HG/T 5169-2017
基本信息
标准号： HG/T 5169-2017
中文名称：离子交换技术处理重金属废水技术规范
标准类别：化工行业标准(HG)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准分类号
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出版信息
相关单位信息
标准简介
HG/T 5169-2017.Technical specification for ion-exchange technology for treatment of waste water containing heavy metals.
1范围
HG/T 5169规定了离子交换技术处理重金属废水系统的术语和定义、总体要求、污染物与污染负荷、工艺设计、主要工艺设备和材料、检测与过程控制、劳动安全与职业卫生以及运行与维护。
HG/T 5169适用于离子交换技术处理阳离子态重金属废水，特别是经过适当的化学处理后仍未达到排放标准的废水，可作为环境影响评价、环境保护设施设计与施工、环境建设项目验收和运行管理的技术依据。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 6920水质pH值的测定玻璃电极法
GB/T 7466水质总铬的测定
GB/T 7475水质铜、 锌、铅、镉的测定原 子吸收分光光度法
GB/T 11901水质悬浮物的测定重量法
GB/T 11912水质镍的测定火焰原子吸收分光光度法
GB/T 13659 001X7 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂
GB/T 14415工业循环冷却水和锅炉用水中固体物质的测定
GB/T 14424工业循环冷却水中余氯的测定
HJ 637水质石油类和动植物油类的测定红外分光光度法
HG/T 2164 D113 大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
离子交换 ion-exchange
利用离子交换剂中的离子与溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的。
1范围
HG/T 5169规定了离子交换技术处理重金属废水系统的术语和定义、总体要求、污染物与污染负荷、工艺设计、主要工艺设备和材料、检测与过程控制、劳动安全与职业卫生以及运行与维护。
HG/T 5169适用于离子交换技术处理阳离子态重金属废水，特别是经过适当的化学处理后仍未达到排放标准的废水，可作为环境影响评价、环境保护设施设计与施工、环境建设项目验收和运行管理的技术依据。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 6920水质pH值的测定玻璃电极法
GB/T 7466水质总铬的测定
GB/T 7475水质铜、 锌、铅、镉的测定原 子吸收分光光度法
GB/T 11901水质悬浮物的测定重量法
GB/T 11912水质镍的测定火焰原子吸收分光光度法
GB/T 13659 001X7 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂
GB/T 14415工业循环冷却水和锅炉用水中固体物质的测定
GB/T 14424工业循环冷却水中余氯的测定
HJ 637水质石油类和动植物油类的测定红外分光光度法
HG/T 2164 D113 大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
离子交换 ion-exchange
利用离子交换剂中的离子与溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的。
标准图片预览
标准内容
ICS71.100.4019.020
备案号：60581—2018
中华人民共和国化工行业标准
HG/T5169—2017
离子交换技术处理重金属废水
