离子交换树脂处理含铬废水的研究黄继秋，杨欣，彭殿宝，刘宇（哈尔滨石油学院化工系，黑龙江哈尔滨）摘要：现代工业处理废水的方法有很多，本文采用离子交换这种新工艺来处理含铬工业废水。离子交换是通过离子交换树脂中的交换离子与废水中的某些离子进行交换，从而去除废水的净化方法。通过静态和动态实验测定了弱碱性阴离子交换树脂D301R在不同出水量下对含铬工业废水的处理效果，并对结果进行了比较。确定弱碱性阴离子交换树脂D301R在流速为3（mL/min）时吸附效果最好，对废水的动态吸附吸附率可达87%； 应用氢氧化钠溶液在流速为3 (mL/min)下可解吸铬离子，对弱碱性阴离子交换树脂D301R再生效果最好；该树脂的饱和交换容量为3.3mmol/g。实验结果表明，此工艺可实现工业废水的低排放，并回收大量的铬资源。 关键词： 离子交换；铬离子；工业废水；吸附 中图分类号： X703 文献标识码： 关于- 的带离子 - 季秋，杨鑫，彭殿宝，刘宇（浙江大学环境科学学院，浙江省水利厅）： 这种带- 的离子可以有多种形式，离子是利用离子树脂中的离子与一些离子将 带走。这样 。 由碱性阴离子树脂D301R的分离效果可知，流速为，其分别为，碱性阴离子树脂D301R在流速为3(mL/min)下的分离效果最好，为87%；在流速为3(mL/min)下，碱性阴离子树脂D301R的离子浓度为3.3mmol/g。表明使用该树脂的分离效果低，且产量大。关键词： 离子； 离子； 含Cr(VI)废水是全世界范围内非常严重的污染源。
随着我国现代工业的发展，铬及其化合物被广泛应用于工业生产的各个领域，是金属加工、电镀、制革、油漆、颜料、印染、制药、照相制版等行业必不可少的原料。这些行业的快速发展产生了大量的含铬废水，含铬废水将对人类环境造成严重的危害[5]。目前，处理含Cr(VI)废水的方法很多，如化学法、离子交换法、活性炭法、电解法、蒸发浓缩法、反渗透法、电渗析法[15]。但上述方法在回收再利用方面存在缺陷，容易产生二次污染。为了满足日益严格的排放标准，离子交换法成为热门的研究领域。离子交换法效率高，含铬液体可以回收利用，因此受到了广泛的关注。 1离子交换法处理含铬废水的原理六价铬阴离子在酸性条件下主要以-的形式存在，在近中性条件下主要以CrO42-的形式存在。将废水通过离子交换树脂，利用阴离子交换树脂对废水中的铬酸根和其它离子进行吸收交换，形成物理化学方法进行净化回收。其反应式为：2ROH+CrO42-=+2OH-2ROH+-=+2OH-。从反应中可以看出，用同样量的树脂处理六价铬时，-的交换容量是CrO42-的两倍。
当树脂达到饱和失效时，可用一定浓度的氢氧化钠溶液进行再生，以恢复树脂的交换能力。 反应式为： +2NaOH=2ROH+ +4NaOH=2ROH+ +H2O2 实验部分 2.1 主要试剂、仪器和设备 2.1.1 主要试剂 氢氧化钠固体(分析纯AR) 重铬酸钾固体(橙红色)：(分析纯AR) 乙二胺四乙酸二钠固体(EDTA)：(分析纯AR) 二苯卡巴肼固体(分析纯AR) 2.2.2 主要仪器、设备 （1）低速离心机(LD4-2 型)北京医用离心机厂 （2）华智电子天平 福州华智科学仪器有限公司 （3）HY-2 型调速多用振荡器 江苏国华仪器厂 （4）电热恒温水浴锅 上海医用设备五厂 （5）真空干燥箱：真空度：60-2； 工作室尺寸：Φ350х400mm 温度：200℃；电压：220V 上海实验仪器厂 （6）721 分光光度计 上海第三分析仪器厂 （7）容量瓶、碘容量瓶、锥形瓶等 （8）移液器 1mL 10mL （9）转移移液器 10mL 50mL （10）交换柱：带砂芯的玻璃交换柱 2.2 静态吸附实验 2.2.1 实验内容 （1）废水溶液的制备 取 0.4g/l Cr6+ 原液 50mL 于容量瓶中，用废水稀释至刻度。
