气液混合再生离子交换树脂的方法以及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了气液混合再生离子交换树脂的方法以及装置，所述方法包括：套用酸液再生；套用水洗酸液再生；酸后水洗；碱液活化和碱后水洗。本发明专利技术的方法具有耗时短、再生效率高以及酸碱耗量小等优点，离子交换树脂2

【技术实现步骤摘要】
气液混合再生离子交换树脂的方法以及装置


[0001]本专利技术涉及电镀废水处理
，具体而言，本专利技术涉及气液混合再生离子交换树脂的方法以及装置。

技术介绍

[0002]在矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等许多工业生产过程中都产生大量重金属废水。应用最广泛的重金属废水处理工艺为加碱沉淀法，但该方法处理成本高，污泥产生量大，金属资源难以回收利用。
[0003]离子交换树脂具有良好的化学稳定性和离子选择性，对废水中的重金属离子有较大的交换吸附容量，经离子交换树脂处理的含重金属废水出水水质好，可实现水和重金属的双重资源化，因此在重金属废水处理领域受到越来越多的关注。然而现有技术中离子交换树脂的再生需要大量的酸和碱，且再生活化过程缓慢，再生活化所需时间较长，且得到的再生液中金属离子浓度一般小于30g/L，不利于后续资源化处理。而再生液回槽或电沉积均需要金属离子浓度不小于60g/L，浓度偏低的洗脱液需要再浓缩处理。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出气液混合再生离子交换树脂的方法以及装置，大幅缩减了离子交换树脂再生消耗试剂量和再生耗时，得到了高浓度的重金属洗脱液。
[0005]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种气液混合再生离子交换树脂的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：
[0006](1)将第一酸性再生液通入吸附饱和树脂柱中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气，得到第一洗脱液，所述第一洗脱液的重金属浓度不低于60g/L；
[0007](2)将第二酸性再生液通入所述吸附饱和树脂柱中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气，得到第二洗脱液，将所述第二洗脱液作为第一酸性再生液返回至步骤(1)；
[0008](3)将水通入所述吸附饱和树脂柱中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气，得到第三洗脱液，将所述第三洗脱液作为第二酸性再生液返回至步骤(2)；
[0009](4)将碱性活化液通入所述吸附饱和树脂柱中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气，得到第四洗脱液；
[0010](5)将水通入所述吸附饱和树脂柱中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气，得到第五洗脱液，直至所述第五洗脱液的pH<9完成再生，将所述第五洗脱液作为碱性活化液返回至步骤(4)。
[0011]根据本专利技术上述实施例的气液混合再生离子交换树脂的方法，1)通过在吸附饱和树脂柱底部曝气的方式(即气液混合的方式)，使第一酸性再生液与树脂快速充分接触，从而得到浓度不低于60g/L高浓度重金属洗脱液，有利于进一步回收利用；2)通过在树脂柱底部曝气的方式(即气液混合的方式)，使碱性活化液与树脂充分接触活化，显著加快了碱液
活化的速度，缩短了碱液活化时间，同时减少了碱性活化液的用量；3)酸洗、碱洗和水洗后均通过底部曝气使树脂解除板结并流化，气液充分与树脂混合；4)通过将第二洗脱液作为第一酸性再生液返回至步骤(1)以及将第三洗脱液作为第二酸性再生液返回至步骤(2)实现了酸洗脱液的循环利用，使整个酸再生过程加入的新鲜浓酸(即36.5％的浓盐酸或98％的浓硫酸)和自来水的体积之和与产生的高浓度重金属再生液(即第一洗脱液)体积相等，不产生额外废水；通过将第五洗脱液作为碱性活化液返回至步骤(4)实现了碱洗脱液的循环利用；除首次洗脱，步骤(1)中使用的套用酸液为上一个循环洗脱得到的低浓度重金属再生液，步骤(2)中使用的套用水洗酸液为上一个循环水洗后的酸液。本专利技术实际消耗的新鲜酸(即36.5％的浓盐酸或98％的浓硫酸)体积为0.5
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1.0BV(BV，床层体积)左右，消耗4
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6％NaOH(w/w)的体积为2.0
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2.5BV左右，而采用现有技术在同等条件下则消耗新鲜酸的体积为1.5
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3.0BV，消耗4
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6％NaOH(w/w)的体积为3.0
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3.5BV，可见与现有技术相比，本专利技术消耗的酸与碱的量大幅减少；本专利技术酸洗再生过程1h内可达到95
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99％的洗脱率，完整的脱附和转型过程2
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3h可完成，可高效快速地再生离子交换树脂，而采用现有技术在同等条件下，要达到相同洗脱率，完整的脱附转型过程耗时大于10h，可见，与现有技术相比，本申请的再生耗时大幅缩短；通过本专利技术得到的重金属洗脱液的浓度不低于60g/L，可直接用于电沉积得到金属单质镍或回槽，无需进一步浓缩，具有显著经济效益，而采用现有技术在同等条件下得到的重金属洗脱液的浓度则小于30g/L，不利于后续资源化处理。综上，本专利技术的方法耗时短，再生效率高，酸碱耗量小，离子交换树脂2
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3h内可完全再生，得到重金属浓度不小于60g/L，pH>2再生液，可以直接用于后续重金属资源化处理，实现了以最少的再生试剂得到高浓度再生液的目的。本专利技术解决了现有技术中长久以来存在的离子交换树脂的再生需要大量的酸和碱，且再生活化过程缓慢，再生活化所需时间较长，且得到的再生液中金属离子浓度一般小于30g/L，不利于后续资源化处理的技术问题。
[0012]另外，根据本专利技术上述实施例所述的气液混合再生离子交换树脂的方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0013]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气5
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10min。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气5