技术规范
Technical specification for ion-exchange technologyfor treatment of waste water containing heavy metals2017-11-07发布
2018-04-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由中国石油和化学工业联合会提出。HG/T5169—2017
本标准由全国化学标准化技术委员会水处理剂分技术委员会（SAC/TC63/SC5）归口。本标准起草单位：上海轻工业研究所有限公司、南京御水科技有限公司、中海油天津化工研究设计院有限公司、中国石油化工股份有限公司北京北化院燕山分院、天津正达科技有限责任公司。本标准主要起草人：王维平、俞东华、陈伟、霍莹、樊大勇、李琳、邵宏谦。1范围
离子交换技术处理重金属废水技术规范HG/T5169—2017
本标准规定了离子交换技术处理重金属废水系统的术语和定义、总体要求、污染物与污染负荷、工艺设计、主要工艺设备和材料、检测与过程控制、劳动安全与职业卫生以及运行与维护。本标准适用于离子交换技术处理阳离子态重金属废水，特别是经过适当的化学处理后仍未达到排放标准的废水，可作为环境影响评价、环境保护设施设计与施工、环境建设项目验收和运行管理的技术依据。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T6920
pH值的测定玻璃电极法
水质总铬的测定www.bzxz.net
GB/T7466
GB/T7475
铜、锌、铅、镉的测定原子吸收分光光度法水质
GB/T11901
GB/T11912
GB/T13659
GB/T14415
GB/T14424
水质悬浮物的测定重量法
水质镍的测定火焰原子吸收分光光度法001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂工业循环冷却水和锅炉用水中固体物质的测定工业循环冷却水中余氯的测定
HJ637水质
石油类和动植物油类的测定红外分光光度法D113大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂HG/T2164
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
离子交换ion-exchange
利用离子交换剂中的离子与溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的。3.2
离子交换树脂ion-exchangeresin采用化学合成方法制成的具有活性基团的高分子共聚物，能与溶液中相同电性的离子互相交换的离子交换剂。
HG/T5169—2017
再生regeneration
将一定浓度的再生剂流过失效的树脂层，使离子交换树脂恢复交换能力的过程。3.4
重金属废水wastewater containingheavymetals含有重金属离子的废水，主要重金属离子包括铬、镉、铅、镍、铜、锌等。3.5
阳离子态重金属cationicheavymetals以阳离子形态存在于废水中的重金属。4总体要求
4.1本标准的离子交换技术由pH预调节、过滤、离子交换、终端pH调节和再生五大部分构成，其中离子交换是本技术规范的核心部分，再生是恢复离子交换树脂交换功能的必要步骤，其他部分可以根据实际情况取舍。
4.2应根据废水的水质选择合适的离子交换树脂和工艺，必要时通过试验确定重金属的去除率。4.3应根据实际废水量确定设备的规模，并留有适当的余地，确保废水处理能力与废水产生量相适应。为防止意外发生，应考虑与废水量相适应的应急水池（槽）。4.4应确定离子交换树脂再生废水的处理方案，并同步实施。5污染物与污染负荷
本标准所涉及的污染物为废水中的重金属离子，主要重金属离子为3价铬（Cr3+）、镍（Ni2+）、铜（Cu2+）、锌（Zn2+）、镉（Cd2+）、铅（Pb2+）等，浓度符合进水要求。6工艺设计
6.1一般规定
