專(zhuān)利名稱：一種處理重金屬?gòu)U水的工藝和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明廢水處理領(lǐng)域，涉及一種處理重金屬?gòu)U水的工藝和裝置，具體涉及一種用 復(fù)合膜技術(shù)處理含重金屬?gòu)U水的工藝和設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展產(chǎn)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(huán)境中會(huì)對(duì)生態(tài)造成嚴(yán)重的破壞，所以必須進(jìn)行處理。產(chǎn)生含重金屬?gòu)U水的 企業(yè)很多，如礦山、冶煉、電鍍、化工等行業(yè)，都有可能產(chǎn)生重金屬?gòu)U水。以電鍍?yōu)槔?，一般?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(xué)沉淀法、中和沉淀法、硫化物沉淀法、螯合沉淀法、化學(xué)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(fèi)用高，每噸廢水的處理成本遠(yuǎn)高于自來(lái)水，要么處理后的廢水不能回用，不能滿足生產(chǎn)的 要求?，F(xiàn)在應(yīng)用較多的方法是化學(xué)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(guò)程中還產(chǎn)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(biāo)。已有采用反滲透膜技術(shù)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(xué)與技術(shù)，2004，24 (5) 43-46)，該工藝采用3級(jí)反滲透，可以實(shí)現(xiàn)廢 水的循環(huán)使用，但其濃縮水的濃度僅為20g/L，遠(yuǎn)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(fā)裝置，投資較大，操作麻煩。文獻(xiàn)“鍍鎳廢水膜法濃縮回 用工藝，陳鋒等，電鍍與環(huán)保，2007，27 (5) :36-37”，采用3級(jí)反滲透只能將濃縮水濃度提高 到12-16g/L，同樣需要蒸發(fā)濃縮。EdI技術(shù)又稱為填充床電滲析技術(shù)，或者連續(xù)電去離子技術(shù)，其關(guān)鍵技術(shù)是 在電滲析的淡室中加入離子交換樹(shù)脂，從而提高了電滲析的穩(wěn)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(xiàn)“EDI工藝在純水制造中的應(yīng) 用”(徐海英，中國(guó)給水排水，2005，21 (7) 95-97)介紹了 EDI技術(shù)在制備超純水方面的應(yīng) 用。已有文獻(xiàn)提到采用EDI處理電鍍廢水，如電去離子除鹽過(guò)程及其用于脫除水中銅離 子的研究，(徐喧闊，天津大學(xué)畢業(yè)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(wèn)題使其實(shí)際應(yīng)用受到影響。文獻(xiàn)“EDI回收酸性鍍銅漂洗廢水的試 驗(yàn)研究”(管山等，天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，26(6) 25-27)介紹了 EDI處理酸性鍍銅漂洗 廢水的試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其濃縮水Cu2+達(dá)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(jié)垢形成，這是由于一方面水解離產(chǎn)生的Off透過(guò)陰膜進(jìn)入濃 縮室，導(dǎo)致該位置處的0H—濃度較高，另一方面，由于濃差擴(kuò)散層的存在，該位置又是Cu2+和 0H—濃度較高之處，這些陰陽(yáng)離子有結(jié)合的趨勢(shì)，如果局部位置處的Cu2+與0H—的離子積大 于Cu(0H)2的溶度積，就會(huì)形成Cu(0H)2沉淀，局部的反應(yīng)熱導(dǎo)致Cu(0H)2進(jìn)一步分解為黑 色的CuO，最終導(dǎo)致EDI膜堆失效。