[發明專利]一種處理重金屬廢水的工藝和裝置有效
| 申請號： | 201010155003.4 | 申請日： | 2010-04-26 |
| 公開（公告）號： | CN101830587A | 公開（公告）日： | 2010-09-15 |
| 發明（設計）人： | 王文華;馮詠梅;趙旗;韓曉麗;任萬忠;趙勝振;徐雪艷 | 申請（專利權）人： | 煙臺大學 |
| 主分類號： | C02F9/06 | 分類號： | C02F9/06;C02F1/44;C02F1/469;C02F1/62;C02F103/16 |
| 代理公司： | 濟南舜源專利事務所有限公司 37205 | 代理人： | 李浩成 |
| 地址： | 264005 山*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 處理 重金屬 廢水 工藝 裝置 | ||
技術領域
本發明廢水處理領域，涉及一種處理重金屬廢水的工藝和裝置，具體涉及一種用復合膜技術處理含重金屬廢水的工藝和設備。
背景技術
現代工業的快速發展產生了很多有害廢棄物，例如含重金屬的廢水等，如果將這些廢水排放到環境中會對生態造成嚴重的破壞，所以必須進行處理。產生含重金屬廢水的企業很多，如礦山、冶煉、電鍍、化工等行業，都有可能產生重金屬廢水。以電鍍為例，一般可以分為含鉻(Cr)廢水、含鎳(Ni)廢水、含鎘(Cd)廢水、含銅(Cu)廢水、含鋅(Zn)廢水、含金(Au)廢水、含銀(Ag)廢水等，一般情況下廢水呈酸性，除含重金屬外還有表面活性劑、光亮劑等，電鍍廢水的處理有化學沉淀法、中和沉淀法、硫化物沉淀法、螯合沉淀法、化學還原法、鐵氧體法、生物吸附法、生物沉淀法、離子交換法、膜分離法等，但已有的方法要么處理費用高，每噸廢水的處理成本遠高于自來水，要么處理后的廢水不能回用，不能滿足生產的要求。現在應用較多的方法是化學沉淀法，該方法將重金屬用絮凝劑絮凝沉降后排放，其沉淀物在排放填埋過程中還產生二次污染，因此研究新的電鍍廢水處理方法一直是科研工作者的目標。
已有采用反滲透膜技術處理和回收電鍍廢水的工藝(樓永通等，1200m3/d電鍍廢水膜法回收工程，膜科學與技術，2004，24(5)：43-46)，該工藝采用3級反滲透，可以實現廢水的循環使用，但其濃縮水的濃度僅為20g/L，遠低于電鍍槽的濃度，不能直接回用于電鍍槽，為此必須在反滲透之后加蒸發裝置，投資較大，操作麻煩。文獻：“鍍鎳廢水膜法濃縮回用工藝，陳鋒等，電鍍與環保，2007，27(5)：36-37”，采用3級反滲透只能將濃縮水濃度提高到12-16g/L，同樣需要蒸發濃縮。
EdI技術又稱為填充床電滲析技術，或者連續電去離子技術，其關鍵技術是在電滲析的淡室中加入離子交換樹脂，從而提高了電滲析的穩定性和出水的純度，如ZL03240411.5提供了一種分體組合式電去離子裝置；文獻“EDI工藝在純水制造中的應用”(徐海英，中國給水排水，2005，21(7)：95-97)介紹了EDI技術在制備超純水方面的應用。已有文獻提到采用EDI處理電鍍廢水，如：電去離子除鹽過程及其用于脫除水中銅離子的研究，(徐喧闊，天津大學畢業論文，2002年)，提供了一種處理含銅電鍍廢水的工藝，但該工藝因壽命等問題使其實際應用受到影響。文獻：“EDI回收酸性鍍銅漂洗廢水的試驗研究”(管山等，天津工業大學學報，2007，26(6)：25-27)介紹了EDI處理酸性鍍銅漂洗廢水的試驗的實驗結果，其濃縮水Cu2+達到1000mg/L，但在膜堆第二段濃縮室靠近出水口的陰膜表面有黑色的CuO結垢形成，這是由于：一方面水解離產生的OH-透過陰膜進入濃縮室，導致該位置處的OH-濃度較高，另一方面，由于濃差擴散層的存在，該位置又是Cu2+和OH-濃度較高之處，這些陰陽離子有結合的趨勢，如果局部位置處的Cu2+與OH-的離子積大于Cu(OH)2的溶度積，就會形成Cu(OH)2沉淀，局部的反應熱導致Cu(OH)2進一步分解為黑色的CuO，最終導致EDI膜堆失效。為解決此問題，該文獻提出采用2個EDI膜塊的方法，但這勢必增加了投資和能耗，經濟上不合理。該文獻還指出采用Na2SO4溶液作極水可以降低操作電壓。文獻“Electrodialytic?regeneration?of?ion?exchange?resin”(Johann?J，EigenbergerG，Chem?Ing?Tech，1993，65(1)：75～78)給出了采用硫酸為極水，處理回收含Cu2+廢水的工藝，“Electromembrane?process，Part?2.Applications”(Kuppinger?F?F，NeubrandW，Rapp?HJ，et?al，Chem?Ing?Tech，1995，67(6)：731～739)也介紹了一種回收銅的裝置，等等，文獻“EDI技術處理重金屬廢水的研究進展”(化工時刊，2008，22(3)：58-61)對近期EDI技術進行了綜述，其中還介紹了Sung通過將電流控制在一定范圍內，有效地防止了Cu(OH)2沉淀的生成和金屬銅的還原。在進水Cu2+質量濃度5mg/L、電流密度11mA/cm2條件下，出水Cu2+質量濃度低于0.4mg/L，濃縮液Cu2+質量濃度大于60mg/L。但該裝置進水濃度較低，僅為5mg/L，對于含金屬離子較多的廢水必須預先稀釋，或者作其他預處理。
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