6.1.1应选用对重金属阳离子具有交换能力的离子交换树脂，包括强酸性离子交换树脂、弱酸性离子交换树脂和螯合树脂。
6.1.2离子交换处理重金属废水宜采用双级离子交换器串联的方式连续处理。6.1.3离子交换树脂宜采用固定床逆流再生方式。6.1.4离子交换树脂再生参照附录A。2
6.2工艺流程
6.2.1工艺流程说明
6.2.1.1离子交换处理
HG/T5169—-2017
6.2.1.1.1经过化学处理的重金属废水作为离子交换系统的进水，先调节pH值至离子交换树脂的适用范围，然后通过过滤器去除固体悬浮物，废水中含有氧化剂时用还原剂将其还原，再先后经过串联的离子交换器A和B，重金属离子被离子交换树脂交换，出水浓度降低到排放限值以下，再经pH调节后排放。
6.2.1.1.2为了充分利用离子交换树脂的吸附容量以及保证出水水质，采用双交换器工艺，即离子交换器A十B串联运行，当A失效后（废水中任何一种重金属污染物的进、出水浓度相近或达到设定的失效值）A再生、B单独运行，A再生完成后B十A串联运行，B失效后B再生、A单独运行，B再生完成后恢复A十B串联运行，如此循环往复。6.2.1.1.3离子交换器A和B的切换方法，如下所述：a）A十B串联运行：Vi、V3、Vs阀门打开，其他阀门关闭。b）A再生，B单独运行：V2、Vs阀门打开，其他阀门关闭。c）B十A串联运行：V2、V4、V。阀门打开，其他阀门关闭。d）B再生，A单独运行：Vi、V4阀门打开，其他阀门关闭。6.2.1.1.4当离子交换器内的离子交换树脂失效后用酸进行再生，然后用碱将树脂转为钠型（选用强酸性离子交换树脂时此步骤可省却）。5工艺流程见图1。
6.2.1.1.5
酸再生剂
还原剂
经过化学处理
的重金属废水
pH调节
离字交
换器A
碱转型剂
清洗水
YL离子交
换器B
废水处理再生废水
图1离子交换处理工艺流程图
pH调节
达标排放
6.2.1.1.6为了保证废水处理效果，宜应用自动控制技术，实现废水处理过程的自动化。自动化内容包括pH自动调节、离子交换和再生过程的自动控制、液位自动控制等。设备的进、出水口应配置取样阀门，便于监测取样。
6.2.1.2再生废水处理
应对再生过程中产生的废水进行处理。再生废水可返回到离子交换之前的化学处理设施，按适当的比例混人待处理的重金属废水，与之一并进行化学处理。工艺流程见图2。3
HG/T5169—2017
6.2.2技术参数
重金属废水
化学处理系统
分批加入
经过化学处理
的重金属废水
再生废水
收集池（精）
再生废水处理工艺流程图
离子交换的主要技术参数以及参考值见表1。表1
工艺参数
处理水量
运行流速
再生剂/转型剂流速
树脂填充高度
再生剂浓度
基本计算公式
交换器有效直径计算：
式中：
离子交换系统
离子交换的主要技术参数以及参考值单位
参考值
根据每日废水量和每日有效
运行时间确定。
-交换器有效直径的数值，单位为米（m）；Q
设计处理水量的数值，单位为立方米每小时（m3/h）；运行流速的数值，单位为米每小时（m/h）。再生器截面积计算：
式中：
交换器截面积的数值，单位为平方米（m2）；交换器有效直径的数值，单位为米（m）。再生器柱体高度计算：
H=HR+HB
式中：
交换器柱体高度的数值，单位为米（m）；离子交换树脂填充高度的数值，单位为米（m）；备注
参照附录A选择。
直径大于1m的交换器，
高度宜大于1.2m。
参见附录A选择。
树脂膨胀、反洗预留高度的数值，单位为米（m）［取值为（0.6～0.9)HR，强酸树脂取低值，弱酸树脂取高值，整合树脂取中值]。6.2.3.4
树脂装载量计算：
式中：
VR=FHR
树脂装载量的数值，单位为立方米（m3）；交换器截面积的数值，单位为平方米（m\）；离子交换树脂填充高度的数值，单位为米（m）。再生剂用量计算：
式中：
再生剂用量的数值，单位为立方米（m2）；交换柱截面积的数值，单位为平方米（m2）：HR
离子交换树脂填充高度的数值，单位为米（m）；单位体积树脂的再生剂用量的数值，单位为（m3/m3）。6.2.4
进水水质指标
HG/T5169—2017
本规范的离子交换设备的进水应符合表2中规定的要求。废水温度范围应控制在5℃～40℃。表2进水污染物浓度
