CN101357794B

CN101357794B - 含六价铬废水的离子交换法处理工艺

Info

Publication number: CN101357794B
Application number: CN2008101569103A
Authority: CN
Inventors: 郑宏
Original assignee: Co Ltd Of Surface And Interface Chemical Engineering Technology Research Center
Current assignee: Co., Ltd. of Surface and Interface Chemical Engineering Technology Research Center,
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2028-09-19
Also published as: CN101357794A

Abstract

本发明公开了一种含六价铬废水的离子交换法处理工艺，它将废水调pH值、吸附、再生、维护和Cr ⁶⁺离子的回收相结合，实现了含铬废水中的Cr ⁶⁺离子自动化处理，本发明工艺的自动化程度高，处理效果好，可应用于大规模水处理；除铬柱设计成三柱或多柱，各离子交换柱之间设有可调节pH值的中间槽，在两柱或多柱串联工作时，中间过程可以调节pH值，使废水处理效果更好，可以克服常规离子交换过程中，由于离子浓度的变化产生的pH变化，从而造成树脂对离子的吸附能力下降的问题；出水水质可稳定保持Cr ⁶⁺<0.5mg/L；离子交换树脂可以得到有效维护，可长期稳定工作；再生液可回收，节约资源。

Description

含六价铬废水的离子交换法处理工艺

技术领域

本发明涉及一种废水的处理工艺，具体涉及一种含六价铬废水的离子交换法处理工艺。

背景技术

含六价铬废水广泛存在于电镀、冶金生产领域，不仅造成资源的损失，而且造成严重的环境污染。因此含六价铬废水的排放受到严格控制。离子交换法是处理含铬废水的有效方法之一，相比其他处理方法具有处理成本低，可回收六价铬的优点，但是目前的处理***和工艺存在自动化程度低，树脂的再生和维护操作复杂，不适合大规模的废水处理，特别是废水中同时存在三价铬，对树脂的污染严重的问题一直没有有效的解决手段。因此用离子交换法处理含铬废水目前无法实现广泛和大规模应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能进行广泛和大规模使用的离子交换法处理含六价铬废水的工艺，以实现含六价铬废水中的Cr⁶⁺离子的自动化处理。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种含六价铬废水的离子交换法处理工艺，包括如下步骤：

(1)将含六价铬废水经物理净化处理合格后送入pH调节池，调pH值至1～6，pH值优选2～5；

(2)废水送入n-1根串联的离子交换柱吸附Cr⁶⁺离子，n取3～10中的自然数，相邻两根离子交换柱之间设有可调节pH值的中间槽，保持pH值在1～6，pH值优选2～5，这样可使废水处理效果更好，可以克服常规离子交换过程中，由于离子浓度的变化产生的pH变化，从而造成树脂对离子的吸附能力下降的问题；第n-1根离子交换柱的出水口检测Cr⁶⁺离子的浓度，第n-1根离子交换柱的出水口流出的液体即为Cr⁶⁺离子达到排放标准的废水；

(3)当第n-1根离子交换柱的出水口的Cr⁶⁺离子浓度达到0.5mg/L时，

将第1根离子交换柱与其它n-2根离子交换柱断开；

第n根离子交换柱与其它n-2根离子交换柱串联(其它n-2根离子交换柱即为第1根离子交换柱除外的其它离子交换柱)，第2根离子交换柱变为第1根离子交换柱，第3根离子交换柱变为第2根离子交换柱，以此类推，直至第n根离子交换柱变为第n-1根离子交换柱，返回步骤(2)；

同时，原始第1根离子交换柱进行pH调节池—除铬柱—pH调节池的循环吸附以保证树脂尽可能吸附饱和以提高树脂利用率，最大循环吸附时间按下式计算：循环时间T＝η×树脂穿漏时间T₁-树脂再生时间T₂，η取0.6～1；循环吸附结束后，将原始第1根离子交换柱按如下程序进行再生：排空柱中水至pH调节池—碱液洗柱后排入再生液槽—柱中剩余碱液反抽到稀碱槽—用水清洗柱—清洗水排入pH调节池—酸液循环洗柱，再生完全的原始第1根离子交换柱变为第n根离子交换柱待用。