（2）实验步骤称取1.6160g弱碱性阴离子交换树脂（D301R），在℃下恒温振荡1小时。取振荡后的溶液1ml于50ml容量瓶中，加入2ml 1%EDTA、1： 1ml、二苯碳酰肼2.5ml，加蒸馏水至刻度，用721分光光度计测定其吸光度为0.432。 （3）废水溶液标准曲线的绘制取废水溶液10ml，置于100容量瓶中，配制成废水溶液的稀释液。 分别取废水溶液稀释液2ml、4ml、6ml、8ml、10ml于50ml容量瓶中，加入1%EDTA 1：1 2ml、二苯碳酰肼2.5ml，加蒸馏水至刻度，用721分光光度计测定其吸光度。2.2.2结果与数据分析根据所测吸光度绘制+浓度-吸光度曲线如图1所示。图1 Cr6+标准曲线从图1中可以看出随着+浓度的增加，吸光度增大。+离子非常微小，所以计算浓度时直接取加入的Cr6+溶液的浓度。 根据图1计算静态吸附后溶液中Cr6+浓度为：C=0.05508×50×10=27.54ug/ml,而原溶液浓度为135.45ug/ml,吸附率为79.67%。+动态渗透曲线称取1cm弱碱性阴离子交换树脂（D301R），确保树脂层内无气泡。
用蒸馏水控制流速为3.5ml/min，在柱上方放置分液漏斗，分次加入20ug/ml Cr6+标准溶液，每次加入200ml，用碘量瓶收集全部流出液，直至流出液浓度接近加入溶液浓度为止。分别取各样品溶液1ml于50ml容量瓶中，加入1%EDTA 2ml、1：1 ml、二苯碳酰肼2.5ml，加蒸馏水至刻度线，用721分光光度计测定其吸光度。如图所示。 弱碱性阴离子交换树脂（D301R）%在50ml容量瓶中加入1%EDTA 2mL、1： 1mL、二苯碳酰肼2.5ml，加蒸馏水至刻度线，用721分光光度计测定其吸光度，如图所示。图3 Cr6+的动态洗脱曲线2.4.2结果与数据分析从图3可以看出，随着洗脱液体积的增加，树脂的解吸量减少，流出液浓度降低，直至流出液浓度接近洗脱液浓度，铬离子被完全洗脱，即树脂完全再生。 3 结果与讨论采用静态和动态测试方法可以看出，弱碱性阴离子交换树脂D301R对废水中Cr(VI)离子和Cr6+离子的效果不同。可知，在同样的条件下，流速越慢，吸附时间越长，浓度越低，处理效果越好；树脂层高度越高，吸光度越低，树脂的处理效果越好；但从经济方面考虑，由于树脂解吸效果好，且可以再生，所以工业废水的处理应选择树脂层高、流速快，以节省废水处理时间。
由于该树脂处理重金属废水具有良好的效果，不仅回收了大量的铬资源，而且树脂解吸过程的低值表明树脂的吸附几乎是稳定的。参考文献：[1]何士俊，赵宣.弱碱性阴离子交换树脂去除饮用水源中微量铬（Ⅵ）.清华大学学报，2002，42（5）：662-668[2]吴克明，石英，王俊等.离子交换树脂处理钢铁钝化含铬废水的研究.工业安全与环保，2005，31（4）：22-23[3]张丽珍.弱碱性离子交换树脂在含酚废水处理中的应用.惠州学院学报.2001，21（4）：52-56[4]王瑞祥. 离子交换处理含铬、铜废水的研究.电镀与涂饰.2002,21(4):36-38 [5]邵琳.水处理用离子交换树脂[M].北京:水利电力出版社.1989 作者 宋体4号 标题 加粗 单位 宋体5号 摘要 宋体5号，加粗，中间一格 英文摘要内容 New Roman，5号 中文摘要内容 宋体5号，英文 New Roman 关键词 宋体5号，加粗 正文 宋体5号，1.5倍行距 一级标题 宋体4号加粗，1.5倍行距 二、三级标题 2.12.1.1均为宋体4号，加粗