為解決此問(wèn)題，該文獻(xiàn)提出采用2個(gè)EDI膜塊的方法，但
3這勢(shì)必增加了投資和能耗，經(jīng)濟(jì)上不合理。該文獻(xiàn)還指出采用Na2S04溶液作極水可以降低 操作電文獻(xiàn)‘‘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, Neubrandff,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(xiàn)“EDI技術(shù)處理重金屬?gòu)U水的研究進(jìn)展”(化工時(shí)刊，2008，22(3) :58_61) 對(duì)近期EDI技術(shù)進(jìn)行了綜述，其中還介紹了 Sung通過(guò)將電流控制在一定范圍內(nèi)，有效地防 止了 Cu(0H)2沉淀的生成和金屬銅的還原。在進(jìn)水Cu2+質(zhì)量濃度5mg/L、電流密度llmA/cm2 條件下，出水Cu2+質(zhì)量濃度低于0. 4mg/L,濃縮液Cu2+質(zhì)量濃度大于60mg/L。但該裝置進(jìn)水 濃度較低，僅為5mg/L，對(duì)于含金屬離子較多的廢水必須預(yù)先稀釋?zhuān)蛘咦髌渌A(yù)處理。通過(guò)對(duì)已有EDI的分析，目前EDI用于重金屬?gòu)U水處理的最主要障礙是壽命短，膜 表面易結(jié)垢，能耗較高。另外，我們發(fā)現(xiàn)已有的EDI裝置為了提高濃縮比，通常采用較低的 濃縮水流速，在此條件下，濃水在濃縮室為層流流動(dòng)，實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，即使?jié)饪s室進(jìn)水和出 水均在較低PH條件下，如pH值2-3時(shí)，濃縮室仍有重金屬氫氧化物沉淀，如氫氧化銅、氫氧 化鎳等，根據(jù)溶度積的計(jì)算，在這樣PH值環(huán)境和相應(yīng)的金屬離子濃度條件下，是不會(huì)產(chǎn)生 氫氧化物沉淀的，這說(shuō)明在濃縮室中存在著較大的濃度梯度，即在靠近膜的表面處有較高 的PH值，而在濃縮室的大部分區(qū)域pH值較低，因此只在膜表面產(chǎn)生沉淀，導(dǎo)致膜結(jié)垢。EDI 拆解后對(duì)膜表面進(jìn)行PH測(cè)定，最高處為10左右，顯然在這樣的pH條件下會(huì)產(chǎn)生諸如氫氧 化銅、氫氧化鎳等沉淀。同樣的原因，極室的陽(yáng)膜也常結(jié)垢。已有的EDI裝置多采用Na2S04為極水，其優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)電性好，電壓低，但這種方法向 需要處理的水體中引入了新的鹽類(lèi)，同時(shí)在濃縮水中濃縮了 Na+，并可能進(jìn)入系統(tǒng)中，對(duì)于 重金屬的回收和淡水的回用都產(chǎn)生不利影響。已有的EDI裝置只能實(shí)現(xiàn)重金屬的去除，無(wú) 法實(shí)現(xiàn)重金屬的回收，而且能耗較大，成本較高。為了實(shí)現(xiàn)重金屬的回收，文獻(xiàn)“EDI法去除 與回收廢水中Cr (VI)的研究”(邢云青，浙江大學(xué)博士論文，2007年)提出了 EDI-ED工藝， 但裝置工藝使能耗增加了 31%。