此外，因长期工作导致树脂污染，当离子交换柱中的树脂的工作交换容量下降到原值的0.8时，启动如下树脂维护程序：单根离子交换柱再生程序—维护液循环打入单根离子交换柱2～12小时—用水清洗柱—清洗水排入pH调节池—酸液循环洗柱1～2小时，按照此程序依次维护每根离子交换柱。其中，当树脂轻度污染时，所述的维护液包含如下重量百分比的组分：8～16％盐酸，其余为去离子水；树脂重度污染时，即采用盐酸维护液无法使树脂恢复到最初的交换容量时，则为重度污染，此时需用含氧化剂的维护液，即包含如下重量百分比的组分：氯化钠10～25％，双氧水3～10％，氢氧化钠1～5％，其余为水。

上述n根离子交换柱装有大孔强碱性阴离子交换树脂，柱中空体积为柱体积的1/3，每个柱体设有树脂取样口，用于取样检测树脂的工作交换容量。

步骤(3)中，树脂再生所用的碱液为4～10％(w/w)的氢氧化钠，所述的酸液为1～10％(w/w)的盐酸。

步骤(3)中，碱液洗柱过程以1倍床体积/h的速度洗柱。

步骤(3)中，再生液中的Na₂CrO₄，经阳离子交换树脂处理后成为H₂CrO₄进行再利用或进一步加工回收固体Na₂Cr₂O₇。

循环吸附时间按下式计算：最长循环时间T＝η×树脂穿漏时间T₁-树脂再生时间T₂，η取0.6～1。

其中树脂再生时间T₂＝柱水排空时间+再生时间+清洗时间+酸洗循环时间＝柱水排空时间+N₁×树脂体积÷再生流速+柱水排空时间+N₂×树脂体积÷清洗流速+N₃×树脂体积÷酸洗流速，通常N₁取2～4，N₂取3～12，N₃取3～6。通常再生流速取1～4倍床体积/h，清洗流速取3～6床体积/h，酸洗树脂流速取3～6倍床体积/h。可根据废水中Cr⁶⁺的浓度、循环流量、树脂量和树脂的交换容量，确定实际的循环时间，原则上只要尽可能保证树脂能充分饱和即可，如果考虑要回收Cr⁶⁺，为了保证回收Cr⁶⁺的浓度和纯度，则树脂的饱和度要尽可能高，在这种情况下，实测树脂的饱和度和需要的循环时间是必要的，但是无论何种情况，循环时间不能超过最长循环时间T₂。树脂的饱和度按如下方法确定，相同时间点，当交换柱出水中Cr⁶⁺的实测浓度和进水中实测浓度Cr⁶⁺的浓度相同时，饱和度为100％，如果进水Cr⁶⁺的实测浓度为A，而出水中Cr⁶⁺的实测浓度为0.9A，则饱和度为90％，以此类推。

其中，穿漏时间T₁测定：当废水中Cr⁶⁺浓度最大时，从交换柱进水时开始计时，至出现穿漏时时间为T₁。

本发明的含六价铬废水的离子交换法处理工艺采用在线Cr⁶⁺检测仪和可编程控制器(PLC)控制所有阀门、压力和流量的自动操作方式保证废水的处理质量和操作的安全性。

有益效果：本发明的含六价铬废水的离子交换法处理工艺具有如下优点：

1、自动化程度高，处理效果好，可应用于大规模水处理。

2、除铬柱设计成三柱或多柱，各离子交换柱之间设有可调节pH值的中间槽，在两柱或多柱串联工作时，中间过程可以调节PH值，使废水处理效果更好，可以克服常规离子交换过程中，由于离子浓度的变化产生的PH变化，从而造成树脂对离子的吸附能力下降的问题。

