公布日：2023.03.10
申请日：2022.12.02
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/42(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/469(2006.01)N;C02F101/20(2023.01)N
摘要
本发明属于废水处理技术领域，具体为一种高盐重金属废水分类资源化回收系统和方法，可将工业生产过程中产生的废水，采用重金属离子交换器和沉淀分离器对高盐重金属废水进行处理实现重金属的分类回收，得到分类的重金属产品和重金属净化溶液，采用包括多级不同压力等级和不同截留能力的膜组件的膜分离装置对重金属净化溶液进行处理实现净化水的分离回收，得到净化水和分离液，在电场作用下通过离子交换膜处理分离液得到酸和碱，回收得到的重金属、净化水、酸和碱具有较高的利用价值，本发明高盐重金属废水处理方法简单，不产生二次污染，实现废水处理零排放。
权利要求书
1.一种高盐重金属废水分类资源化回收系统，其特征在于，包括：重金属回收系统，用于对高盐重金属废水中含有的重金属进行分类回收，经过重金属回收系统后，得到分类的重金属产品和重金属净化溶液；净化水回收系统，用于对重金属净化溶液进行分离回收，经过净化水回收系统后，得到净化水和分离液；盐分回收系统，用于对分离液中盐分进行处理得到酸和碱；所述重金属回收系统、净化水回收系统和盐分回收系统依次连接。
2.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于，所述重金属回收系统采用重金属离子交换器和沉淀分离器实现重金属的分类回收。
3.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于，所述净化水回收系统采用包括多级不同压力等级和不同截留能力的膜组件的膜分离装置实现净化水的分离回收。
4.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于，所述盐分回收系统在电场作用下通过离子交换膜处理得到酸和碱。
5.根据权利要求2所述的回收系统，其特征在于，所述重金属离子交换器装填CXO-18型螯合树脂和CH-90螯合树脂，分别对废水中的部分重金属离子进行吸附。
6.根据权利要求5所述的回收系统，其特征在于，经过重金属离子交换器装填的螯合树脂吸附后的溶液进入沉淀分离器，沉淀分离器采用两级串联，一级沉淀分离投加氢氧化钠，通过固液分离，沉淀底泥得到重金属氢氧化物；二级沉淀分离投加氢氧化钠和碳酸钠，通过固液分离，沉淀底泥得到重金属碳酸盐。
7.根据权利要求3所述的回收系统，其特征在于，净化水回收系统采用包括三级不同压力等级和不同截留能力的膜组件的膜分离装置，重金属净化溶液进入膜分离装置一，膜分离装置一采用纳滤级别过滤膜，采用耐压等级为40bar和80bar的膜组件，将重金属净化溶液分离成高价盐离子溶液和一价盐离子溶液；一价盐离子溶液进入膜分离装置二，膜分离装置二采用反渗透级别过滤膜，采用耐压等级为75bar的膜组件，将水分子和盐离子进行分离得到淡水和一价盐离子溶液，经过分离的淡水进入膜分离装置三，膜分离装置三采用反渗透级别过滤膜，采用耐压等级为40bar的膜组件，进一步将水分子和盐离子进行分离得到净化水和一价盐离子溶液，净化水回收率≥95％，净化水电导率≤10μs/cm。
8.根据权利要求7所述的回收系统，其特征在于，所述分离液包括净化水回收系统分离得到的一价盐离子溶液和/或高价盐离子溶液。
9.根据权利要求8所述的回收系统，其特征在于，分离液进入盐分回收系统，盐分回收系统在电场作用下，盐离子溶液中的正负离子迁移至离子交换膜另一侧，正价离子迁移，形成碱，负离子迁移，形成酸，盐分回收率≥99％，得到浓度分别为5-7wt％的硫酸、5-7wt％的盐酸和4-5wt％的氢氧化钠。
10.一种高盐重金属废水分类资源化回收方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的回收系统，包括如下步骤：S1.重金属回收：采用重金属离子交换器和沉淀分离器对高盐重金属废水进行处理实现重金属的分类回收，得到分类的重金属产品和重金属净化溶液；S2.净化水回收：采用包括多级不同压力等级和不同截留能力的膜组件的膜分离装置对重金属净化溶液进行处理实现净化水的分离回收，得到净化水和分离液；S3.盐分回收：在电场作用下通过离子交换膜处理分离液得到酸和碱。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提出一种高盐重金属废水分类资源化回收系统和方法，可将工业生产过程中产生的废水，通过本发明的系统和方法进行分类回收，实现不同物质的资源化回收。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种高盐重金属废水分类资源化回收系统，包括：
