公布日：2023.03.10
申請日：2022.12.02
分類號：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
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種高鹽重金屬廢水分類資源化回收系統(tǒng)和方法，可將工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，采用重金屬離子交換器和沉淀分離器對高鹽重金屬廢水進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)重金屬的分類回收，得到分類的重金屬產(chǎn)品和重金屬凈化溶液，采用包括多級不同壓力等級和不同截留能力的膜組件的膜分離裝置對重金屬凈化溶液進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)凈化水的分離回收，得到凈化水和分離液，在電場作用下通過離子交換膜處理分離液得到酸和堿，回收得到的重金屬、凈化水、酸和堿具有較高的利用價值，本發(fā)明高鹽重金屬廢水處理方法簡單，不產(chǎn)生二次污染，實(shí)現(xiàn)廢水處理零排放。
權(quán)利要求書
1.一種高鹽重金屬廢水分類資源化回收系統(tǒng)，其特征在于，包括：重金屬回收系統(tǒng)，用于對高鹽重金屬廢水中含有的重金屬進(jìn)行分類回收，經(jīng)過重金屬回收系統(tǒng)后，得到分類的重金屬產(chǎn)品和重金屬凈化溶液；凈化水回收系統(tǒng)，用于對重金屬凈化溶液進(jìn)行分離回收，經(jīng)過凈化水回收系統(tǒng)后，得到凈化水和分離液；鹽分回收系統(tǒng)，用于對分離液中鹽分進(jìn)行處理得到酸和堿；所述重金屬回收系統(tǒng)、凈化水回收系統(tǒng)和鹽分回收系統(tǒng)依次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收系統(tǒng)，其特征在于，所述重金屬回收系統(tǒng)采用重金屬離子交換器和沉淀分離器實(shí)現(xiàn)重金屬的分類回收。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收系統(tǒng)，其特征在于，所述凈化水回收系統(tǒng)采用包括多級不同壓力等級和不同截留能力的膜組件的膜分離裝置實(shí)現(xiàn)凈化水的分離回收。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收系統(tǒng)，其特征在于，所述鹽分回收系統(tǒng)在電場作用下通過離子交換膜處理得到酸和堿。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回收系統(tǒng)，其特征在于，所述重金屬離子交換器裝填CXO-18型螯合樹脂和CH-90螯合樹脂，分別對廢水中的部分重金屬離子進(jìn)行吸附。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的回收系統(tǒng)，其特征在于，經(jīng)過重金屬離子交換器裝填的螯合樹脂吸附后的溶液進(jìn)入沉淀分離器，沉淀分離器采用兩級串聯(lián)，一級沉淀分離投加氫氧化鈉，通過固液分離，沉淀底泥得到重金屬氫氧化物；二級沉淀分離投加氫氧化鈉和碳酸鈉，通過固液分離，沉淀底泥得到重金屬碳酸鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的回收系統(tǒng)，其特征在于，凈化水回收系統(tǒng)采用包括三級不同壓力等級和不同截留能力的膜組件的膜分離裝置，重金屬凈化溶液進(jìn)入膜分離裝置一，膜分離裝置一采用納濾級別過濾膜，采用耐壓等級為40bar和80bar的膜組件，將重金屬凈化溶液分離成高價鹽離子溶液和一價鹽離子溶液；一價鹽離子溶液進(jìn)入膜分離裝置二，膜分離裝置二采用反滲透級別過濾膜，采用耐壓等級為75bar的膜組件，將水分子和鹽離子進(jìn)行分離得到淡水和一價鹽離子溶液，經(jīng)過分離的淡水進(jìn)入膜分離裝置三，膜分離裝置三采用反滲透級別過濾膜，采用耐壓等級為40bar的膜組件，進(jìn)一步將水分子和鹽離子進(jìn)行分離得到凈化水和一價鹽離子溶液，凈化水回收率≥95％，凈化水電導(dǎo)率≤10μs/cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的回收系統(tǒng)，其特征在于，所述分離液包括凈化水回收系統(tǒng)分離得到的一價鹽離子溶液和/或高價鹽離子溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的回收系統(tǒng)，其特征在于，分離液進(jìn)入鹽分回收系統(tǒng)，鹽分回收系統(tǒng)在電場作用下，鹽離子溶液中的正負(fù)離子遷移至離子交換膜另一側(cè)，正價離子遷移，形成堿，負(fù)離子遷移，形成酸，鹽分回收率≥99％，得到濃度分別為5-7wt％的硫酸、5-7wt％的鹽酸和4-5wt％的氫氧化鈉。
10.一種高鹽重金屬廢水分類資源化回收方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的回收系統(tǒng)，包括如下步驟：S1.重金屬回收：采用重金屬離子交換器和沉淀分離器對高鹽重金屬廢水進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)重金屬的分類回收，得到分類的重金屬產(chǎn)品和重金屬凈化溶液；S2.凈化水回收：采用包括多級不同壓力等級和不同截留能力的膜組件的膜分離裝置對重金屬凈化溶液進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)凈化水的分離回收，得到凈化水和分離液；S3.鹽分回收：在電場作用下通過離子交換膜處理分離液得到酸和堿。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的主要目的是提出一種高鹽重金屬廢水分類資源化回收系統(tǒng)和方法，可將工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，通過本發(fā)明的系統(tǒng)和方法進(jìn)行分類回收，實(shí)現(xiàn)不同物質(zhì)的資源化回收。