3、出水水质可稳定保持Cr⁶⁺<0.5mg/L。

4、离子交换树脂可以得到有效维护，可长期稳定工作。

5、再生液可回收，节约资源。

6、与目前常用的化学法处理含氰化物废水相比，还具有不需要向废水中加入化学药剂，处理后废水含盐率低，有利于废水回收利用的优点。

附图说明

图1为本发明的含六价铬废水的离子交换法处理工艺的装置示意图。

具体实施方式：

实施例1：

某电镀厂含铬废水水质见表1：

表1含铬废水污染物最高含量mg/L

废水种类	水量(m<sup>3</sup>/d)	pH	Cr<sup>6+</sup>	Cr<sup>3+</sup>	Cu<sup>2+</sup>	Ni<sup>2+</sup>	Zn<sup>2+</sup>	CN<sup>-</sup>
									含铬废水	100	0.5-0.7	150	30	10	8	6	5

经本发明工艺处理后的出水要求达到Cr⁶⁺浓度<0.5mg/L，具体设备及操作如下：

一、设备：

除铬柱：按三柱设计，单柱树脂体积为2m³，树脂为D301/D301T，交换柱材质为玻璃钢，树脂高度占全柱高度的2/3。总出水口设一台氰在线监测仪。交换柱的吸附、再生按自动化操作设计。

洗柱水槽：有效容积20m³，有液位控制器自动保持水位，泵3工作流速Q≥8m³/时。

稀碱槽：有效容积6m³，计量泵工作流速Q≥2m³/时，稀碱为4％NaOH，带液位控制器。

酸水槽：有效容积4m³，带液位控制器。

再生液槽：有效容积4m³，泵5工作流速Q≥4m³/时，带液位控制器。

循环槽1容积6m³，带液位控制，泵2工作流速Q≥4m³/时。

泵a、b、c、d有效工作流量≥5m³/h。

槽1、2、3有效容积≥4m³，带液位控制器，并装有pH监控仪。

二、工作流程说明：

废水用泵1送入除铬柱，输送泵的工作流量Q≥5m³/h。除铬柱设计成三柱，树脂采用大孔强碱性阴离子交换树脂，单柱树脂体积2m³，树脂上部空体积为树脂体积的1/3，每个柱体设树脂取样口。在输送泵出水口和除铬柱进水口之间设置压力表和流量计，控制压力表压不超过0.2MPA，必要时加装自动卸压回路。除铬柱出水口设置取样口。本***采用PLC自动控制操作方式，在***出水口设置在线自动比色分析仪控制出水中六价铬的含量，当除铬柱出现六价铬穿漏并且出水中六价铬的含量超标时(Cr⁶⁺<0.5mg/L)，在线自动比色分析仪通过PLC控制气动阀自动切换出水到pH调节池，同时打开另一个除铬柱的进水阀出水阀继续保持出水到后续处理工序。出现穿漏的除铬柱继续按pH调节池—除铬柱—pH调节池进行废水的循环以保证除铬树脂尽可能饱和以提高树脂利用率，循环时间按下式确定，循环时间＝树脂穿漏时间-树脂再生时间。树脂再生时间＝柱水排空时间+N₁×树脂体积÷再生流速+再生剂排空时间+N₂×树脂体积÷清洗流速+N₃×树脂体积÷酸洗流速＝0.3+3×2÷2+0.3+3×2÷8+2×2÷4＝5.35小时。N₁＝3，N₂＝3，N₃＝2。再生流速2m³/时，清洗流速8m³/时，酸洗树脂流速4m³/时。穿漏时间T₁测定：当废水中Cr⁶⁺浓度最大(150mg/L)时，从交换柱进水时开始计时，至出现穿漏时时间实测为T₁＝58小时，因此最长循环时间T＝0.8×58-5.35＝41.05小时，本实例实际循环时间设定为36小时。设定的循环时间达到时，显示报警，启动自动再生程序。再生剂采用4～10％的氢氧化钠，再生剂输送泵采用计量泵，计量泵1流速Q＝2m³/h。再生程序为：树脂饱和—柱中水反抽到pH调节池(0.3h)—计量泵开—碱液排入再生液槽(3h)—柱中碱液反抽到稀碱槽(0.3h)—计量泵关—泵3开—清水洗柱(1.5h)—泵3关—泵2开—酸性水循环洗柱(1h)—完成再生。再生过程按此流程设计成自动程序。酸性水采用pH1～6的盐酸，使用酸性水洗柱是为了下一次进废水时，防止初期废水和柱中水界面的pH值升高导致初期出水部分Cr⁶⁺以CrO₄ ^2-形式存在，使树脂吸附Cr⁶⁺能力下降，从而导致出水Cr⁶⁺超标。洗水储槽、稀碱槽和酸水槽安装自动液位控制器自动加料保持液位。当树脂的工作交换容量下降到原值的0.8时(取样测定)，启动树脂维护程序。维护程序为：树脂再生后—维护液泵2开—维护液返回循环槽并循环6小时—泵2关—泵3开(6m³清洗水)—清洗水排入pH调节/混合池—泵3关—泵2开—酸性水循环洗柱1小时—泵2关—完成维护。维护过程按此流程设计成自动程序。树脂轻度污染时维护液采用1～10％的盐酸，重度污染时采用如下配比的维护液：氯化钠10～25％，双氧水3～10％，氢氧化钠1～5％。树脂饱和后的再生液含10～13％的Na₂CrO₄，可循环利用。中间槽1、2、3中的废水由pH监控装置控制在pH1～3的范围内。

