申请日2014.08.05
公开(公告)日2016.01.27
IPC分类号C02F9/06
摘要
本发明涉及一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其工艺包括如下过程：(1)利用白烟灰/氧化锌对酸性重金属废水的酸度进行调节，使其pH值为2.5-3.0;(2)溶液进行离子交换，脱除溶液中的Cl;(3)脱除Cl后的溶液继续进行离子交换，脱除溶液中的F;(4)经离子交换后的溶液进入旋流电解装置进行电积脱杂，脱除后的溶液可以继续进入工业化生产中重复使用。本发明专利运用离子交换和旋流电解技术，可以高效的将Cl、F和As、Cd等重金属从废水中脱除，实现废水的净化处理，技术应用前景广阔，工艺流程简单、操作简单易行，离子的脱除率高。
权利要求书
1.一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)在70-80℃下，利用白烟灰、氧化锌或任意比例的白烟灰与氧化锌混合物对酸性重金属废水的酸度进行调节，使其酸度降低，再过滤，滤液待处理;
2)离子交换脱除Cl：采用阴离子交换树脂对步骤1)的滤液进行离子交换，将溶液中的Cl脱除，得到脱Cl后溶液;
3)离子交换脱除F：采用阴离子交换树脂对步骤2)中的脱Cl后溶液进行离子交换，将溶液中的F脱除，得到脱F后溶液;
4)将步骤3)得到的经离子交换后的脱F后溶液进入旋流电解装置进行电积脱杂，脱除后的溶液继续进入工业化生产中重复使用。
2.根据权利要求1所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于步骤1)中重金属废水酸度调节前的pH<0.5，将其pH值调至2.5-3.0。
3.根据权利要求1所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于步骤2)中所述的阴离子交换树脂为LHR-Cl-CO树脂，吸附Cl后的该树脂用硫酸溶液对该树脂解吸再生。
4.根据权利要求3所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于解吸再生条件为：用蠕动泵按50-200mL/h的流速将2N硫酸溶液送入LHR-Cl-CO树脂的树脂柱，再用去离子水对树脂柱进行清洗，将树脂清洗至出水pH值大于2进行树脂再生。
5.根据权利要求1所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于步骤2)在Cl脱除后，取出溶液加入硝酸银，判断Cl是否脱除完全。
6.根据权利要求1所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于步骤2)中进行离子交换的条件为：用蠕动泵按100-400mL/h的流速将滤液送入阴离子交换树脂柱内，滤液温度为30-50℃。
7.根据权利要求1所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于步骤3)中所述的阴离子交换树脂为LH-F树脂，吸附F后的树脂用硫酸铝溶液对其解吸再生。
8.根据权利要求7所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于解吸再生条件为：用蠕动泵按50-200mL/h流速将150-250g/L的Al2(SO4)3溶液送入LH-F树脂的树脂柱，并用去离子水对树脂柱进行清洗至出水澄清使树脂再生。
9.根据权利要求1所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于步骤3)中进行离子交换的条件为：用蠕动泵按100-400mL/h的流速将溶液送入树脂柱，溶液温度为30-50℃。
10.根据权利要求1所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于步骤4)中所述的旋流电解电积脱杂条件为：电流密度800-1500A/m2、电解液循环量100-250L/h，脱除后的溶液中重金属含量在10个ppm以下。
说明书
一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法
技术领域
本发明属于废水的处理回收技术领域，特别涉及一种含F、Cl及As、Cd等重金属废水的处理方法。
背景技术
重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水。重金属(如含砷、镉、汞、锌等)废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一，重金属废水的排放对环境、生物及人类造成危害的同时，也造成了资源的浪费，所以为使污水中所含的重金属达到排水某一水体或再次使用的水质要求，对其进行净化的过程。随着工业化的快速发展，重金属废水的排放量也日益增加，以及环保要求的日益提高，寻找经济的、合理的、有效的、环保的处理方法变得尤为重要，同时资源回收利用和闭路循环是重金属废水处理发展的主流方向。
发明内容
