[發明專利]一種電鍍漂洗廢水的處理方法

無效

• 申請號: 200910070736.5
• 申請日: 2009-10-09
• 公開（公告）號: CN101694007A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發明（設計）人: 王建友;董恒;盧會霞;王玉珍;王少明
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C25D21/20
• 分類號: C25D21/20;B01D61/46;C02F1/469;C02F103/16
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技術領域

本發明涉及一種電鍍漂洗廢水的處理方法，尤其是一種帶有雙極膜的電去離子凈水方法，屬于廢水治理技術。

背景技術

電鍍廢水是一種主要的重金屬廢水，其中80％以上的屬于電鍍漂洗廢水，其含重金屬離子的典型濃度為數十至上百mg·L^-1。傳統的重金屬廢水的處理方法有化學法(包括化學沉淀和電解法)、離子交換法，以及電滲析、反滲透等膜分離技術。化學法、電滲析和反滲透多用于處理含較高濃度重金屬離子的廢水，其產水水質仍然偏低，難以直接滿足工業排放標準，因而對于電鍍漂洗廢水的處理而言，還需要進行后續深度處理。此外，化學沉淀法還存在處理過程產生大量含重金屬污泥，從而導致二次污染的缺陷。

離子交換法是目前得到廣泛應用的水除鹽技術。它利用陰陽離子交換樹脂來吸附所處理水中的無機離子，能實現近乎100％的除鹽效果，因而也適用于以電鍍漂洗廢水為代表的重金屬廢水的處理。不過，工業應用中，離子交換系統復雜，投資較高，尤其是需要經常使用大量酸堿對離子交換樹脂進行頻繁化學再生，不僅消耗大量化學藥劑，而且產生很多廢酸廢堿，形成二次污染。

發明專利公開CN1683602描述了一種“用于電鍍生產線在線回收鎳金屬的裝置”。該裝置采用“兩級陽離子交換-陰離子交換-混床離子交換”的工藝對電鍍漂洗廢水進行純化，其陽離子交換柱再生液NiSO₄溶液可回用到鍍鎳槽。該工藝過程的實現需要使用大量硫酸、強堿液和NaCl等化學藥劑，產生的再生廢液仍需后續處理。

發明專利公開CN101176565則描述了一種離子交換法減除沙棘果汁原料中重金屬鉛含量的方法。該方法可以保持沙棘果原汁中主要的營養成分和口感，但是再生吸附劑的洗脫液變成含有鉛的重金屬稀溶液，成為二次污染物，仍需進一步凈化處理。

發明專利公開CN100999368描述了一種“回收重金屬廢水用的電去離子方法及裝置”，采用電去離子技術處理重金屬廢水。該發明的主要特征在于，電去離子膜堆的淡化室中分為上下兩部分，上部填充陽樹脂，下部則分層填充陰、陽樹脂。由于淡化室中的陰、陽離子會分別朝向正負電極方向遷移進入濃縮室，因此在同一個淡化室的上下不同部位設置這種單一的樹脂層段，雖然會促進相應的帶某一種電荷離子的遷移，但同時也會使該樹脂層中帶相反電荷的另一種離子遷移受到阻礙。這不僅增大了膜堆電阻，而且在濃縮室和電極室中容易形成重金屬氫氧化物結垢沉淀，不利于過程穩定運行。

因此，對于電鍍漂洗廢水等較低濃度重金屬廢水的處理，需要進一步開發新型高效、環境友好的處理技術，實現廢水安全處理的同時，將其中的有價金屬進行資源化回收利用。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型、高效的電去離子重金屬廢水處理方法與裝置，對電鍍漂洗廢水實現出水純化與重金屬離子的濃縮回收。本發明通過在膜堆中設置雙極離子交換膜(簡稱雙極膜)，從而利用雙極膜、陰陽離子交換膜與離子交換樹脂的適當填充方式，構造出一種新的特種分離電去離子過程。一方面，在雙極膜的兩側均設置淡化室，并在其中分別填充單一的陽樹脂和陰樹脂，從而分別去除原水中的陽離子和陰離子；另一方面，利用雙極膜在反向電壓作用下內部自發高效水解離反應的電化學特性，水解離產物H⁺和OH^-離子分別進入雙極膜兩側的淡化室，對其中填充的陽樹脂和陰樹脂實現高效動態再生，避免了H⁺和OH^-重新結合為水分子，從而最大程度地提高樹脂的動態再生速度和電流效率，強化離子傳遞。對于電鍍漂洗廢水等重金屬廢水的處理而言，本發明所提供的電去離子膜堆構造，較好地避免了重金屬離子與OH^-離子在電去離子膜堆內部的結合，從而消除了膜堆內部重金屬氫氧化物結垢危險，保證了處理過程的連續和穩定運行。

本發明的目的是通過如下的技術方案實現的：