[实用新型]一种用于重金属废水处理的EDI膜堆

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种废水的处理方法，具体涉及一种用于重金属废水处理的EDI膜堆。 

背景技术

现代工业的快速发展产生了很多有害废弃物，例如含重金属的废水等，如果将这些废水排放到环境中会对生态造成了严重的破坏，所以必须进行处理。产生含重金属废水的企业很多，如矿山、冶炼、电镀、化工等都有可能产生重金属废水。以电镀为例，一般可以分为含铬(Cr)废水、含镍(Ni)废水、含镉(Cd)废水、含铜(Cu)废水、含锌(Zn)废水、含金(Au)废水、含银(Ag)废水等，一般情况下废水呈酸性，除含重金属外还有表面活性剂、光亮剂等，电镀废水的处理有化学沉淀法、中和沉淀法、硫化物沉淀法、螯合沉淀法、化学还原法、铁氧体法、生物吸附法、生物沉淀法、离子交换法、膜分离法等，但已有方法的要么处理费用高，每吨废水的处理成本远高于自来水；要么处理后的废水不能回用；有的方法处理成本高，因此研究新的电镀废水处理方法一直是科研工作者的目标。 

EdI技术又称为填充床电渗析技术，或者电去离子技术，其关键技术是在电渗析的淡室中加入离子交换树脂，从而提高了电渗析的稳定性和出水的纯度，如ZL03240411.5提供了一种分体组合式电去离子装置；文献“EDI工艺在纯水制造中的应用”中国给水排水，vol21(7)：95-97，介绍了EDI技术在制备超纯水方面的应用；已有文献提到采用EDI处理电镀废水，如：电去离子除盐过程及其用于脱除水中铜离子的研究，(徐喧阔，天津大学毕业论文，2002年)，提供了一种处理含铜电镀废水的工艺，但该工艺因寿命等问题使其实际应用受到影响。因此新型结构的EDI膜堆仍然是目前研究的焦点。 

目前EDI用于重金属废水处理的最主要障碍是寿命短，膜表面结垢，其原因是膜堆电压高，部分重金属离子被还原，成为固体沉淀，堵在离子交换膜的表面。为了克服这一缺点，本发明提供了一种全新结构的EDI膜堆。 

本实用新型内容 

为了克服EDI膜结垢、寿命短的缺点，本实用新型提供了一种特殊结构的EDI膜堆，采用1级两段式结构，包括：极室、金属离子去除室、浓室、综合分离室等部分，在金属离子去除室中只装填阳离子交换树脂，其两侧均为阳离子交换膜，在综合分离室装填混床树脂，其两侧分别装阳离子交换膜和阴离子交换膜。原水首先进金属离子去除室除去大部分金属离子，再进综合分离室进一步除去金属离子，同时除去阴离子，并使之达到排放标准要求。浓室在金属离子去除室和综合分离室之间，后一层进料的综合分离室与前一层进料的金属离子去除室相邻。这种结构的EDI以去除金属离子为目的，电阻小，电压低，可以保持被处理料液在酸性范围内，防止氢氧化物沉淀和金属离子的还原。 

通过简单的并联可以将装置的处理量扩大。 

附图说明：

附图1为膜堆结构图。 

附图2为多层并联的膜堆，通过多层膜的并联可以任意提高EDI的处理量。 

图中： 

1-阳极室 

2-金属离子去除室 

3-综合分离室 

4-浓室 

5-阴极室 

6-阳离子交换膜 

7-阴离子交换膜 

8-原水进口 

9-浓水进口 

10-淡水出口 

11-极水出口 

12-浓水出口 

13-阳离子交换树脂 

14-混床离子交换树脂 

15-极水进口 

具体实施方式：

采用附图结构的EDI膜堆，四层并联，处理量40公斤/小时，去除40mg/L的含Ni²⁺废水，极水采用0.2％NaSO₄，参考附图1，极水(15)先进阳极室(1)再进阴极室(5)，然后返回极水储罐；原水分成多股进料，先进金属离子去除室(2)脱除多数重金属离子，再进综合分离室(3)进一步脱除金属离子使之达到排放标准，同时除去酸根离子，然后排放；浓水(9)也分成多股物流进浓缩室(4)，浓室在金属离子去除室和综合分离室之间；后一层进料的综合分离室(3)与前一股进料的金属离子去除室(2)相邻。膜堆电压20V，经过30天运行，膜堆不结垢，出口Ni²⁺浓度低于1mg/L。