[发明专利]一种分离水中一价离子与多价离子的方法

说明书

一种分离水中一价离子与多价离子的方法，它由药剂沉淀分离法与树脂分离法组成。药剂沉淀法通过先往水中加入氢氧化钙将水中的重金属离子、镁离子、硫酸根等多价阳离子和阴离子以沉淀物的方式基本去除，然后再加入可溶性碳酸盐与水中剩余的钙离子反应生成碳酸钙沉淀去除。这样水中的二价和二价以上的阳离子基本去除，二价和二价以上的阴离子也基本去除后，经化学药剂处理后的水，绝大部分多价离子已经去除，再经过专门的离子交换树脂进行精处理，就可以将水中的一价离子与多价离子彻底分离。

技术领域

本发明涉及一种分离水中一价离子与多价离子的方法，属于水处理技术领域，尤指污废水零排放处理技术领域。

背景技术

目前，污废水零排放处理应用越来越广泛，零排放处理技术无论是采用何种方法，最终几乎无一例外的都是把水和盐分离，最后回收固体盐；这种处理技术存在的最大问题是回收的盐纯度不高，关键在于水中的一价离子和多价离子的分离不彻底，目前主流的技术是先通过加碱、加碳酸钠等方式去除水中绝大部分重金属离子、钙镁等多价阳离子，即所谓的三联箱法，之后再用纳滤膜去除剩余的大部分的多价离子，以实现一价离子与多价离子的分离，最终回收一价盐。这种方法由于纳滤膜本身的特点所限，对多价离子的截留去除率很难超过95％，而且水中未去除彻底的游离硫酸钙很容易堵塞纳滤膜，从而导致纳滤膜报废，并因此导致整个零排放处理系统运行不正常，而且这种方法投资和运行成本非常高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效稳定分离水中一价离子和多价离子的方法，以克服现有技术之不足。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

将化学药剂沉淀法和离子交换树脂分离法相结合，待处理水先经过化学药剂沉淀分离处理，化学药剂沉淀分离又包含氢氧化钙药剂沉淀分离和溶解性碳酸盐药剂沉淀分离，待处理水中的重金属离子、镁离子等多价阳离子与氢氧化钙反应生成难溶解的氢氧化物沉淀物，得以与一价阳离子分离。硫酸根、磷酸根、碳酸根等多价阴离子与氢氧化钙反应生成硫酸钙、磷酸钙沉淀物，得以与一价阴离子分离，在氢氧化钙过量的情况下，可以将水中的磷酸根、碳酸根等多价阴离子包括其衍生离子磷酸氢根、碳酸氢根离子的含量降到很低水平，硫酸根也可降到较低水平。经过氢氧化钙药剂沉淀分离处理后的水，除含有一定浓度的钙离子和硫酸根离子外，其他多价离子基本完全去除。之后，再进行溶解性碳酸盐药剂沉淀分离，投加的溶解性碳酸盐(通常为碳酸钠或碳酸氢钠)与水中钙离子反应生成碳酸钙沉淀物，碳酸钙溶解度很低，水中钙离子进一步减少，如此，经过化学药剂沉淀分离方法处理后，除硫酸根离子、钙离子外，其他多价离子基本以沉淀物的方式被彻底分离去除。

经过化学药剂沉淀分离处理后，尽管一价离子和多价离子分离程度已经比较高，但还不够理想，而且化学药剂沉淀分离的运行效果受现场操作因素的影响一般很难保证效果完全稳定，为了保证整个效果稳定、提升纯度，将化学药剂沉淀分离法与离子交换树脂分离法相结合，目前市场上有用于去除水中多价阳离子的阳树脂和用于去除水中多价阴离子的阴树脂，这两种树脂对水中多价离子的分离效率非常高，尤其适合中低浓度含盐量中多价离子与一价离子的分离，两者联合起来，从而可以使水中的一价离子和多价离子几乎彻底分离，获得非常高纯度的一价离子的水溶液；对于阳树脂和阴树脂的再生废液，由于其一价、二价离子浓度很高，还有很少量的二价以上离子，则只需将它们混合起来依旧通过前述的药剂沉淀分离法和离子交换树脂法相结合的方法将多价离子以固体沉淀物的方式从水中彻底分离出来即可。通过上述方法就实现了水中一价离子和多价离子的高效稳定分离，而且此方法比之现在主流的方法运行成本更低，造价更低。