离子交换法和膜分离法垃圾废水处理新工艺

发布时间:2018-4-10 14:04:03

  离子交换法组合工艺

  离子交换法操作简单、便捷、残渣稳定、无二次污染,但由于离子交换剂选择性强、制造复杂、成本高、再生剂耗量大。因此,在应用上受到很大限制。离子交换组合工艺主要指利用离子交换法结合电渗、混凝、沉淀、膜过滤、吸附等以及多种离子交换剂连用的方法处理含金属离子废水的工艺。由于废水中金属离子往往是多种离子共存,且离子交换剂选择性强,单独使用离子交换法达不到处理要求。组合工艺在一定程度上形成优势互补,提高了处理效果,减少再生机剂的耗量,降低了运行费用。LucíaAlvarado等利用离子交换结合电极电离处理含铬废水,使用AmberliteIRA900阴离子交换树脂进行序批实验,结果显示铬的去除率为97.7%;在电极电离条件下同时使用阴、阳离子交换树脂进行连续离子交换,铬的去除效果加强,去除率高达98.5%,浓缩室的铬还可回收再用,且持续的电极电离能量消耗非常低(<0.07kWh/m3)。AmélieJanin等利用螯合树脂和离子交换树脂从处理木材的沥出液铬、铜、砷(CCA)中选择性回收铬和铜,溶液依次经过螯合树脂M4195和离子交换树脂IR120,选择性捕获96%的Cu和68%的铬。溶液中的铬由于硫酸盐形成复合物而较难处理,2种树脂对砷的去处理也较低。在离子交换树脂处理后,组合了混凝-沉淀工艺进行联合处理,离子树脂交换法-FeCl3混凝-沉淀组合工艺处理后,结果显示99.9%的金属(包括砷)被去除。2种树脂在不同的洗脱剂下,94%的Cu和81%的铬得到回收。

  离子交换树脂法在电子垃圾废水中的重金属离子的回收方面存在很大的优势,但单纯离子交换法并不能保证实际电子垃圾废水的处理效能,离子交换-混凝-沉淀-过滤/(吸附)等组合工艺,在提高成分复杂的电子垃圾废水的有机物、多种重金属的去除效能的前体下,也充分发挥了离子交换树脂回收重金属离子的优势。可在实际生产中根据废水特征和企业的回收需求,选用离子交换树脂组合工艺进行处理。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

  2.1.3膜分离法组合工艺

  膜组合工艺主要是指利用膜法结合生物法、吸附法、浮选等处理含重金属离子废水。膜组合工艺结合了当前膜分离技术的低能耗、高去除率、适应性强、低污染、投资少等优点,以及组合方法的高吸附性、离子交换等优点,浓缩回收废水中的重金属,使废水达标排放的同时产生一定的经济效益。EvinaKatsou等研究了污泥、矿物和膜过滤的组合工艺对废水中Zn2+的去除效能。污泥和超滤膜形成生物膜反应器,通过超滤膜截留污泥絮体和胶体,Zn2+吸附在污泥絮体和胶体而得到去除,同时加入具有高吸附性能的廉价天然矿物进一步提高Zn2+的去除率。研究表明在不加任何天然矿物下单独使用膜过滤可去除38%~78%的Zn2+,加入矿物后提高了Zn2+的去除效率,在某些情况下去除率超过90%。CBlocher等研究混合浮选法-膜过滤组合工艺去除废水中的金属离子,利用粉末状合成沸石作为吸附剂吸附金属离子,过程中通入空气,上升的气泡俘获已负载金属离子的吸附剂,得到高度浓缩的泡沫层,进一步去除泡沫层使金属离子得到去除。处理水再通过微滤膜过滤将吸附剂和金属离子进一步去除,最终污水中沸石去除率达100%,金属离子去除率达99.9%,满足污水排放标准。膜组合工艺的使用显著提高了处理效果,但在处理过程中依然面临膜污染的问题,膜污染使得组合工艺的处理效能降低、处理时间延长。而当前,膜科学领域克服膜污染的前沿研究是解决该组合工艺的突破口,如对膜表面进行修饰或研究新型膜材料以减少膜表面的沉积物污染等方面的研究,是今后需要进一步突破的方向。

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