污染物名称
3价铬（Cr3+）
6价铬（Cr6+）
铅（Pbz+）
镍（Ni2+）
镉（Cd2+）
铜（Cu2+）
锌（Zn2+）
石油类
悬浮物
溶解性固体
进水污染物浓度（pH值除外)/(mg/L）1
强酸树脂1~14；弱酸树脂5~14：整合树脂5~14强酸树脂<500；弱酸树脂<1000；整合树脂<30006.2.4.2当废水中存在络合剂的情况下需要预先进行破络处理，破络工艺可以是氧化还原、络合置换、混凝沉淀等。
当废水中含有6价铬时，应将6价铬还原为3价铬。当废水中含有余氯、油、悬浮物和铁、铝、表面活性剂等会影响离子交换树脂性能的污染物质时，应预先去除。
HG/T5169—2017
6.2.5出水水质指标
应用离子交换技术处理后，出水水质应符合表3的要求。表3出水水质指标
污染物名称
主要工艺设备和材料
离子交换树脂选择
强酸性阳离子交换树脂
出水标准
≤0.5mg/L
≤o.1mg/L
≤0.1mg/L
≤0.01mg/L
≤0.3mg/L
≤1.0mg/L
适合含盐量较低的重金属废水，pH值适应范围宽，吸附容量较低。该类树脂的性能应符合GB/T13659。
7.1.2弱酸性阳离子交换树脂
适合含盐量中等的重金属废水，交换容量大，吸附性能和再生性能好，适用范围较广。该类树脂的性能应符合HG/T2164。
螯合树脂
适合较高排放标准的废水处理，此类型树脂对于重金属离子有更好的选择性吸附能力。7.1.4树脂预处理
树脂首次使用前应进行预处理。7.2离子交换柱材料选择
7.2.1碳钢内衬橡胶
直径大手1000mm的离子交换柱宜采用碳钢结构，内壁应衬能耐酸碱腐蚀的橡胶或其他防腐层，7.2.2环氧玻璃钢内衬聚乙烯（PE）直径小于500mm的交换柱宜用环氧玻璃钢结构，内壁应衬聚乙烯（PE）塑料。直径介于500mm～1000mm的离子交换柱可以根据实际需要选择钢结构或环氧玻璃钢结构。6
7.3管道材料选择
一般要求
HG/T5169—2017
与再生剂或再生清洗水接触的所有表面都应具备在温度50℃环境下耐受5mol/L以上浓度的盐酸或硫酸及氢氧化钠的性能。
7.3.2增强聚氯乙烯（UPVC）
离子交换设备的连接管路和管阀件应采用耐酸碱腐蚀的材料，推荐使用增强聚氯乙烯（UPVC)。7.3.3其他耐腐蚀管路
其他耐腐蚀管路也可用于离子交换设备，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS）、聚丙烯塑料（PP）、衬塑钢管等，使用者可以根据实际情况选择。8检测与过程控制
8.1检测
在设备调试和日常运行中需要对进水和每级交换器的出水按表3中的有关参数进行测试，以判断离子交换设备的运行状况、出水水质以及确定离子交换树脂的再生时间。水质测试按表4的标准执行。表4主要水质指标检测方法
铜、锌、铅、镉
石油类
悬浮物
溶解性固体
8.2过程控制
8.2.1pH预调节
检测标准
GB/T7475
铜、锌、铅、镉的测定
GB/T7466
GB/T11912
GB/T6920
GB/T11901
GB/T14424
GB/T14415
总铬的测定
原子吸收分光光度法
镍的测定
火焰原子吸收分光光度法
PH值的测定玻璃电极法
石油类和动植物油类的测定
红外分光光度法
悬浮物的测定
重量法
工业循环冷却水中余氧的测定
工业循环冷却水和锅炉用水中固体物质的测定当进水pH值偏离进水要求时应预先调节废水的pH值。强酸树脂pH值的适用范围是1～14；弱酸树脂pH值的适用范围是5～14；螯合树脂pH值的适用范围是5～14。8.2.2过滤
化学处理残余的悬浮物应通过过滤器予以去除，含量应降低到2mg/L以下。8.2.3离子交换
废水经过离子交换树脂处理后，出水水质应达到表3所列指标。HG/T5169—2017
8.2.4终端pH调节
离子交换系统出水pH值应达到6～9的排放标准范围。8.2.5再生
当离子交换设备第一个交换器出水中任何一种重金属污染物的浓度与进水浓度相近或达到设定的失效值时，应及时再生。
9劳动安全与职业卫生