三、除铬柱自动化工作流程说明：

柱1、柱2、柱3分别为除铬柱1、除铬柱2、除铬柱3。来自含铬废水集水池的含铬废水经预处理除去固体杂质后进入pH调节池，按如下步骤和程序处理：

1、吸附：泵1开，阀2开，阀28开，含铬废水从pH调节池经泵1、阀2进入柱1，然后经阀28进入槽2。流量调节阀52开，使废水流量保持在5m^3/h，也可采用变频器代替流量自动调节阀63控制泵1，保持废水进水流量。废水流入后，槽2液位上升，当槽2液位到上限，泵b开(由槽2中的液位计控制)，阀5开，阀32开，废水从槽2经泵b、阀5进入柱2，然后通过阀32，经Cr⁶⁺在线检测器检测达到控制指标(Cr⁶⁺浓度≤0.5mg/L)后，排入除铬后废水中间池，即柱1和柱2串联运行。

2、柱1柱2进水切换：经过一段时间后，随着离子交换柱吸附量的增加，柱2将出现Cr⁶⁺离子穿漏，当设在出水口的Cr⁶⁺在线检测器检测出水中Cr⁶⁺离子浓度超标时(Cr⁶⁺浓度≥0.5mg/L)，阀2关，阀6开，阀29开，废水进水由柱1切换到柱2，即由泵1经阀6进入柱2，再经阀29进入槽3。同时阀5关，阀32关，柱2停止外排废水，泵b停，阀28关，柱1停止向槽2排水。废水进入槽3后，槽3液位上升，当槽3液位到上限，阀9开，阀33开，泵c开(由槽3中的液位计控制)，废水从槽3经泵c、阀9进入柱3，然后通过阀33，经Cr⁶⁺在线检测器检测达到控制指标(Cr⁶⁺浓度≤0.5mg/L)后，排入除铬后废水中间池，即柱2和柱3串联运行。

3、柱1废水循环：当废水进水由柱1切换到柱2的同时，阀55开，泵1-1开，阀47开，阀25开，阀54开，废水从pH调节池经阀55、泵1-1、阀47、柱1、阀25、阀54返回pH调节池，进行循环，在规定的循环时限内使柱1继续吸附Cr⁶⁺离子，以提高树脂的利用率。到达规定的循环时限T，阀53开，阀55关，阀51开，阀54关，阀47关，阀34开(放空)，柱1中的废水从柱1经阀25、阀53、泵1-1、阀51、反抽到pH调节池。当柱1液位下降到下限(柱1中装有液位控制器)，即柱中水排空后，泵1-1停，阀34关，阀53关，阀51关，阀25关，柱1废水循环结束，进入柱1再生步骤。

