[發明專利]一種廢水中重金屬離子旋流強化萃取方法及其裝置

有效

• 申請號: 201410175459.5
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN103922499A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 盧浩;楊強;彭昌軍;許蕭;王朝陽;劉夢瑩;車佳寧;吳蔚閎
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C02F9/02
• 分類號: C02F9/02;C02F1/26;C02F1/62
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 胡紅芳

1.一種廢水中重金屬離子旋流強化萃取方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：含重金屬離子的廢水與有機萃取劑分別經由各自的動力單元，按一定壓力和流量比例，先進入旋流預混合萃取單元，受到所述旋流預混合萃取單元中旋流剪切力的乳化混合作用，然后進入螺旋靜態混合萃取單元，通過所述螺旋靜態混合萃取單元中內部螺旋元件進行切割、剪切、分流、旋轉和重新匯合，使得有機萃取劑乳化、良好分散混合并充分萃取所述重金屬；

步驟2：步驟1中經過萃取后的混合液體進入旋流萃取分離單元，在所述旋流萃取分離單元中進行二次萃取及不相溶的兩相的快速分離；兩相分離后，含有萃取劑的比重大于水的有機相從底流口流出回收，凈化水相從溢流口流出單元。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述凈化水相和所述有機相中的萃取劑按如下方法進行深度分離：

從溢流口流出的所述凈化水相進入深度聚結分離凈化單元，分別流經高效波紋板聚結分離段和親油纖維深度聚結分離段，使得所述凈化水相中夾帶的少量萃取劑深度分離，得到再次凈化的水相；

含有大量萃取劑的從底流口流出的所述有機相進入深度聚結分離回收單元，分離后的萃取劑通過收集器回收利用，分離后的水返回含重金屬廢水動力單元入口，再次進入裝置中循環，直至飽和后；所述深度聚結分離回收單元中的高效波紋板聚結分離段與親油纖維聚結分離段不直接連通。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1中所述有機萃取劑與含重金屬離子的廢水的體積流量比為0.1～5％，廢水中重金屬離子濃度為0.1～1000ppm。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述底流口萃取劑回收率為90～99％，操作壓降為0.1～0.2MPa。

5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述再次凈化的水相從所述深度聚結分離凈化單元的水出口流出，進入二次凈化單元；所述二次凈化單元選自膜過濾分離裝置、多孔吸附分離裝置或磁分離裝置。

6.一種實現如權利要求1至5中任一所述方法的裝置，其特征在于，所述裝置包括依次連接的旋流預混合萃取單元、螺旋靜態混合萃取單元、旋流萃取分離單元、深度聚結分離回收單元、深度聚結分離凈化單元；

其中，所述旋流預混合萃取單元包括兩個對稱的進水口和兩個對稱的萃取劑入口、乳化混合萃取腔和軸向排出管，含重金屬離子的廢水和萃取劑以一定壓力和流量比由各自切向進口進入所述乳化混合萃取腔中進行初步乳化混合和萃取，混合后液體通過軸向排出管排出并進入與所述旋流預混合萃取單元串聯的所述螺旋靜態混合萃取單元；

所述螺旋靜態混合萃取單元由扭向交替變化的螺旋片組成，在此完成萃取劑的進一步乳化混合萃取工作；

所述旋流萃取分離單元是液-液分離水力旋流器，設有兩個對稱入口、用以排出分離后廢水的溢流口以及用以排出分離后的萃取劑的底流口；

所述深度聚結分離凈化單元包括高效波紋板聚結分離段和深度纖維聚結分離段兩段聯通的筒體，所述深度聚結分離凈化單元的入口設有布液器以使流體流場穩定，出口設有萃取劑收集器，方便萃取劑聚集回收；

所述深度聚結分離回收單元包括高效波紋板聚結分離段和深度纖維聚結分離段，且該兩個分離段不直接連通；兩個分離段分別在其入口設有布液器、在出口設有萃取劑收集器；流體先經過此處的高效波紋板聚結分離段，分離后的廢水再進入此處的深度纖維聚結分離段。

7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括二次凈化單元，該單元選自膜過濾分離裝置、多孔吸附分離裝置或磁分離裝置，對深度聚結分離凈化單元流出的凈化水進行二次凈化。

8.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述液-液分離水力旋流器為雙切向入口，是單一或者多個并聯設置。

9.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述深度聚結分離回收單元還包括聚結材料，所述萃取劑收集器分別設有液位計。