离子交换再生过程使用浓度较高的酸和碱，使用本标准相关设备的单位必须根据一般化工操作规范制定安全防护和操作规程，防止人身伤害和环境污染事故发生。10运行与维护
10.1一般规定
10.1.1应制定详细的运行管理、维护保养制度和操作规程，各类设施、设备应按照设计的工艺要求使用。
10.1.2离子交换处理重金属废水设备的运行、维护及其安全，除应符合本标准外，还应符合国家现行有关标准的规定。
10.2运行管理
10.2.1运行管理人员及操作人员应经过严格培训，了解设备操作章程及各项设计指标。10.2.2各岗位应有安全操作规程等，并应示于明显部位。10.2.3各岗位的操作人员应按时做好运行记录，数据应准确无误。10.2.4应根据不同设备要求定期进行检查，保证设备的正常运行。10.2.5应定期进行取样分析水质，观察系统的性能以及确定离子交换树脂的再生时间，确保设备有效运行。
10.2.6水质取样应在废水处理设备的进口和每个交换器的出水口。10.3安全操作
10.3.1各岗位操作人员和维修人员应经过技术培训并考试合格后方可上岗。10.3.2
电源电压大于或小于额定电压的5%时，不应启动电机。10.3.3应按消防部门的有关规定设置消防器材。8
（资料性附录）
离子交换树脂再生参数
HG/T5169—2017
再生是恢复离子交换树脂吸附性能的重要步骤，当离子交换树脂失效后应根据树脂的类型参考表A。1所列参数进行再生。
离子交换树脂再生参数
树脂类型
再生剂种类
再生剂浓度/(mol/L）
再生剂用量/(m2/m2）
再生剂流速/（m/h）
转型剂种类
转型剂浓度/(mol/L）
转型剂用量/（m2/m2）
转型剂流速/（m/h）
强酸树脂
弱酸树脂
氢氧化钠
整合树脂
氢氧化钠
废水中可能存在钙等能与硫酸形成不溶性化合物的成分，推荐使用盐酸再生。单位树脂体积所需再生剂用量。固定床逆流再生。
强酸树脂无须转型。
单位树脂体积所需转型剂用量。固定床逆流转型。
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备案号：60581—2018
中华人民共和国化工行业标准
HG/T5169—2017
离子交换技术处理重金属废水
技术规范
Technical specification for ion-exchange technologyfor treatment of waste water containing heavy metals2017-11-07发布
2018-04-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由中国石油和化学工业联合会提出。HG/T5169—2017
本标准由全国化学标准化技术委员会水处理剂分技术委员会（SAC/TC63/SC5）归口。本标准起草单位：上海轻工业研究所有限公司、南京御水科技有限公司、中海油天津化工研究设计院有限公司、中国石油化工股份有限公司北京北化院燕山分院、天津正达科技有限责任公司。本标准主要起草人：王维平、俞东华、陈伟、霍莹、樊大勇、李琳、邵宏谦。1范围
离子交换技术处理重金属废水技术规范HG/T5169—2017
本标准规定了离子交换技术处理重金属废水系统的术语和定义、总体要求、污染物与污染负荷、工艺设计、主要工艺设备和材料、检测与过程控制、劳动安全与职业卫生以及运行与维护。本标准适用于离子交换技术处理阳离子态重金属废水，特别是经过适当的化学处理后仍未达到排放标准的废水，可作为环境影响评价、环境保护设施设计与施工、环境建设项目验收和运行管理的技术依据。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T6920
pH值的测定玻璃电极法
水质总铬的测定www.bzxz.net
GB/T7466
GB/T7475
铜、锌、铅、镉的测定原子吸收分光光度法水质
GB/T11901
GB/T11912
GB/T13659
GB/T14415
GB/T14424
水质悬浮物的测定重量法
水质镍的测定火焰原子吸收分光光度法001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂工业循环冷却水和锅炉用水中固体物质的测定工业循环冷却水中余氯的测定
