活性炭+螯合树脂塔组合工艺处理化学镀镍废水，去除率高达 99.7%以上

活性炭+螯合树脂塔组合工艺处理化学镀镍废水，去除率高达 99.7%以上

上海

摘要：采用活性炭+螯合树脂塔组合工艺处理化学镀镍废水，总镍去除率达99.7%以上，出水满足《电镀污染物排放标准》（GB 21900-2008）。

关键词：螯合树脂塔；化学镀镍废水

1 简介

随着化学镀镍工艺的不断发展，为了提高镀层质量、增强镀液稳定性，在化学镀液中添加了大量的螯合剂、稳定剂、光亮剂等有机物，从而产生了大量的有机污染物。这些有机物与镍形成稳定的络合镍，若采用普通的化学絮凝沉淀工艺，很难去除这些有机物和络合镍。本文以表面处理工艺产生的含镍废水为例，在现有化学絮凝沉淀工艺的基础上，废水深度处理采用活性炭塔吸附+螯合树脂塔组合工艺，主要用于去除废水中的有机物和络合镍。废水工艺调试完成后，总镍和CODCr的去除率分别达到99.7%和58.3%。

2 工程设计

2.1 设计进出水水质

本项目进水水质要求为：PH=2.1、CODCr≤120mg/L、总镍≤33.1mg/L；出水要求为：PH=6~9、CODCr≤50mg/L、总镍≤0.1mg/L。最终处理后水中污染物满足《电镀污染物排放标准》（GB 21900-2008）要求。

2.2 工艺流程

深度处理工艺在原砂滤塔后段增设活性炭吸附塔，废水中的有机物在活性炭塔内吸附去除，活性炭塔出水流入螯合树脂塔，设置两座螯合树脂塔，树脂塔可单独通水，也可串联通水。深度处理工艺流程图如图1所示。

2.3 主要设备及工艺参数

2.3.1活性炭吸附塔

活性炭吸附塔为碳钢材质、内衬橡胶的立式圆筒体，用于除去砂滤塔出水中的有机物，防止有机物对螯合树脂的污染。设活性炭塔1座，活性炭塔进水流量为15m3/h，设计进水流量为6m3/(m3.h)，活性炭装填容积为2.5m3，活性炭装填高度为1m，活性炭尺寸确定为：直径1800m×高。

2.3.2螯合树脂吸附塔

螯合树脂吸附塔为立式圆筒体，碳钢内衬橡胶。螯合树脂塔设一用一备，螯合树脂塔水流量为15m3/h，单塔设计水流量为20m3/(m3.h)，单塔螯合树脂装填量为0.75m3/塔。螯合树脂塔尺寸按直径×高确定。本项目采用大孔螯合树脂(型号：S-930)。螯合树脂是带有活性离子交换基团和固定负电荷的有机高分子聚合物，对带正电荷的络合镍有相对亲和力。 当含镍废水经活性炭吸附后排至螯合树脂塔时，螯合树脂与络合镍发生吸附交换，络合镍取代树脂功能基上的钠离子，形成稳定的螯合物，从而去除络合镍。

3 系统调试及运行说明

3.1 系统调试

设备安装完毕，清水运行检查正常。系统调试前对活性炭塔反冲洗数次，反冲洗线速度25m/h，反冲洗流量确定为64m3/h。用烧杯在反冲洗出水管取样口接水，确认水质清澈，无细小活性炭粉末。对两台螯合树脂塔采用双喷再生反冲洗。树脂反冲洗的目的是通过反冲洗将部分损坏的树脂带出塔体，因为损坏的树脂会降低吸附交换能力，进一步增加树脂的压差，可能造成排水滤帽损坏；新树脂出厂前均为H型，双喷再生的目的是使树脂更彻底地转化为Na型，这样会增加螯合树脂对络合镍的吸附能力。 新增活化塔、螯合树脂塔供水及再生工程均采用PLC控制。螯合树脂塔进水管路上安装有5%硫酸药供给管路、管道PH电极及管道混合器。5%硫酸供给泵为电磁计量泵，接收PH计的脉冲输出信号，保证螯合树脂塔进水PH值设定在4~6范围内。根据梧州富士化工水务工程有限公司多年的工程经验及漂莱特厂家的树脂技术资料：S-930螯合树脂吸附重金属时，进水PH值在4~6范围内，螯合树脂吸附效果最好，去除络合镍的效果最好。当进水PH值低于4时，螯合能力就会很弱。 当进水pH值为碱性时，部分镍与氢氧离子形成胶体沉淀，不能被螯合树脂吸附交换，进入树脂塔后堵塞树脂孔道，逐渐降低树脂的交换容量，同时会造成进入树脂塔的进水偏流，压降增大，导致络合镍去除不彻底，影响最终出水效果。

3.2 系统操作说明

经过近一周的电气联动检查及系统调试，连续7天取样检测分析，送检水样总镍含量平均值在0.05mg/L以下，CODCr含量平均值在35mg/L以下，调试结果符合工艺设计要求，处理后的水中污染物符合排放标准。本次设计的螯合树脂塔通水时间为15天，当控制柜上外接时间继电器（设置两个）累计时间到达时，一塔自动再生，另一塔自动切换为单塔通水并与其对应的外接时间继电器开始累计时间，树脂塔通水及再生自动控制。在各步骤工程状态下，对应管路的气动阀门处于开启状态，同时再生水泵运行，确认再生状态下各步骤工程正常。 待塔再生结束后，切换树脂塔自动阀门，两塔重新串联。

4。结论

该组合工艺处理化学镀镍废水运行结果达到设计要求，总镍和CODCr去除率高，总镍去除率达99.7%，CODCr去除率达55.3%，处理后水污染物排放满足《电镀污染物排放标准》（GB 21900-2008）的要求。

但若系统持续运行时间过长，则需要注意以下问题并进行相应处理：

（1）前端化学絮凝沉降吸附工序必须确认砂滤塔的悬浮物吸附效果。如果悬浮物去除效果不佳，部分胶体悬浮物可能穿​​过砂滤塔和活性炭塔，造成塔内滤料板结。如果水压差过大，会造成塔内排水滤帽破裂，甚至损坏塔体。这些胶体悬浮物如果进入螯合树脂塔，会堵塞树脂层间缝隙，造成树脂板结，影响螯合树脂对于络合镍的去除率。

（2）活性炭塔需定期更换，防止有机物渗入螯合树脂塔，有机物会使树脂结块，污染树脂，引起树脂中毒，严重影响树脂的吸附和交换能力。

（3）螯合树脂塔的水流量必须按设计值设定，若水流量过大，会造成水流量增大，水流阻力增大，树脂破损率增加。

参考：

[1]高廷耀.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,1999.

[2] 刘红星，韦成江，王俊英，胡一峰。 影响螯合树脂塔运行的因素[J]． 氯碱工业, 2015, 51(1): 8-9, 34.

[3]罗帆,董斌,毕彦斌,谢家才.螯合树脂吸附金属阳离子的应用及研究进展[J].水处理技术,2011,37(1):23-27.

关于作者：

蒋群（1980.11），男，硕士，工程师。本人从事污水处理及中水回用工程设计、施工及调试工作。E-mail：。