型树脂在一定的PH（5〜6） 条件下对铜、钻、镍有很好的吸附交换能力废水从I级金属回收床上部进入，铜、钻、镍等重 金属离子都被树脂吸附交换,被树脂吸附交换后的废水从金属回收床底部排出进入中间槽。
为了 进一步降低铜、钻、镍的出水浓度，中间槽出水用泵打入II级金属回收床，继续吸附铜钻、镍离 子,当回收床内树脂吸附饱和后,则进行再生再生液采用10%的稀硫酸，将树脂中吸附的钻、镍、铜以硫酸钻、硫酸镍、硫酸铜的形式解 吸出来相对于废水原液，解吸下来的硫酸钻、硫酸镍、硫酸铜浓度大大提高，达到5〜10g/L, 回用于生产工段然后用5%的NaOH进行再生，恢复树脂的交换能力后进入第二周期的运行再 生过程产生的废水返回原水池经过二级金属回收床出水铜、镍、钻等金属离子达标，调节PH至6〜9后外排4.3 离子交换树脂吸附法优点:① 处理后出水水质稳定达标，可控性强② 有价金属得到有效回收,具有显著的经济效益和环境效益③ 无含重金属废渣产生，不形成二次污染④ 员工劳动强度大大降低，生产作业现场环境大为改观⑤ 废水单位处理成本较化学沉淀法更为经济（1.2元/m3）4.4 树脂吸附工艺经济效益分析:① 固定投资:离子交换树脂吸附系统一套，处理能力:800m3/d,总造价:280万元② 年运行费用: 28. 8万元/年③ 年金属回收量为:钻：50g/m3X800m3/dX300d/年X10-6g/1=121/年镍：5g/m3X800m3/dX300d/年X10-6g/1=1.21/年④ 按目前市场价格计算价值为:钻：12t/年X25万元/t=300万元/年镍：1.21/年X15万元/t=18万元/年共计:318万元/年,去除生产成本200万/年,每年新增效益118万元⑤ 与原有水处理系统相比,每年节约运行成本为：19.2万元/年⑥ 年收益为：118万元/年+19.2万元/年-28.8万元/年=108.4万元/年⑦ 回收期限：280万元= 108.4万元/年=2.58年5 化学法与离子交换树脂吸附法比较5.1 处理后出水水质对比见表35.2 投资及经济效益等综合比较见表46 结语通过两种不同工艺处理重金属废水效果来看,虽然出水水质均可达标,但是产生的经济效益 和社会效益却是相去甚远,化学沉淀法具有简单易掌握,投资额度相对较低的特点,但是却不可避 免产生沉淀废渣,有价重金属进入废渣带来了二次污染,资源得不到充分回收利用,且废水处理单 位成本较高,人员劳动强度大;离子交换树脂吸附法虽然一次性投资稍大,但是几乎不产生废渣, 有价金属可以充分得以回收利用,尤其是在对具有较高经济回收价值的重金属废水处理方面具有 广阔的应用前景,其带来的社会效应与经济效益都值得我们加以深入研究。