HJ637水质
石油类和动植物油类的测定红外分光光度法D113大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂HG/T2164
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
离子交换ion-exchange
利用离子交换剂中的离子与溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的。3.2
离子交换树脂ion-exchangeresin采用化学合成方法制成的具有活性基团的高分子共聚物，能与溶液中相同电性的离子互相交换的离子交换剂。
HG/T5169—2017
再生regeneration
将一定浓度的再生剂流过失效的树脂层，使离子交换树脂恢复交换能力的过程。3.4
重金属废水wastewater containingheavymetals含有重金属离子的废水，主要重金属离子包括铬、镉、铅、镍、铜、锌等。3.5
阳离子态重金属cationicheavymetals以阳离子形态存在于废水中的重金属。4总体要求
4.1本标准的离子交换技术由pH预调节、过滤、离子交换、终端pH调节和再生五大部分构成，其中离子交换是本技术规范的核心部分，再生是恢复离子交换树脂交换功能的必要步骤，其他部分可以根据实际情况取舍。
4.2应根据废水的水质选择合适的离子交换树脂和工艺，必要时通过试验确定重金属的去除率。4.3应根据实际废水量确定设备的规模，并留有适当的余地，确保废水处理能力与废水产生量相适应。为防止意外发生，应考虑与废水量相适应的应急水池（槽）。4.4应确定离子交换树脂再生废水的处理方案，并同步实施。5污染物与污染负荷
本标准所涉及的污染物为废水中的重金属离子，主要重金属离子为3价铬（Cr3+）、镍（Ni2+）、铜（Cu2+）、锌（Zn2+）、镉（Cd2+）、铅（Pb2+）等，浓度符合进水要求。6工艺设计
6.1一般规定
6.1.1应选用对重金属阳离子具有交换能力的离子交换树脂，包括强酸性离子交换树脂、弱酸性离子交换树脂和螯合树脂。
6.1.2离子交换处理重金属废水宜采用双级离子交换器串联的方式连续处理。6.1.3离子交换树脂宜采用固定床逆流再生方式。6.1.4离子交换树脂再生参照附录A。2
6.2工艺流程
6.2.1工艺流程说明
6.2.1.1离子交换处理
HG/T5169—-2017
6.2.1.1.1经过化学处理的重金属废水作为离子交换系统的进水，先调节pH值至离子交换树脂的适用范围，然后通过过滤器去除固体悬浮物，废水中含有氧化剂时用还原剂将其还原，再先后经过串联的离子交换器A和B，重金属离子被离子交换树脂交换，出水浓度降低到排放限值以下，再经pH调节后排放。
6.2.1.1.2为了充分利用离子交换树脂的吸附容量以及保证出水水质，采用双交换器工艺，即离子交换器A十B串联运行，当A失效后（废水中任何一种重金属污染物的进、出水浓度相近或达到设定的失效值）A再生、B单独运行，A再生完成后B十A串联运行，B失效后B再生、A单独运行，B再生完成后恢复A十B串联运行，如此循环往复。6.2.1.1.3离子交换器A和B的切换方法，如下所述：a）A十B串联运行：Vi、V3、Vs阀门打开，其他阀门关闭。b）A再生，B单独运行：V2、Vs阀门打开，其他阀门关闭。c）B十A串联运行：V2、V4、V。阀门打开，其他阀门关闭。d）B再生，A单独运行：Vi、V4阀门打开，其他阀门关闭。6.2.1.1.4当离子交换器内的离子交换树脂失效后用酸进行再生，然后用碱将树脂转为钠型（选用强酸性离子交换树脂时此步骤可省却）。5工艺流程见图1。
6.2.1.1.5
酸再生剂
还原剂
经过化学处理
的重金属废水
pH调节
离字交
换器A
碱转型剂
清洗水
YL离子交
换器B
废水处理再生废水
图1离子交换处理工艺流程图
pH调节
达标排放
6.2.1.1.6为了保证废水处理效果，宜应用自动控制技术，实现废水处理过程的自动化。自动化内容包括pH自动调节、离子交换和再生过程的自动控制、液位自动控制等。设备的进、出水口应配置取样阀门，便于监测取样。