4、柱1再生：阀44开，阀14开，阀34开，计量泵开，5％液碱从稀碱槽经计量泵、阀44、阀14进入柱1，然后经阀34流入再生液槽。计量泵限位到，阀44关，阀14关，停止向柱1输送5％液碱。阀19开，泵d开，柱1中碱液经阀19、泵d被反抽到稀碱槽，柱中碱液排空后，泵d关(由柱1中液位控制器控制)，阀19关闭，阀34关闭。阀43开，阀3开，阀22开，泵3开(计时90分钟)，洗柱水从洗柱水槽经泵3、阀43、阀3进入柱1，并经阀22排入PH调节池。泵3计时90分钟到，泵3关，阀3关，阀22关闭，阀43关，柱1水洗完成。柱1水洗完成后，阀57开、阀41开，阀42开，阀13开，阀4开，泵2开，pH2-4的酸性水从酸水槽经阀57、阀41、泵2、阀13、柱1、阀4、阀42返回酸水槽，进行循环，酸水循环1小时后，泵2关，阀41关，阀42关，阀13关，阀4关，阀57关，柱1再生完成。

5、柱2柱3进水切换：经过一段时间后，随着离子交换柱吸附量的增加，柱3出水将出现离子Cr⁶⁺穿漏，当设在出水口的Cr⁶⁺在线检测器检测出水中Cr⁶⁺离子浓度超标时(Cr⁶⁺浓度≥0.5mg/L)，阀6关，阀10开，阀30开，废水进水由柱2切换到柱3，即由泵1经阀10进入柱3，再经阀30进入槽1。同时阀9关，阀33关，柱3停止外排废水，泵c停，阀29关，柱2停止向槽3排水。废水进入槽1后，槽1液位上升，当槽1液位到上限，阀1开，阀31开，泵a开(由槽1中的液位计控制)，废水从槽1经泵a、阀1进入柱1，然后通过阀31，经Cr⁶⁺在线检测器检测达到控制指标(Cr⁶⁺浓度≤0.5mg/L)后，排入除铬后废水中间池，即柱3和柱1串联运行。

6、柱2废水循环：当废水进水由柱2切换到柱3的同时，阀55开，泵1-1开，阀46开，阀26开，阀54开，废水从pH调节池经阀55、泵1-1、阀46、柱2、阀26、阀54返回pH调节池，进行循环，在规定的循环时限内使柱2继续吸附Cr⁶⁺离子。到达规定的循环时限T，阀53开，阀55关，阀51开，阀54关，阀46关，阀35开(放空)，柱2中的废水从柱2经阀26、阀53、泵1-1、阀51、反抽到pH调节池。当柱2液位下降到下限(柱2中装有液位控制器)，即柱中水排空后，泵1-1停，阀35关，阀53关，阀51关，阀26关，柱2废水循环结束，进入柱2再生步骤。

7、柱2再生：阀44开，阀16开，阀35开，计量泵开，5％液碱从稀碱槽经计量泵、阀44、阀16进入柱2，然后经阀35流入再生液槽。计量泵限位到，阀44关，阀16关，停止向柱2输送5％液碱。阀20开，泵d开，柱2中碱液经阀20、泵d被反抽到稀碱槽，柱中碱液排空后，泵d关(由柱2中液位控制器控制)，阀20关闭，阀35关闭。阀43开，阀7开，阀23开，泵3开(计时90分钟)，洗柱水从洗柱水槽经泵3、阀43、阀7进入柱2，并经阀23排入PH调节池。泵3计时90分钟到，泵3关，阀7关，阀23关闭，阀43关，柱2水洗完成。柱2水洗完成后，阀57开、阀41开，阀42开，阀15开，阀8开，泵2开，PH2-4的酸性水从酸水槽经阀57、阀41、泵2、阀15、柱2、阀8、阀42返回酸水槽，进行循环，酸水循环1小时后，泵2关，阀41关，阀42关，阀15关，阀8关，阀57关，柱2再生完成。

