[发明专利]一种电镀漂洗废水的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电镀漂洗废水的处理方法，尤其是一种带有双极膜的电去离子净水方法，属于废水治理技术。

背景技术

电镀废水是一种主要的重金属废水，其中80％以上的属于电镀漂洗废水，其含重金属离子的典型浓度为数十至上百mg·L^-1。传统的重金属废水的处理方法有化学法(包括化学沉淀和电解法)、离子交换法，以及电渗析、反渗透等膜分离技术。化学法、电渗析和反渗透多用于处理含较高浓度重金属离子的废水，其产水水质仍然偏低，难以直接满足工业排放标准，因而对于电镀漂洗废水的处理而言，还需要进行后续深度处理。此外，化学沉淀法还存在处理过程产生大量含重金属污泥，从而导致二次污染的缺陷。

离子交换法是目前得到广泛应用的水除盐技术。它利用阴阳离子交换树脂来吸附所处理水中的无机离子，能实现近乎100％的除盐效果，因而也适用于以电镀漂洗废水为代表的重金属废水的处理。不过，工业应用中，离子交换系统复杂，投资较高，尤其是需要经常使用大量酸碱对离子交换树脂进行频繁化学再生，不仅消耗大量化学药剂，而且产生很多废酸废碱，形成二次污染。

发明专利公开CN1683602描述了一种“用于电镀生产线在线回收镍金属的装置”。该装置采用“两级阳离子交换-阴离子交换-混床离子交换”的工艺对电镀漂洗废水进行纯化，其阳离子交换柱再生液NiSO₄溶液可回用到镀镍槽。该工艺过程的实现需要使用大量硫酸、强碱液和NaCl等化学药剂，产生的再生废液仍需后续处理。

发明专利公开CN101176565则描述了一种离子交换法减除沙棘果汁原料中重金属铅含量的方法。该方法可以保持沙棘果原汁中主要的营养成分和口感，但是再生吸附剂的洗脱液变成含有铅的重金属稀溶液，成为二次污染物，仍需进一步净化处理。

发明专利公开CN100999368描述了一种“回收重金属废水用的电去离子方法及装置”，采用电去离子技术处理重金属废水。该发明的主要特征在于，电去离子膜堆的淡化室中分为上下两部分，上部填充阳树脂，下部则分层填充阴、阳树脂。由于淡化室中的阴、阳离子会分别朝向正负电极方向迁移进入浓缩室，因此在同一个淡化室的上下不同部位设置这种单一的树脂层段，虽然会促进相应的带某一种电荷离子的迁移，但同时也会使该树脂层中带相反电荷的另一种离子迁移受到阻碍。这不仅增大了膜堆电阻，而且在浓缩室和电极室中容易形成重金属氢氧化物结垢沉淀，不利于过程稳定运行。

因此，对于电镀漂洗废水等较低浓度重金属废水的处理，需要进一步开发新型高效、环境友好的处理技术，实现废水安全处理的同时，将其中的有价金属进行资源化回收利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型、高效的电去离子重金属废水处理方法与装置，对电镀漂洗废水实现出水纯化与重金属离子的浓缩回收。本发明通过在膜堆中设置双极离子交换膜(简称双极膜)，从而利用双极膜、阴阳离子交换膜与离子交换树脂的适当填充方式，构造出一种新的特种分离电去离子过程。一方面，在双极膜的两侧均设置淡化室，并在其中分别填充单一的阳树脂和阴树脂，从而分别去除原水中的阳离子和阴离子；另一方面，利用双极膜在反向电压作用下内部自发高效水解离反应的电化学特性，水解离产物H⁺和OH^-离子分别进入双极膜两侧的淡化室，对其中填充的阳树脂和阴树脂实现高效动态再生，避免了H⁺和OH^-重新结合为水分子，从而最大程度地提高树脂的动态再生速度和电流效率，强化离子传递。对于电镀漂洗废水等重金属废水的处理而言，本发明所提供的电去离子膜堆构造，较好地避免了重金属离子与OH^-离子在电去离子膜堆内部的结合，从而消除了膜堆内部重金属氢氧化物结垢危险，保证了处理过程的连续和稳定运行。

本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：