已有將電鍍廢水直接用電滲析處理的研究報(bào)告，但要將濃 度提高到電鍍槽濃度也有很大的困難，其濃縮倍數(shù)達(dá)1000倍，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的濃差極化， 膜結(jié)垢嚴(yán)重。綜上所述，工業(yè)上多采用絮凝沉降的方法處理重金屬?gòu)U水，成本很高，而且容易產(chǎn) 生二次污染。目前還沒(méi)有直接用于重金屬?gòu)U水處理的較好的工藝或裝置。通過(guò)對(duì)已有重金屬?gòu)U水處理裝置的分析，可以看出已有的工藝只是單獨(dú)將某一 種處理方法單獨(dú)應(yīng)用于重金屬?gòu)U水的處理，沒(méi)有將他們有機(jī)結(jié)合起來(lái)，由于這些方法各有 優(yōu)缺點(diǎn)，在工業(yè)應(yīng)用時(shí)就遇到很多難題。如單獨(dú)使用反滲透處理電鍍廢水的優(yōu)點(diǎn)是能耗 低，但缺點(diǎn)有兩個(gè)一是其處理完的廢水濃度仍然高于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，只能回用，不能排放； 二是反滲透濃縮液濃度較低，即使采用三級(jí)反滲透，濃縮液的濃度也只能達(dá)到12-20g/L， 這與電鍍槽的濃度還相差還較大，因此不能直接回用；另外，三級(jí)反滲透的壓力很高，達(dá)到 3. 2MPa，對(duì)設(shè)備和膜的要求很高。再比如單獨(dú)采用ED處理電鍍廢水則能耗較大，而且其淡 水出水也達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。單獨(dú)使用EDI處理低濃度廢水的優(yōu)點(diǎn)是處理效果好，缺點(diǎn)是能 耗較大，膜堆適應(yīng)性差。因此反滲透、電滲析、EDI單獨(dú)用于電鍍廢水處理都是有缺陷的，單 獨(dú)采用電滲析或者EDI也都無(wú)法將廢水濃度提高到電鍍槽需要的濃度。

發(fā)明內(nèi)容
為解決以上問(wèn)題，本發(fā)明根據(jù)反滲透、電滲析和EDI的特點(diǎn)提出了復(fù)合膜分離技 術(shù)處理重金屬?gòu)U水的工藝，制作了電鍍廢水處理裝置，并在保密狀態(tài)下通過(guò)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和 電鍍廠工業(yè)化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種處理重金屬?gòu)U水的工藝，包括如下技術(shù)要點(diǎn)。A、電鍍漂洗廢水池中的廢水先經(jīng)過(guò)反滲透/納濾裝置處理，反滲透/納濾裝置處 理后的淡水可以直接回用于電鍍槽，反滲透/納濾裝置處理后的濃水進(jìn)復(fù)合電滲析裝置作 為復(fù)合電滲析淡水，經(jīng)復(fù)合電滲析裝置除去大部分重金屬后回原電鍍漂洗廢水池；B、濃縮液循環(huán)池中的濃縮液或預(yù)先儲(chǔ)存的純水經(jīng)泵輸送進(jìn)入復(fù)合電滲析裝置的 濃水室，濃縮了重金屬離子后循環(huán)回濃縮液循環(huán)池，當(dāng)濃縮液循環(huán)池中重金屬濃度達(dá)到電 鍍槽的要求時(shí)，采出部分濃縮液去電鍍槽回用；C、反滲透/納濾裝置處理后的淡水或者廢水原水直接進(jìn)入復(fù)合EDI裝置，經(jīng)復(fù)合 EDI裝置處理后的淡水達(dá)標(biāo)排放，經(jīng)復(fù)合EDI裝置處理后的濃水可以回電鍍漂洗廢水池進(jìn)