8、柱3柱1进水切换：经过一段时间后，随着离子交换柱吸附量的增加，柱1出水将出现离子Cr⁶⁺穿漏，当设在出水口的Cr⁶⁺在线检测器检测出水中Cr⁶⁺离子浓度超标时(Cr⁶⁺浓度≥0.5mg/L)，阀10关，阀1开，阀28开，废水进水由柱3切换到柱1，即由泵1经阀2进入柱1，再经阀28进入槽2。同时阀1关，阀31关，柱1停止外排废水，泵a停，阀30关，柱3停止向槽1排水。废水进入槽2后，槽2液位上升，当槽2液位到上限，阀5开，阀32开，泵b开(由槽2中的液位计控制)，废水从槽2经泵b、阀5进入柱2，然后通过阀32，经Cr⁶⁺在线检测器检测达到控制指标(Cr⁶⁺浓度≤0.5mg/L)后，排入除铬后废水中间池，即柱1和柱2串联运行。

9、柱3废水循环：当废水进水由柱3切换到柱1的同时，阀55开，泵1-1开，阀45开，阀27开，阀54开，废水从pH调节池经阀55、泵1-1、阀45、柱3、阀27、阀54返回pH调节池，进行循环，在规定的循环时限内使柱3继续吸附Cr⁶⁺离子。到达规定的循环时限T，阀53开，阀55关，阀51开，阀54关，阀45关，阀36开(放空)，柱3中的废水从柱3经阀27、阀53、泵1-1、阀51、反抽到pH调节池。当柱3液位下降到下限(柱3中装有液位控制器)，即柱中水排空后，泵1-1停，阀36关，阀53关，阀51关，阀27关，柱3废水循环结束，进入柱3再生步骤。

10、柱3再生：阀44开，阀18开，阀36开，计量泵开，5％液碱从稀碱槽经计量泵、阀44、阀18进入柱3，然后经阀36流入再生液槽。计量泵限位到，阀44关，阀18关，停止向柱3输送5％液碱。阀21开，泵d开，柱3中碱液经阀21、泵d被反抽到稀碱槽，柱中碱液排空后，泵d关(由柱3中液位控制器控制)，阀21关闭，阀36关闭。阀43开，阀11开，阀24开，泵3开(计时90分钟)，洗柱水从洗柱水槽经泵3、阀43、阀11进入柱3，并经阀24排入PH调节池。泵3计时90分钟到，泵3关，阀11关，阀24关闭，阀43关，柱3水洗完成。柱3水洗完成后，阀57开、阀41开，阀42开，阀17开，阀12开，泵2开，PH2-4的酸性水从酸水槽经阀57、阀41、泵2、阀17、柱3、阀12、阀42返回酸水槽，进行循环，酸水循环1小时后，泵2关，阀41关，阀42关，阀17关，阀12关，阀57关，柱3再生完成。

11、继续重复执行2-10的步骤。

12、酸水槽酸性水排放和更换：酸性废水使用数次后，pH值会升高，并含有一些杂质离子，一般使用3-6次需要更换。此时，采用手动指令。阀41关，阀47开，阀38开，泵2启动，废酸性水从酸水槽经阀47、泵2、阀38排入PH调节池，当酸水槽液位下降到下限，泵2关闭，阀38关。废酸性水排空后，开始补充新鲜的酸性水，此时清水阀开，酸水槽液位上升到上限，清水阀关，搅拌电机开，阀37开，泵4开，8％的盐酸从稀盐酸储槽经泵4、阀37加入酸水槽，当PH监控仪(控制泵4)监测到酸性水的PH值在1-2，泵4关，阀37关，槽酸性水排放和更换