為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
一種高鹽重金屬廢水分類資源化回收系統(tǒng)，包括：
重金屬回收系統(tǒng)，用于對高鹽重金屬廢水中含有的重金屬進(jìn)行分類回收，經(jīng)過重金屬回收系統(tǒng)后，得到分類的重金屬產(chǎn)品和重金屬凈化溶液；
凈化水回收系統(tǒng)，用于對重金屬凈化溶液進(jìn)行分離回收，經(jīng)過凈化水回收系統(tǒng)后，得到凈化水和分離液；
鹽分回收系統(tǒng)，用于對分離液中鹽分進(jìn)行處理得到酸和堿；
所述重金屬回收系統(tǒng)、凈化水回收系統(tǒng)和鹽分回收系統(tǒng)依次連接。
作為本發(fā)明所述的一種高鹽重金屬廢水分類資源化回收系統(tǒng)的優(yōu)選方案，其中：所述重金屬回收系統(tǒng)采用重金屬離子交換器和沉淀分離器實(shí)現(xiàn)重金屬的分類回收。
作為本發(fā)明所述的一種高鹽重金屬廢水分類資源化回收系統(tǒng)的優(yōu)選方案，其中：所述凈化水回收系統(tǒng)采用包括多級不同壓力等級和不同截留能力的膜組件的膜分離裝置實(shí)現(xiàn)凈化水的分離回收。
作為本發(fā)明所述的一種高鹽重金屬廢水分類資源化回收系統(tǒng)的優(yōu)選方案，其中：所述鹽分回收系統(tǒng)在電場作用下通過離子交換膜處理得到酸和堿。
作為本發(fā)明所述的一種高鹽重金屬廢水分類資源化回收系統(tǒng)的優(yōu)選方案，其中：所述重金屬離子交換器裝填CXO-18型螯合樹脂和CH-90螯合樹脂，分別對廢水中的部分重金屬離子進(jìn)行吸附。
作為本發(fā)明所述的一種高鹽重金屬廢水分類資源化回收系統(tǒng)的優(yōu)選方案，其中：經(jīng)過重金屬離子交換器裝填的螯合樹脂吸附后的溶液進(jìn)入沉淀分離器，沉淀分離器采用兩級串聯(lián)，一級沉淀分離投加氫氧化鈉，通過固液分離，沉淀底泥得到重金屬氫氧化物；二級沉淀分離投加氫氧化鈉和碳酸鈉，通過固液分離，沉淀底泥得到重金屬碳酸鹽。
作為本發(fā)明所述的一種高鹽重金屬廢水分類資源化回收系統(tǒng)的優(yōu)選方案，其中：凈化水回收系統(tǒng)采用包括三級不同壓力等級和不同截留能力的膜組件的膜分離裝置，重金屬凈化溶液進(jìn)入膜分離裝置一，膜分離裝置一采用納濾級別過濾膜，采用耐壓等級為40bar和80bar的膜組件，將重金屬凈化溶液分離成高價鹽離子溶液和一價鹽離子溶液；一價鹽離子溶液進(jìn)入膜分離裝置二，膜分離裝置二采用反滲透級別過濾膜，采用耐壓等級為75bar的膜組件，將水分子和鹽離子進(jìn)行分離得到淡水和一價鹽離子溶液，經(jīng)過分離的淡水進(jìn)入膜分離裝置三，膜分離裝置三采用反滲透級別過濾膜，采用耐壓等級為40bar的膜組件，進(jìn)一步將水分子和鹽離子進(jìn)行分離得到凈化水和一價鹽離子溶液，凈化水回收率≥95％，凈化水電導(dǎo)率≤10μs/cm。
作為本發(fā)明所述的一種高鹽重金屬廢水分類資源化回收系統(tǒng)的優(yōu)選方案，其中：所述分離液包括凈化水回收系統(tǒng)分離得到的一價鹽離子溶液和/或高價鹽離子溶液。
作為本發(fā)明所述的一種高鹽重金屬廢水分類資源化回收系統(tǒng)的優(yōu)選方案，其中：分離液進(jìn)入鹽分回收系統(tǒng)，鹽分回收系統(tǒng)在電場作用下，鹽離子溶液中的正負(fù)離子遷移至離子交換膜另一側(cè)，正價離子遷移，形成堿，負(fù)離子遷移，形成酸，鹽分回收率達(dá)到≥99％，得到濃度分別為5-7wt％的硫酸、5-7wt％的鹽酸和4-5wt％的氫氧化鈉。
為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
一種高鹽重金屬廢水分類資源化回收方法，包括如下步驟：
S1.重金屬回收：采用重金屬離子交換器和沉淀分離器對高鹽重金屬廢水進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)重金屬的分類回收，得到分類的重金屬產(chǎn)品和重金屬凈化溶液；
S2.凈化水回收：采用包括多級不同壓力等級和不同截留能力的膜組件的膜分離裝置對重金屬凈化溶液進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)凈化水的分離回收，得到凈化水和分離液；
S3.鹽分回收：在電場作用下通過離子交換膜處理分離液得到酸和堿。
本發(fā)明的有益效果如下：
本發(fā)明提出一種高鹽重金屬廢水分類資源化回收系統(tǒng)和方法，可將工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，采用重金屬離子交換器和沉淀分離器對高鹽重金屬廢水進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)重金屬的分類回收，得到分類的重金屬產(chǎn)品和重金屬凈化溶液，采用包括多級不同壓力等級和不同截留能力的膜組件的膜分離裝置對重金屬凈化溶液進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)凈化水的分離回收，得到凈化水和分離液，在電場作用下通過離子交換膜處理分離液得到酸和堿，回收得到的重金屬、凈化水、酸和堿具有較高的利用價值，本發(fā)明高鹽重金屬廢水處理方法簡單，不產(chǎn)生二次污染，實(shí)現(xiàn)廢水處理零排放。
（發(fā)明人：高榮成;覃厚煒;李婷;袁濤;羅登鵬;張梅;蔡國柱）