一步處理。前面所述的工藝，優(yōu)選的方案在于，所述復(fù)合電滲析裝置為二級(jí)或多級(jí)電滲析裝 置。當(dāng)選用二級(jí)電滲析裝置時(shí)，所述復(fù)合電滲析裝置設(shè)中間濃縮液循環(huán)池，中間濃縮液循環(huán) 池中的重金屬離子的濃度介于反滲透/納濾裝置處理后的濃水和濃縮液循環(huán)池中的濃水 之間，中間濃縮液循環(huán)池中的濃水先進(jìn)一級(jí)電滲析單元作為電滲析單元的濃水，然后進(jìn)二 級(jí)電滲析單元，作為二級(jí)電滲析單元的淡水，然后回中間濃縮液循環(huán)池。前面所述的工藝，優(yōu)選的方案在于，所述復(fù)合EDI裝置由電滲析單元和EDI單元組 成，前半部分為電滲析單元，后半部分為EDI單元，分為二級(jí)或多級(jí)，前一級(jí)濃水作為后一 級(jí)的淡水。前面所述的工藝，優(yōu)選的方案在于，在所述復(fù)合EDI裝置中，來(lái)自反滲透/納濾裝 置處理后的淡水或者廢水原水分成三路，分別進(jìn)入復(fù)合EDI裝置的電滲析單元的淡水室、 濃水室和陽(yáng)極室，再進(jìn)EDI單元的淡水室、濃水室和陰極室，經(jīng)復(fù)合EDI裝置處理后的淡水 達(dá)標(biāo)排放，經(jīng)復(fù)合EDI裝置處理后的濃水可以回電鍍漂洗廢水池進(jìn)一步處理。本發(fā)明還提供了實(shí)現(xiàn)前述工藝的裝置，主要由電鍍漂洗廢水池、濃縮液循環(huán)池、反 滲透/納濾裝置、復(fù)合電滲析裝置和復(fù)合EDI裝置構(gòu)成，所述電鍍漂洗廢水池通過(guò)泵與反滲 透/納濾裝置相連接，所述反滲透/納濾裝置的濃水出口與復(fù)合電滲析裝置淡水進(jìn)口相連 接，所述反滲透/納濾裝置的淡水出口與復(fù)合EDI裝置相連接。反滲透/納濾裝置的功能主要用于將重金屬?gòu)U水中的重金屬分離除去，保證回用 水的要求。復(fù)合電滲析裝置主要用于將反滲透/納濾裝置處理后的的濃水中的重金屬進(jìn)一 步濃縮至100-200g/L，達(dá)到回用于電鍍槽的要求。復(fù)合EDI裝置主要用于對(duì)需要直接排放 的廢水進(jìn)行處理，達(dá)到達(dá)標(biāo)排放的要求。前已述及，將電鍍廢水直接用電滲析的方法提高到電鍍槽濃度有很大的困難，其 濃縮倍數(shù)達(dá)1000倍，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的濃差極化，膜結(jié)垢嚴(yán)重，針對(duì)這一問(wèn)題，本發(fā)明提出了 一種復(fù)合電滲析技術(shù)，降低了濃水室和淡水室的濃度差，使之可以滿足重金屬離子濃縮的要求，經(jīng)過(guò)某電鍍廠實(shí)際實(shí)驗(yàn)證明，該裝置可以將濃縮液濃度提高到100g/L以上，滿足電 鍍槽的回用要求。根據(jù)本發(fā)明的工藝要求，復(fù)合電滲析需要將濃度300mg/L左右的廢水濃縮至200 300g/L,濃縮倍數(shù)300至1000倍，如采用普通電滲析則由于濃室與淡室兩側(cè)濃度差較大，濃差 極化嚴(yán)重，導(dǎo)致膜表面結(jié)垢，為此本發(fā)明利用復(fù)合電滲析裝置，參考附圖2，來(lái)自反滲透/納濾 的濃水作為1級(jí)電滲析的淡水，經(jīng)過(guò)電滲析處理后回電鍍漂洗廢水池；復(fù)合電滲析設(shè)中間濃 縮液循環(huán)池，中間濃縮液循環(huán)池的濃水先進(jìn)1級(jí)電滲析作為1級(jí)電滲析的濃水，然后進(jìn)2級(jí)電 滲析，作為2級(jí)電滲析的淡水，然后回中間濃縮液循環(huán)池；濃縮液循環(huán)池的濃水進(jìn)2級(jí)電滲析 的濃水室，經(jīng)濃縮后返回濃縮液循環(huán)池。復(fù)合電滲析設(shè)中間濃縮液循環(huán)池，其中重金屬離子的 濃度介于反滲透/納濾濃水和濃縮液循環(huán)池中濃水之間，降低了電滲析中濃水室和淡水室之 間的濃度差，防止了電滲析因濃差極化而結(jié)垢，使電滲析可以穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明采用復(fù)合EDI技術(shù)對(duì)需要直接排放的廢水進(jìn)行處理，提出了一種復(fù)合EDI 裝置。復(fù)合EDI由電滲析和EDI兩部分組成，前半部分為電滲析，后半部分為EDI。