13、停机步骤：设备长期不用或长时间维修(大修)时，按下列步骤执行停机程序。(1)中间槽清空：手动指令，阀48，49，50同时打开，泵a，b，c，启动，废水从槽1，2，3，经阀48，49，50，泵a，b，c排入含铬废水集水池。废水排放后，槽1，2，3液位分别到达下限时，泵a，b，c关闭，阀48，49，50关。(2)柱中水清空：手动指令，阀53开，阀51开，阀34、35、36开(进气)。阀25、26、27开，泵1-1启动，柱中废水分别经阀25、26、27，阀53，泵1-1，阀51，返回PH调节池。当柱1、柱2、柱3液位到达下限，阀25、26、27关，泵1-1关，阀51关，阀53关，阀34、35、36关。(3)柱再生：手动指令，按步骤4、7、10程序分别执行，根据停机实际情况对正在工作的两个柱子进行再生。(4)***归零：***回归原始状态。

14、树脂维护工作：经过一段时间运行后，树脂会有一定程度的污染，因此必须对树脂进行维护，以恢复树脂的交换能力。在维护开始前，树脂先要进行再生。采用手动指令，程序自动执行的方式。程序为：①柱1维护，阀56开，泵2开，阀41开，阀13开，阀4开，阀58开，维护液从循环槽经阀56、泵2、阀41、阀13、柱1、阀4、阀58返回循环槽，进行循环，循环6小时后，阀56、泵2、阀41、阀58关闭。维护液循环结束后，阀40开，阀43开，泵3开，洗柱水从洗柱水槽经泵3、阀43、阀13进入柱1，对柱1进行清洗，清洗废水经柱1、阀4、阀40排入含铬废水集水池，清洗2小时后，泵3停，阀43关，阀40关，柱1水洗完成。柱1水洗完成后，阀57开、阀41开，阀42开，泵2开，PH2-4的酸性水从酸水槽经阀57、阀41、泵2、阀13、柱1、阀4、阀42返回酸水槽，进行循环，酸水循环1小时后，泵2关，阀41关，阀42关，阀13关，阀4关，阀57关，柱1维护完成。②柱2维护，阀56开，泵2开，阀41开，阀15开，阀8开，阀58开，维护液从循环槽经阀56、泵2、阀41、阀15、柱2、阀8、阀58返回循环槽，进行循环，循环6小时后，阀56、泵2、阀41、阀58关闭。维护液循环结束后，阀40开，阀43开，泵3开，洗柱水从洗柱水槽经泵3、阀43、阀15进入柱2，对柱2进行清洗，清洗废水经柱2、阀8、阀40排入含铬废水集水池，清洗2小时后，泵3停，阀43关，阀40关，柱2水洗完成。柱2水洗完成后，阀57开、阀41开，阀42开，泵2开，PH2-4的酸性水从酸水槽经阀57、阀41、泵2、阀15、柱2、阀8、阀42返回酸水槽，进行循环，酸水循环1小时后，泵2关，阀41关，阀42关，阀15关，阀8关，阀57关，柱2维护完成。③柱3维护，阀56开，泵2开，阀41开，阀17开，阀12开，阀58开，维护液从循环槽经阀56、泵2、阀41、阀17、柱3、阀12、阀58返回循环槽，进行循环，循环6小时后，阀56、泵2、阀41、阀58关闭。维护液循环结束后，阀40开，阀43开，泵3开，洗柱水从洗柱水槽经泵3、阀43、阀17进入柱3，对柱3进行清洗，清洗废水经柱3、阀12、阀40排入含铬废水集水池，清洗2小时后，泵3停，阀43关，阀40关，柱3水洗完成。柱3水洗完成后，阀57开、阀41开，阀42开，泵2开，PH2-4的酸性水从酸水槽经阀57、阀41、泵2、阀17、柱3、阀12、阀42返回酸水槽，进行循环，酸水循环1小时后，泵2关，阀41关，阀42关，阀17关，阀12关，阀57关，柱3维护完成。