6.2.1.2再生废水处理
应对再生过程中产生的废水进行处理。再生废水可返回到离子交换之前的化学处理设施，按适当的比例混人待处理的重金属废水，与之一并进行化学处理。工艺流程见图2。3
HG/T5169—2017
6.2.2技术参数
重金属废水
化学处理系统
分批加入
经过化学处理
的重金属废水
再生废水
收集池（精）
再生废水处理工艺流程图
离子交换的主要技术参数以及参考值见表1。表1
工艺参数
处理水量
运行流速
再生剂/转型剂流速
树脂填充高度
再生剂浓度
基本计算公式
交换器有效直径计算：
式中：
离子交换系统
离子交换的主要技术参数以及参考值单位
参考值
根据每日废水量和每日有效
运行时间确定。
-交换器有效直径的数值，单位为米（m）；Q
设计处理水量的数值，单位为立方米每小时（m3/h）；运行流速的数值，单位为米每小时（m/h）。再生器截面积计算：
式中：
交换器截面积的数值，单位为平方米（m2）；交换器有效直径的数值，单位为米（m）。再生器柱体高度计算：
H=HR+HB
式中：
交换器柱体高度的数值，单位为米（m）；离子交换树脂填充高度的数值，单位为米（m）；备注
参照附录A选择。
直径大于1m的交换器，
高度宜大于1.2m。
参见附录A选择。
树脂膨胀、反洗预留高度的数值，单位为米（m）［取值为（0.6～0.9)HR，强酸树脂取低值，弱酸树脂取高值，整合树脂取中值]。6.2.3.4
树脂装载量计算：
式中：
VR=FHR
树脂装载量的数值，单位为立方米（m3）；交换器截面积的数值，单位为平方米（m\）；离子交换树脂填充高度的数值，单位为米（m）。再生剂用量计算：
式中：
再生剂用量的数值，单位为立方米（m2）；交换柱截面积的数值，单位为平方米（m2）：HR
离子交换树脂填充高度的数值，单位为米（m）；单位体积树脂的再生剂用量的数值，单位为（m3/m3）。6.2.4
进水水质指标
HG/T5169—2017
本规范的离子交换设备的进水应符合表2中规定的要求。废水温度范围应控制在5℃～40℃。表2进水污染物浓度
污染物名称
3价铬（Cr3+）
6价铬（Cr6+）
铅（Pbz+）
镍（Ni2+）
镉（Cd2+）
铜（Cu2+）
锌（Zn2+）
石油类
悬浮物
溶解性固体
进水污染物浓度（pH值除外)/(mg/L）1
强酸树脂1~14；弱酸树脂5~14：整合树脂5~14强酸树脂<500；弱酸树脂<1000；整合树脂<30006.2.4.2当废水中存在络合剂的情况下需要预先进行破络处理，破络工艺可以是氧化还原、络合置换、混凝沉淀等。
当废水中含有6价铬时，应将6价铬还原为3价铬。当废水中含有余氯、油、悬浮物和铁、铝、表面活性剂等会影响离子交换树脂性能的污染物质时，应预先去除。
HG/T5169—2017
6.2.5出水水质指标
应用离子交换技术处理后，出水水质应符合表3的要求。表3出水水质指标
污染物名称
主要工艺设备和材料
离子交换树脂选择
强酸性阳离子交换树脂
出水标准
≤0.5mg/L
≤o.1mg/L
≤0.1mg/L
≤0.01mg/L
≤0.3mg/L
≤1.0mg/L
适合含盐量较低的重金属废水，pH值适应范围宽，吸附容量较低。该类树脂的性能应符合GB/T13659。
7.1.2弱酸性阳离子交换树脂
适合含盐量中等的重金属废水，交换容量大，吸附性能和再生性能好，适用范围较广。该类树脂的性能应符合HG/T2164。
螯合树脂
适合较高排放标准的废水处理，此类型树脂对于重金属离子有更好的选择性吸附能力。7.1.4树脂预处理
树脂首次使用前应进行预处理。7.2离子交换柱材料选择
7.2.1碳钢内衬橡胶
直径大手1000mm的离子交换柱宜采用碳钢结构，内壁应衬能耐酸碱腐蚀的橡胶或其他防腐层，7.2.2环氧玻璃钢内衬聚乙烯（PE）直径小于500mm的交换柱宜用环氧玻璃钢结构，内壁应衬聚乙烯（PE）塑料。直径介于500mm～1000mm的离子交换柱可以根据实际需要选择钢结构或环氧玻璃钢结构。6
7.3管道材料选择
一般要求
HG/T5169—2017