來(lái)自反 滲透/納濾的淡水或者電鍍車(chē)間的電鍍廢水分成三路，分別進(jìn)入復(fù)合EDI的電滲析部分的 淡水室、濃水室和陽(yáng)極室；再進(jìn)復(fù)合EDI的EDI部分的淡水室、濃水室和陰極室，經(jīng)過(guò)復(fù)合 EDI處理后的淡水可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排放或回用，濃水和極水可以返回電鍍廢水池。本發(fā)明在EDI前安裝電滲析隔板，通過(guò)電滲析將原水的濃度降低到適合EDI操作 的條件，這樣，既能保證EDI的處理效果，又不會(huì)產(chǎn)生膜的污染，因?yàn)閷?duì)于淡室而言，氫氧化 物沉淀主要為濃差極化造成的。在淡室陽(yáng)膜表面由于Ni2+傳遞速度較慢，部分水分子水解 產(chǎn)生H+和0H_，H+傳遞速度快，代替附2+起到了傳遞電流的作用，而0H—離子來(lái)不及傳遞與 附2+結(jié)合為氫氧化鎳沉淀。電流密度越大越容易發(fā)生濃差極化現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)研究表明，EDI裝 置淡室膜產(chǎn)生氫氧化物沉淀的條件有兩個(gè)足夠大的電壓和足夠高的濃度。如果EDI淡室 進(jìn)口濃度較低，則不會(huì)發(fā)生沉淀現(xiàn)象；在EDI前增加電滲析部分可以降低進(jìn)入EDI的廢水濃 度，防止淡室結(jié)垢。為防止極室結(jié)垢，本發(fā)明采用較大的極水流速，并在EDI極室加裝隔板網(wǎng)，使?jié)馑?室和極室處于湍流狀態(tài)流動(dòng)，因此在陽(yáng)膜表面不會(huì)存在0H—濃度較高的邊界層，也不會(huì)產(chǎn)生 氫氧化物沉淀，從而提高膜的壽命。本發(fā)明采用原水或濃縮水為極水，省去了配制極水的麻煩，并且避免了向水中引 入新的鹽類(lèi)的問(wèn)題，防止了 Na+出現(xiàn)在淡水或濃水中，以及Na+對(duì)水的回用和排放產(chǎn)生的不 利影響，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了重金屬的回收。為了實(shí)現(xiàn)貴重金屬的回收，復(fù)合EDI極板設(shè)計(jì)為易拆卸式的，當(dāng)電解出的貴重金 屬較多時(shí)可以及時(shí)更換回收。復(fù)合電滲析和復(fù)合EDI也可以設(shè)計(jì)成一級(jí)、二級(jí)或多級(jí)式，可以根據(jù)被處理的原 水中重金屬的濃度設(shè)計(jì)電滲析部分的隔板數(shù)，原水中重金屬離子濃度大則電滲析的層數(shù) 多，原水中重金屬離子濃度小則電滲析的層數(shù)少。本發(fā)明的工藝可以用于含銅、鎳、鋅、鎘、鉛、鉻等重金屬的廢水的處理。


圖1是本發(fā)明的工藝流程(結(jié)構(gòu)示意)圖。
圖2是復(fù)合電滲析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是復(fù)合EDI裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 其中1-電鍍漂洗廢水池，2-濃縮液循環(huán)池，3-反滲透/納濾裝置，4-反滲透/納 濾裝置處理后的濃水走向，5-反滲透/納濾裝置處理后的淡水走向，6-復(fù)合電滲析裝置， 7-復(fù)合EDI裝置，8-復(fù)合電滲析裝置處理后的濃水走向，9-復(fù)合電滲析裝置處理后的淡水 走向，10-復(fù)合電滲析裝置處理后的濃水采出(去電鍍槽)，11-復(fù)合EDI裝置處理后的淡 水(直接外排)，12-復(fù)合EDI裝置處理后的濃水走向，13-純水補(bǔ)充，14- 一級(jí)電滲析單元， 15-中間濃縮液循環(huán)池，16- 二級(jí)電滲析單元，17- 一級(jí)電滲析單元濃水室，18- 一級(jí)電滲析 單元淡水室，19-過(guò)渡室，20- 二級(jí)電滲析單元淡水室，21-二級(jí)電滲析單元濃水室，22-陰極 室，23-陽(yáng)膜，24-陰膜，25-陽(yáng)極室，26-混床離子交換樹(shù)脂，27-EDI單元淡水室，28-EDI單 元濃水室，29-復(fù)合EDI電滲析單元，30-EDI單元。