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10min。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(3)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气5
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10min。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(4)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气5
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10min。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(5)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气5
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10min。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气的压力范围为0.1
‑
0.3MPa。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气的压力范围为0.1
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0.3MPa。
[0020]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(3)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气的压力
范围为0.1
‑
0.3MPa。
[0021]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(4)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气的压力范围为0.1
‑
0.3MPa。
[0022]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(5)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气的压力范围为0.1
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0.3MPa。
[0023]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，所述第二洗脱液的重金属浓度不低于10g/L。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气液混合再生离子交换树脂的方法，其特征在于，包括：(1)将第一酸性再生液通入吸附饱和树脂柱中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气，得到第一洗脱液，所述第一洗脱液的重金属浓度不低于60g/L；(2)将第二酸性再生液通入所述吸附饱和树脂柱中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气，得到第二洗脱液，将所述第二洗脱液作为第一酸性再生液返回至步骤(1)；(3)将水通入所述吸附饱和树脂柱中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气，得到第三洗脱液，将所述第三洗脱液作为第二酸性再生液返回至步骤(2)；(4)将碱性活化液通入所述吸附饱和树脂柱中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气，得到第四洗脱液；(5)将水通入所述吸附饱和树脂柱中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气，得到第五洗脱液，直至所述第五洗脱液的pH&lt;9完成再生，将所述第五洗脱液作为碱性活化液返回至步骤(4)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气5
‑
10min；任选地，在步骤(2)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气5
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10min；任选地，在步骤(3)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气5
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10min；任选地，在步骤(4)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气5
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10min；任选地，在步骤(5)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气5
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10min。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气的压力范围为0.1
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0.3MPa；任选地，在步骤(2)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气的压力范围为0.1
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0.3MPa；任选地，在步骤(3)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气的压力范围为0.1
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0.3MPa；任选地，在步骤(4)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气的压力范围为0.1
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0.3MPa；任选地，在步骤(5)中，在所述吸附饱和树脂柱底部曝气的压力范围为0.1
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0.3MPa。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述第二洗脱液的重金属浓度不低于10g/L；任选地，在步骤(3)中，所述第三洗脱液的pH不大于4；任选地，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓述波，李彤，余刚，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：