针对研究开发要求，本发明提供了一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，本专利运用离子交换和旋流电解技术，可以高效的将Cl、F和As、Cd等重金属从废水中脱除，实现废水的净化处理，整个过程无废弃物生成，并将净化后的水继续返回使用，实现了资环回收利用。
所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)在70-80℃下，利用白烟灰、氧化锌或任意比的白烟灰与氧化锌混合物对酸性重金属废水的酸度进行调节，使其酸度降低，再过滤，滤液待处理;
2)离子交换脱除Cl：采用阴离子交换树脂对步骤1)的滤液进行离子交换，将溶液中的Cl脱除，得到脱Cl后溶液;
3)离子交换脱除F：采用阴离子交换树脂对步骤2)中的脱Cl后溶液进行离子交换，将溶液中的F脱除，得到脱F后溶液;
4)将步骤3)得到的经离子交换后的脱F后溶液进入旋流电解装置进行电积脱杂，脱除后的溶液继续进入工业化生产中重复使用。
所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于步骤1)中重金属废水酸度调节前的pH<0.5，将其pH值调至2.5-3.0。
所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于步骤2)中所述的阴离子交换树脂为LHR-Cl-CO树脂，吸附Cl后的该树脂用硫酸溶液对该树脂解吸再生。
所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于解吸再生条件为：用蠕动泵按50-200mL/h的流速将2N硫酸溶液送入LHR-Cl-CO树脂的树脂柱，再用去离子水对树脂柱进行清洗，将树脂清洗至出水pH值大于2进行树脂再生。
所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于步骤2)在Cl脱除后，取出溶液加入硝酸银，判断Cl是否脱除完全。
所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于步骤2)中进行离子交换的条件为：用蠕动泵按100-400mL/h的流速将滤液送入阴离子交换树脂柱内，滤液温度为30-50℃。
所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于步骤3)中所述的阴离子交换树脂为LH-F树脂，吸附F后的树脂用硫酸铝溶液对其解吸再生。
所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于解吸再生条件为：用蠕动泵按50-200mL/h流速将150-250g/L的Al2(SO4)3溶液送入LH-F树脂的树脂柱，并用去离子水对树脂柱进行清洗至出水澄清使树脂再生。
所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于步骤3)中进行离子交换的条件为：用蠕动泵按100-400mL/h的流速将溶液送入树脂柱，溶液温度为30-50℃。
所述的一种运用离子交换和旋流电解技术处理重金属废水的方法，其特征在于步骤4)中所述的旋流电解电积脱杂条件为：电流密度800-1500A/m2、电解液循环量100-250L/h，脱除后的溶液中重金属含量在10个ppm以下。
通过采用上述技术，与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：
1)本发明充分回收利用白烟灰或氧化锌等废弃物，利用白烟灰及氧化锌碱性特点，对重金属废水的酸度进行调节，并进一步限定了将重金属废水的pH值调至2.5-3.0，由于在该pH值条件下，重金属废水中的Pb离子和Fe离子能与氢氧根形成沉淀，在过滤时去除，降低了重金属废水的杂质量，在实现重金属废水处理的同时，不但回收利用了白烟灰或氧化锌等废弃物，降低环境污染，实现资源回收利用，而且降低了重金属废水处理的成本;
2)本发明利用阴离子交换树脂对重金属废水中的F、Cl进行离子交换，将其从重金属废水中去除，先去除Cl，除完后能在溶液中取样，加入硝酸银溶液，通过观察是否有沉淀产生而判断Cl是否去除完全，若无沉淀，证明Cl已经去除完全，再去除F，F去除后，取样分析溶液中的F离子浓度，判断去除效果，其操作方便快捷，去除效果好;
3)本发明的LHR-Cl-CO树脂吸附Cl后能用硫酸溶液对该树脂解吸再生，并限定了具体的解吸再生方法，再生后的树脂能重复利用，降低了处理成本;
4)本发明阴离子交换树脂为LH-F树脂在吸附F后能用硫酸铝溶液对其解吸再生，并具体限定了解吸再生方法，再生后的树脂能重复利用，降低了处理成本;
5)本发明将除Pb、Fe、F及Cl之后的溶液通过旋流电解技术进一步去除其他重金属杂质，回收重复利用，本发明流程短、高效环保、安全、工艺简单、可靠，操作简单易行，离子的脱出率高，有效实现了废水的净化处理，整个过程新无废弃物生成，并将净化后的水中重金属等含量在10个ppm以下，继续返回使用，实现了资环回收利用。