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但保護(hù)范圍不限于此。實(shí)施例1 圖1是本發(fā)明的工藝流程(結(jié)構(gòu)示意)圖，由此圖可以看出，本發(fā)明處理重金屬?gòu)U 水的裝置，主要由電鍍漂洗廢水池1、濃縮液循環(huán)池2、反滲透/納濾裝置3、復(fù)合電滲析裝置 6和復(fù)合EDI裝置7構(gòu)成，所述電鍍漂洗廢水池1通過(guò)泵與反滲透/納濾裝置3相連接，所 述反滲透/納濾裝置3的濃水出口與復(fù)合電滲析裝置6淡水進(jìn)口相連接，所述反滲透/納 濾裝置3的淡水出口與復(fù)合EDI裝置7相連接。圖2是復(fù)合電滲析裝置6的結(jié)構(gòu)示意圖，由此圖可以看出，所述復(fù)合電滲析裝置6 由一級(jí)電滲析單元、二級(jí)電滲析單元、中間濃縮液循環(huán)池、一級(jí)電滲析單元濃水室、一級(jí)電 滲析單元淡水室、過(guò)渡室、二級(jí)電滲析單元淡水室、二級(jí)電滲析單元濃水室、陰極室、陽(yáng)極室 等構(gòu)成。復(fù)合電滲析裝置6設(shè)為二級(jí)(當(dāng)然也可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)為一級(jí)或多級(jí))。復(fù)合電 滲析的結(jié)構(gòu)與常規(guī)電滲析類(lèi)似，復(fù)合電滲析同樣由離子交換膜、隔板、極板和夾板組成，可 以參考《電滲析水處理技術(shù)》(張根生等編著，科學(xué)出版社，1981年，第1版)，膜、隔板、夾板、 極板均是常規(guī)的，結(jié)構(gòu)也類(lèi)似，所不同的是本發(fā)明的復(fù)合電滲析分為兩極或多級(jí)，前一級(jí)的 濃水作為后一級(jí)的淡水，這樣的結(jié)構(gòu)可以降低濃室和淡室的濃度差，防止?jié)獠顦O化。圖3是復(fù)合EDI裝置7的結(jié)構(gòu)示意圖，由此圖可以看出，所述復(fù)合EDI裝置7由EDI 單元淡水室、EDI單元濃水室、復(fù)合EDI電滲析單元、EDI單元等構(gòu)成。復(fù)合EDI的的電滲析 部分的極板、隔板、離子交換膜與常規(guī)的電滲析類(lèi)似，可以參考《電滲析水處理技術(shù)》(張根 生等編著，科學(xué)出版社，1981年，第1版)，EDI部分與常規(guī)的EDI也類(lèi)似，可以參考EDI回 收酸性鍍銅漂洗廢水的試驗(yàn)研究”(管山等，天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，26(6) :25-27)。實(shí)施例2 運(yùn)用實(shí)施例1所述裝置進(jìn)行處理重金屬?gòu)U水的工藝A、電鍍漂洗廢水池1中的廢水先經(jīng)過(guò)反滲透/納濾裝置3處理，反滲透/納濾裝 置3處理后的淡水可以直接回用于電鍍槽，反滲透/納濾裝置3處理后的濃水進(jìn)復(fù)合電滲 析裝置6作為復(fù)合電滲析淡水，經(jīng)復(fù)合電滲析裝置6除去大部分重金屬后回原電鍍漂洗廢 水池1 ；B、濃縮液循環(huán)池2中的濃縮液或預(yù)先儲(chǔ)存的純水經(jīng)泵輸送進(jìn)入復(fù)合電滲析裝置6