15、循环槽废维护液排放：手动指令，阀56开、阀38开、泵2开，废维护液从循环槽经阀56、泵2、阀38排入含铬废水集水池。废维护液排放后，循环槽1液位下降到下限，泵2关、阀38关、阀56关。

16、再生液槽中再生液的处理：再生液为含Cr⁶⁺30～40g/L的Na₂CrO₄碱性水溶液，再生液槽中再生液液位到达上限后由泵5自动送入回收工序处理，回收铬酸。

Claims

1.一种含六价铬废水的离子交换法处理工艺，其特征在于该方法包括如下步骤：

(1)将含六价铬废水送入pH调节池，调pH值至1～6；

(2)废水送入n-1根串联的离子交换柱吸附Cr⁶⁺离子，n取3～10中的自然数，相邻两根离子交换柱之间设有可调节pH值的中间槽，保持pH值在1～6，第n-1根离子交换柱的出水口检测Cr⁶⁺离子的浓度，第n-1根离子交换柱的出水口流出的液体即为Cr⁶⁺离子达到排放标准的废水；

将第1根离子交换柱与其它n-2根离子交换柱断开；

第n根离子交换柱与其它n-2根离子交换柱串联，第2根离子交换柱变为第1根离子交换柱，第3根离子交换柱变为第2根离子交换柱，以此类推，直至第n根离子交换柱变为第n-1根离子交换柱，返回步骤(2)；

同时，原始第1根离子交换柱进行pH调节池—除铬柱—pH调节池的循环吸附，最大循环吸附时间按下式计算：循环时间T＝η×树脂穿漏时间T₁-树脂再生时间T₂，η取0.6～1；循环吸附结束后，将原始第1根离子交换柱按如下程序进行再生：排空柱中水至pH调节池—碱液洗柱后排入再生液槽—柱中剩余碱液反抽到稀碱槽—用水清洗柱—清洗水排入pH调节池—酸液循环洗柱，再生完全的原始第1根离子交换柱变为第n根离子交换柱待用。

2.根据权利要求1所述的含六价铬废水的离子交换法处理工艺，其特征在于上述n根离子交换柱装有大孔强碱性阴离子交换树脂。

3.根据权利要求1所述的含六价铬废水的离子交换法处理工艺，其特征在于步骤(3)中树脂再生所用的碱液为4～10％(w/w)的氢氧化钠，所述的酸液为0.3～10％(w/w)的盐酸。

4.根据权利要求1所述的含六价铬废水的离子交换法处理工艺，其特征在于步骤(3)中碱液洗柱过程以1倍床体积/h的速度洗柱。

5.根据权利要求1所述的含六价铬废水的离子交换法处理工艺，其特征在于步骤(3)中再生液中的Na₂CrO₄，经阳离子交换树脂处理后成为H₂CrO₄进行再利用或进一步加工回收固体Na₂Cr₂O₇。

6.根据权利要求1所述的含六价铬废水的离子交换法处理工艺，其特征在于离子交换柱中的树脂的工作交换容量下降到原值的0.8时，启动如下树脂维护程序：单根离子交换柱再生程序—维护液循环打入单根离子交换柱2～12小时—用水清洗柱—清洗水排入pH调节池—酸液循环洗柱1～2小时，按照此程序依次维护每根离子交换柱。

7.根据权利要求6所述的含六价铬废水的离子交换法处理工艺，其特征在于树脂轻度污染时，所述的维护液包含如下重量百分比的组分：8～16％盐酸，其余为去离子水；树脂重度污染时，即采用盐酸维护液无法使树脂恢复到最初的交换容量时，则所述的维护液包含如下重量百分比的组分：氯化钠10～25％，双氧水3～10％，氢氧化钠1～5％，其余为去离子水。

8.根据权利要求1所述的含六价铬废水的离子交换法处理工艺，其特征在于该工艺采用在线Cr⁶⁺检测仪和可编程控制器控制所有阀门、压力和流量的自动操作方式。