[發明專利]一種利用電驅動及修飾膜去除工業廢水中重金屬離子的方法

在審

• 申請號: 202210858504.1
• 申請日: 2022-07-20
• 公開（公告）號: CN115072846A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 石紹淵;鞠培海;袁文靜;陳冬冬
• 申請（專利權）人: 中國科學院贛江創新研究院
• 主分類號: C02F1/469
• 分類號: C02F1/469;C02F1/28;C02F1/48;C02F101/22;C02F101/20
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 趙穎

本發明提供了一種利用電驅動及修飾膜去除工業廢水中重金屬離子的方法，所述方法包括：向工業廢水施加電場使重金屬離子定向遷移到修飾膜表面，同時在修飾膜的截留作用下選擇性吸附重金屬離子，使其富集在修飾膜?溶液界面；向工業廢水施加反向電場使修飾膜表面富集的重金屬離子解絡合與脫附，修飾膜得到再生；加入沉淀劑與脫附的重金屬離子進行沉淀固化脫除。本發明采用表面負載有功能基團的修飾膜?電驅動?利用電場再生相結合的新工藝，使重金屬離子富集在修飾膜?溶液界面，實現工業廢水中重金屬離子的深度脫除，并通過施加反向電場使吸附的重金屬離子發生解絡合的同時使修飾膜再生，可避免傳統吸附劑再生過程產生大量高鹽廢水的問題。

技術領域

本發明屬于工業廢水處理技術領域，尤其涉及一種利用電驅動及修飾膜去除工業廢水中重金屬離子的方法。

背景技術

礦山、冶煉、電解、電鍍、農藥、醫藥、油漆、顏料等企業排出的廢水通常含有重金屬離子，廢水中重金屬離子的種類、含量及存在形態隨不同生產企業而異。由于重金屬不能被分解破壞，而只能轉移它們的存在位置或轉變它們的物理和化學形態。

廢水中的重金屬離子可經化學沉淀處理后，溶解的重金屬離子轉變為難溶性化合物而沉淀下來，從水中轉移到污泥中。但這種方法對廢水中的重金屬離子去除不徹底，難以達到外排標準。含低濃度重金屬離子的廢水經離子交換處理后，廢水中的重金屬離子轉移到離子交換樹脂上，經再生后又從離子交換樹脂上轉移到再生液中。但樹脂再生過程會產生大量的高鹽廢水，仍需要進一步處理。

金屬離子可與帶有羧基、羥基和氨基及有機含硫、含磷高分子化合物等相互作用而被固定，形成不溶性“Metaplex球體”，且會釋放部分外部電荷吸引其他Metaplex和金屬絡合物，通過互相結合成絮體，形成小體積、高密度的含重金屬污泥，可在酸性條件下去除各種重金屬離子，包括鐵、銅、鎳、鈷、鋅、汞、鎘、鉛、金、銀、鉑、鉻、錫等，對鑭系、錒系金屬也能有效吸附。但這種方法會產生大量含重金屬和有機物的危險固廢。

CN113952849A公開了一種去除水中重金屬離子的膜吸附劑及其制備方法，所述方法對聚偏氟乙烯材料進行預處理改性并刮制成膜，經過活化后與富含含氮官能團的第三代聚酰胺-胺發生表面接枝反應，所得膜吸附劑具有良好的重金屬離子去除能力，可用于各種輕、重工業的污水處理領域。但所述膜吸附劑類似于離子交換樹脂，膜吸附劑再生過程會產生大量的高鹽廢水。

CN113952849A公開了一種去除水中重金屬離子的膜吸附劑及其制備方法，所述方法基于相轉化法合成制備PAN基膜，并進一步制備ZnAl-EDTA改性材料，再加入富啡酸混合攪拌制備凝膠溶液，將凝膠溶液注入PAN基膜表面得到重金屬吸附膜。利用PAN基膜結合富啡酸對重金屬離子進行絡合而去除重金屬，可用于從工業廢水、地下水和飲用水中去除重金屬離子。

目前，已開發出多種工業廢水中重金屬離子的去除方法，主要包括化學沉淀法、電化學法、膜分離法、混凝/絮凝法和吸附法等，但大都存在重金屬去除不徹底、處理成本高、產生大量危廢、再生過程產生大量高鹽廢水等問題，仍需要進一步開發經濟有效、環境友好、創新高效的處理技術，從而有效解決工業廢水帶來重金屬污染的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用電驅動及修飾膜去除工業廢水中重金屬離子的方法，所述方法利用表面負載有功能基團的修飾膜對重金屬離子的選擇性吸附作用與電場下驅動作用使重金屬離子富集在修飾膜-溶液界面，實現工業廢水中重金屬離子的深度脫除，然后通過施加反向電場使吸附的重金屬離子發生解絡合且實現了修飾膜再生，避免傳統吸附劑再生過程產生大量高鹽廢水的問題。所述方法有效解決了傳統方法中存在重金屬去除不徹底、處理成本高、產生大量危廢及再生過程產生大量高鹽廢水等問題，進而有效解決工業廢水帶來重金屬污染的問題，實現工業廢水的達標排放，具有環境-經濟的雙重效益。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供了一種利用電驅動及修飾膜去除工業廢水中重金屬離子的方法其特征在于，所述方法包括以下步驟：