重金属回收系统，用于对高盐重金属废水中含有的重金属进行分类回收，经过重金属回收系统后，得到分类的重金属产品和重金属净化溶液；
净化水回收系统，用于对重金属净化溶液进行分离回收，经过净化水回收系统后，得到净化水和分离液；
盐分回收系统，用于对分离液中盐分进行处理得到酸和碱；
所述重金属回收系统、净化水回收系统和盐分回收系统依次连接。
作为本发明所述的一种高盐重金属废水分类资源化回收系统的优选方案，其中：所述重金属回收系统采用重金属离子交换器和沉淀分离器实现重金属的分类回收。
作为本发明所述的一种高盐重金属废水分类资源化回收系统的优选方案，其中：所述净化水回收系统采用包括多级不同压力等级和不同截留能力的膜组件的膜分离装置实现净化水的分离回收。
作为本发明所述的一种高盐重金属废水分类资源化回收系统的优选方案，其中：所述盐分回收系统在电场作用下通过离子交换膜处理得到酸和碱。
作为本发明所述的一种高盐重金属废水分类资源化回收系统的优选方案，其中：所述重金属离子交换器装填CXO-18型螯合树脂和CH-90螯合树脂，分别对废水中的部分重金属离子进行吸附。
作为本发明所述的一种高盐重金属废水分类资源化回收系统的优选方案，其中：经过重金属离子交换器装填的螯合树脂吸附后的溶液进入沉淀分离器，沉淀分离器采用两级串联，一级沉淀分离投加氢氧化钠，通过固液分离，沉淀底泥得到重金属氢氧化物；二级沉淀分离投加氢氧化钠和碳酸钠，通过固液分离，沉淀底泥得到重金属碳酸盐。
作为本发明所述的一种高盐重金属废水分类资源化回收系统的优选方案，其中：净化水回收系统采用包括三级不同压力等级和不同截留能力的膜组件的膜分离装置，重金属净化溶液进入膜分离装置一，膜分离装置一采用纳滤级别过滤膜，采用耐压等级为40bar和80bar的膜组件，将重金属净化溶液分离成高价盐离子溶液和一价盐离子溶液；一价盐离子溶液进入膜分离装置二，膜分离装置二采用反渗透级别过滤膜，采用耐压等级为75bar的膜组件，将水分子和盐离子进行分离得到淡水和一价盐离子溶液，经过分离的淡水进入膜分离装置三，膜分离装置三采用反渗透级别过滤膜，采用耐压等级为40bar的膜组件，进一步将水分子和盐离子进行分离得到净化水和一价盐离子溶液，净化水回收率≥95％，净化水电导率≤10μs/cm。
作为本发明所述的一种高盐重金属废水分类资源化回收系统的优选方案，其中：所述分离液包括净化水回收系统分离得到的一价盐离子溶液和/或高价盐离子溶液。
作为本发明所述的一种高盐重金属废水分类资源化回收系统的优选方案，其中：分离液进入盐分回收系统，盐分回收系统在电场作用下，盐离子溶液中的正负离子迁移至离子交换膜另一侧，正价离子迁移，形成碱，负离子迁移，形成酸，盐分回收率达到≥99％，得到浓度分别为5-7wt％的硫酸、5-7wt％的盐酸和4-5wt％的氢氧化钠。
为解决上述技术问题，根据本发明的另一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种高盐重金属废水分类资源化回收方法，包括如下步骤：
S1.重金属回收：采用重金属离子交换器和沉淀分离器对高盐重金属废水进行处理实现重金属的分类回收，得到分类的重金属产品和重金属净化溶液；
S2.净化水回收：采用包括多级不同压力等级和不同截留能力的膜组件的膜分离装置对重金属净化溶液进行处理实现净化水的分离回收，得到净化水和分离液；
S3.盐分回收：在电场作用下通过离子交换膜处理分离液得到酸和碱。
本发明的有益效果如下：
本发明提出一种高盐重金属废水分类资源化回收系统和方法，可将工业生产过程中产生的废水，采用重金属离子交换器和沉淀分离器对高盐重金属废水进行处理实现重金属的分类回收，得到分类的重金属产品和重金属净化溶液，采用包括多级不同压力等级和不同截留能力的膜组件的膜分离装置对重金属净化溶液进行处理实现净化水的分离回收，得到净化水和分离液，在电场作用下通过离子交换膜处理分离液得到酸和碱，回收得到的重金属、净化水、酸和碱具有较高的利用价值，本发明高盐重金属废水处理方法简单，不产生二次污染，实现废水处理零排放。
（发明人：高荣成;覃厚炜;李婷;袁涛;罗登鹏;张梅;蔡国柱）