与再生剂或再生清洗水接触的所有表面都应具备在温度50℃环境下耐受5mol/L以上浓度的盐酸或硫酸及氢氧化钠的性能。
7.3.2增强聚氯乙烯（UPVC）
离子交换设备的连接管路和管阀件应采用耐酸碱腐蚀的材料，推荐使用增强聚氯乙烯（UPVC)。7.3.3其他耐腐蚀管路
其他耐腐蚀管路也可用于离子交换设备，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS）、聚丙烯塑料（PP）、衬塑钢管等，使用者可以根据实际情况选择。8检测与过程控制
8.1检测
在设备调试和日常运行中需要对进水和每级交换器的出水按表3中的有关参数进行测试，以判断离子交换设备的运行状况、出水水质以及确定离子交换树脂的再生时间。水质测试按表4的标准执行。表4主要水质指标检测方法
铜、锌、铅、镉
石油类
悬浮物
溶解性固体
8.2过程控制
8.2.1pH预调节
检测标准
GB/T7475
铜、锌、铅、镉的测定
GB/T7466
GB/T11912
GB/T6920
GB/T11901
GB/T14424
GB/T14415
总铬的测定
原子吸收分光光度法
镍的测定
火焰原子吸收分光光度法
PH值的测定玻璃电极法
石油类和动植物油类的测定
红外分光光度法
悬浮物的测定
重量法
工业循环冷却水中余氧的测定
工业循环冷却水和锅炉用水中固体物质的测定当进水pH值偏离进水要求时应预先调节废水的pH值。强酸树脂pH值的适用范围是1～14；弱酸树脂pH值的适用范围是5～14；螯合树脂pH值的适用范围是5～14。8.2.2过滤
化学处理残余的悬浮物应通过过滤器予以去除，含量应降低到2mg/L以下。8.2.3离子交换
废水经过离子交换树脂处理后，出水水质应达到表3所列指标。HG/T5169—2017
8.2.4终端pH调节
离子交换系统出水pH值应达到6～9的排放标准范围。8.2.5再生
当离子交换设备第一个交换器出水中任何一种重金属污染物的浓度与进水浓度相近或达到设定的失效值时，应及时再生。
9劳动安全与职业卫生
离子交换再生过程使用浓度较高的酸和碱，使用本标准相关设备的单位必须根据一般化工操作规范制定安全防护和操作规程，防止人身伤害和环境污染事故发生。10运行与维护
10.1一般规定
10.1.1应制定详细的运行管理、维护保养制度和操作规程，各类设施、设备应按照设计的工艺要求使用。
10.1.2离子交换处理重金属废水设备的运行、维护及其安全，除应符合本标准外，还应符合国家现行有关标准的规定。
10.2运行管理
10.2.1运行管理人员及操作人员应经过严格培训，了解设备操作章程及各项设计指标。10.2.2各岗位应有安全操作规程等，并应示于明显部位。10.2.3各岗位的操作人员应按时做好运行记录，数据应准确无误。10.2.4应根据不同设备要求定期进行检查，保证设备的正常运行。10.2.5应定期进行取样分析水质，观察系统的性能以及确定离子交换树脂的再生时间，确保设备有效运行。
10.2.6水质取样应在废水处理设备的进口和每个交换器的出水口。10.3安全操作
10.3.1各岗位操作人员和维修人员应经过技术培训并考试合格后方可上岗。10.3.2
电源电压大于或小于额定电压的5%时，不应启动电机。10.3.3应按消防部门的有关规定设置消防器材。8
（资料性附录）
离子交换树脂再生参数
HG/T5169—2017
再生是恢复离子交换树脂吸附性能的重要步骤，当离子交换树脂失效后应根据树脂的类型参考表A。1所列参数进行再生。
离子交换树脂再生参数
树脂类型
再生剂种类
再生剂浓度/(mol/L）
再生剂用量/(m2/m2）
再生剂流速/（m/h）
转型剂种类
转型剂浓度/(mol/L）
转型剂用量/（m2/m2）
转型剂流速/（m/h）
强酸树脂
弱酸树脂
氢氧化钠
整合树脂
氢氧化钠
废水中可能存在钙等能与硫酸形成不溶性化合物的成分，推荐使用盐酸再生。单位树脂体积所需再生剂用量。固定床逆流再生。
强酸树脂无须转型。
单位树脂体积所需转型剂用量。固定床逆流转型。
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