7的濃水室，濃縮了重金屬離子后循環(huán)回濃縮液循環(huán)池2，當(dāng)濃縮液循環(huán)池2中重金屬濃度達(dá) 到電鍍槽的要求時(shí)，采出部分濃縮液去電鍍槽回用；C、反滲透/納濾裝置3處理后的淡水或者廢水原水直接進(jìn)入復(fù)合EDI裝置7，經(jīng)復(fù) 合EDI裝置7處理后的淡水達(dá)標(biāo)排放，經(jīng)復(fù)合EDI裝置7處理后的濃水可以回電鍍漂洗廢 水池1進(jìn)一步處理。所述復(fù)合電滲析裝置6設(shè)中間濃縮液循環(huán)池15，中間濃縮液循環(huán)池15中的重金屬 離子的濃度介于反滲透/納濾裝置3處理后的濃水和濃縮液循環(huán)池2中的濃水之間，中間 濃縮液循環(huán)池15中的濃水先進(jìn)一級(jí)電滲析單元14作為電滲析單元14的濃水，然后進(jìn)二級(jí) 電滲析單元16，作為二級(jí)電滲析單元16的淡水，然后回中間濃縮液循環(huán)池15。
所述復(fù)合EDI裝置(復(fù)合EDI極板設(shè)計(jì)為易拆卸式的，在EDI極室加裝隔板網(wǎng)，使 濃水室和極室處于湍流狀態(tài)流動(dòng))7由電滲析單元29和EDI單元30組成，前半部分為電 滲析單元29，后半部分為EDI單元30。在所述復(fù)合EDI裝置7中，來(lái)自反滲透/納濾裝置 3處理后的淡水或者廢水原水分成三路，分別進(jìn)入復(fù)合EDI裝置7的電滲析單元29的淡水 室18、濃水室17和陽(yáng)極室25，再進(jìn)EDI單元30的淡水室27、濃水室28和陰極室22，經(jīng)復(fù) 合EDI裝置7處理后的淡水達(dá)標(biāo)排放，經(jīng)復(fù)合EDI裝置7處理后的濃水可以回電鍍漂洗廢 水池1進(jìn)一步處理。采用該工藝對(duì)含鎳廢水進(jìn)料的處理效果，見(jiàn)表1。表1含鎳廢水處理效果
廢水Ni2+濃度反滲透/納濾淡水EDI淡水Ni2+濃度mg/L濃水Ni2+濃度g/L
mg/L_濃度 mg/L__
_375_13_<05_105.6由表1可以看出濃度為375mg/L的經(jīng)過(guò)本發(fā)明的裝置處理后濃水的濃度可以達(dá) 到105. 6g/L，而EDI淡水濃度低于國(guó)家規(guī)定的允許排放濃度，而反滲透淡水濃度3. 3mg/L, 可以滿足回用的要求。應(yīng)當(dāng)指出的是，具體實(shí)施方式
只是本發(fā)明比較有代表性的例子，顯然本發(fā)明的技 術(shù)方案不限于上述實(shí)施例。還可以有很多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，從此文件中所公 開(kāi)提到或是聯(lián)想到的，均應(yīng)認(rèn)為是本專(zhuān)利所要保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
一種處理重金屬?gòu)U水的工藝，其特征在于，A、電鍍漂洗廢水池(1)中的廢水先經(jīng)過(guò)反滲透/納濾裝置(3)處理，反滲透/納濾裝置(3)處理后的淡水可以直接回用于電鍍槽，反滲透/納濾裝置(3)處理后的濃水進(jìn)復(fù)合電滲析裝置(6)作為復(fù)合電滲析淡水，經(jīng)復(fù)合電滲析裝置(6)除去大部分重金屬后回電鍍漂洗廢水池(1)；B、濃縮液循環(huán)池(2)中的濃縮液或預(yù)先儲(chǔ)存的純水經(jīng)泵輸送進(jìn)入復(fù)合電滲析裝置(6)的濃水室，濃縮了重金屬離子后循環(huán)回濃縮液循環(huán)池(2)，當(dāng)濃縮液循環(huán)池(2)中重金屬濃度達(dá)到電鍍槽的要求時(shí)，采出部分濃縮液去電鍍槽回用；C、反滲透/納濾裝置(3)處理后的淡水或者廢水原水直接進(jìn)入復(fù)合EDI裝置(7)，經(jīng)復(fù)合EDI裝置(7)處理后的淡水達(dá)標(biāo)排放，經(jīng)復(fù)合EDI裝置(7)處理后的濃水可以回電鍍漂洗廢水池(1)進(jìn)一步處理。
2.權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述復(fù)合電滲析裝置(6)為二級(jí)或多級(jí)電滲析 裝置，前一級(jí)濃水作為后一級(jí)的淡水。
3.權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于，所述復(fù)合電滲析裝置(6)設(shè)中間濃縮液循環(huán)池(15)，中間濃縮液循環(huán)池(15)中的重金屬離子的濃度介于反滲透/納濾裝置(3)處理后的 濃水和濃縮液循環(huán)池(2)中的濃水之間，中間濃縮液循環(huán)池(15)中的濃水先進(jìn)一級(jí)電滲析 單元(14)作為電滲析單元(14)的濃水，然后進(jìn)二級(jí)電滲析單元(16)，作為二級(jí)電滲析單元(16)的淡水，然后回中間濃縮液循環(huán)池(15)。
4.權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，在所述復(fù)合EDI裝置(7)中，來(lái)自反滲透/納 濾裝置(3)處理后的淡水或者廢水原水分成三路，分別進(jìn)入復(fù)合EDI裝置(7)的電滲析單 元(29)的淡水室(18)、濃水室(17)和陽(yáng)極室(25)，再進(jìn)EDI單元(30)的淡水室(27)、濃 水室(28)和陰極室(22)，經(jīng)復(fù)合EDI裝置(7)處理后的淡水達(dá)標(biāo)排放，經(jīng)復(fù)合EDI裝置(7) 處理后的濃水可以回電鍍漂洗廢水池(1)進(jìn)一步處理。
5.權(quán)利要求1-4任一所述的工藝，其特征在于，采用原水或濃縮水為極水，部分重金屬 離子在陰極室被電解回收。
6.權(quán)利要求1-4任一所述的工藝，其特征在于，所述重金屬為銅、鎳、鋅、鎘、鉛或鉻。
7.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1或3或4所述工藝的裝置，其特征在于，主要由電鍍漂洗廢水池(1)、 濃縮液循環(huán)池(2)、反滲透/納濾裝置(3)、復(fù)合電滲析裝置(6)和復(fù)合EDI裝置(7)構(gòu)成， 所述電鍍漂洗廢水池(1)通過(guò)泵與反滲透/納濾裝置(3)相連接，所述反滲透/納濾裝置 (3)的濃水出口與復(fù)合電滲析裝置(6)淡水進(jìn)口相連接，所述反滲透/納濾裝置(3)的淡水 出口與復(fù)合EDI裝置(7)相連接。
8.權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述復(fù)合EDI裝置(7)由電滲析單元(29)和 EDI單元(30)組成，前半部分為電滲析單元(29)，后半部分為EDI單元(30)，分為二級(jí)或多 級(jí)，前一級(jí)濃水作為后一級(jí)的淡水。
9.權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述復(fù)合EDI裝置(7)極板設(shè)計(jì)為易拆卸式的。
10.權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，復(fù)合EDI裝置(7)濃水室和極室的水以湍流 狀態(tài)流動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種處理重金屬?gòu)U水的工藝和裝置。主要由電鍍漂洗廢水池、濃縮液循環(huán)池、反滲透/納濾裝置、復(fù)合電滲析裝置和復(fù)合EDI裝置構(gòu)成。本發(fā)明是根據(jù)反滲透、電滲析和EDI的特點(diǎn)提出的復(fù)合膜分離技術(shù)處理重金屬?gòu)U水的工藝和裝置，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其可以有效地處理含重金屬?gòu)U水。
文檔編號(hào)C02F103/16GK101830587SQ20101015500
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者任萬(wàn)忠, 馮詠梅, 徐雪艷, 王文華, 趙旗, 趙勝振, 韓曉麗 申請(qǐng)人:煙臺(tái)大學(xué)