含金屬離子酸性廢液的擴散與電滲析集成處理方法和裝置的製作方法

2023-09-23 16:01:50 4

專利名稱：含金屬離子酸性廢液的擴散與電滲析集成處理方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於廢水處理技術領域，具體涉及對含金屬離子酸性廢液進行擴散滲析與電滲析集成處理的裝置及方法。
背景技術：
據中國《汙染防治技術》雜誌(2008，21 :59-61)介紹，在鈦材、鋼鐵、電鍍、溼法煉銅、稀土等工業中，通常採用鹽酸、硫酸、硝酸和氫氟酸等無機酸來清洗金屬表面或溶解礦石，因此會有大量含金屬離子的酸性廢液產生。對於這些酸性廢液如果不進行適當處理而直接排放，不僅會對環境造成汙染，同時也浪費了自然資源。目前雖然已有一些用於處理這類廢液的方法，其中包括投藥中和、酸鹼廢水相互中和、過濾中和等，但這些方法還不能夠充分有效地回收可利用的物質，且存在成本太高、容易產生二次汙染等問題。擴散滲析是一種以濃度梯度作為推動力的自發膜分離過程，由於其具有效率高、安裝和操作費用低、操作簡單、能耗低等優勢，已成功應用於鈦白粉加工、鋼鐵生產、有色金屬冶煉等行業中，用來處理含金屬離子酸性廢液並回收無機酸。但擴散滲析也存在著一些不足。首先，由於擴散滲析在工業應用時主要採取的是連續操作，酸性廢液和淡水連續不斷地進入擴散滲析裝置進行傳質交換，因此需要大量的淡水作為接受液來接受來自酸性廢液側的無機酸。然而據美國《科學》雜誌(Science，302 :1524-1528)介紹，近年來全世界都面臨著水危機，大約有50 億人生活在用水緊張或水缺乏的地區，水資源已變得越來越緊張，由此會進一步限制擴散滲析的廣泛應用。另外，由於經過擴散滲析處理後的回收酸液濃度較低，通常達不到直接使用的標準，需要混合部分新鮮酸液才能重新投入使用，因此在整個擴散滲析的體系中須引入額外的酸液。《第三屆膜分離技術在冶金工業中應用研討會論文集》(2009,51-55)中介紹了一種由支撐板、密封墊、離子交換膜、密封墊、流道隔網、密封墊、離子交換膜、密封墊和支撐板依次疊壓後用夾緊裝置固定而成的板框式擴散滲析裝置，但該裝置龐大笨重、不易運輸，且裝置內部裝填密度低、流通通道窄，容易造成堵塞和傳質不充分；在工業應用時，板框式擴散滲析裝置通常需要酸性廢液罐、淡水罐、滲餘液罐和滲析液罐四個罐體盛放溶液，酸性廢液罐中的酸性廢液和淡水罐中的淡水連續不斷地進入板框式擴散滲析裝置進行傳質交換， 因此需要大量的淡水作為接受液，且滲析液罐中的回收酸液濃度較低。至今尚未見到有將板框式擴散滲析裝置同電滲析裝置集成或者耦合起來使用的相關報導。中國專利申請號201010144042. 4提出的一種螺旋卷式擴散滲析裝置，是在兩根並排的中心管間夾入一張離子交換膜和膜兩側的流道隔網，相互緊貼著圍繞中心管按同一方向一起卷，並在軸向邊緣粘合密封成圓筒體；離子交換膜末端處在圓筒體外緣上形成兩個徑向對稱的切線方向流道開口，分別粘接密封固定一側流管，再以塑料薄膜將包括側流管在內的整個圓筒體繞緊密封固定，形成膜芯，將膜芯裝入圓筒形外殼內，兩端頭用粘合劑澆鑄固定，構成帶兩對進出口接管的螺旋卷式擴散滲析裝置。這種由中心管、離子交換膜、 流道隔網、側流管卷制而成的螺旋卷式擴散滲析裝置與板框式擴散滲析裝置相比，具有體積小、重量輕、便於運輸和組裝、節約空間、徑向為螺旋式流動、促進湍流、便於強化傳質和減輕濃差極化等優點。但該螺旋卷式擴散滲析裝置與板框式擴散滲析裝置一樣需要酸性廢液罐、淡水罐、滲餘液罐和滲析液罐四個罐體來盛放溶液，酸性廢液罐中的廢液和淡水罐中的淡水連續不斷地進入螺旋卷式擴散滲析裝置進行傳質交換，因此同樣需要大量的淡水作為接受液，並且回收得到的酸液濃度也很低。至今也未見到將螺旋卷式擴散滲析裝置與電滲析裝置集成或者耦合起來使用的相關報導。

發明內容
本發明的目的是提出一種用於對含金屬離子酸性廢液進行擴散滲析和電滲析集成處理的裝置和方法，以克服現有技術的上述缺陷。本發明的用於對含金屬離子酸性廢液進行擴散滲析和電滲析集成處理的裝置，由擴散滲析裝置與電滲析裝置按如下方式組合而成所述擴散滲析裝置採用在兩根並排的中心管35A和35B之間夾入一張離子交換膜和該膜兩側的流道隔網，相互緊貼著圍繞中心管35A和35B按同一方向一起卷制，邊卷邊在離子交換膜及流道隔網的軸向邊緣塗上粘合劑粘合密封，至離子交換膜末端處在圓筒體外緣上形成兩個徑向對稱的切線方向流道開口，分別粘接固定側流管36和37，並在軸向邊緣粘合密封成圓筒體，再以塑料薄膜將包括側流管在內的整個圓筒體繞緊密封固定，形成膜芯，將膜芯裝入圓筒形外殼內，兩端頭用粘合劑澆鑄固定，構成從兩根中心管35A和35B分別經離子交換膜、兩側流道隔網到兩根側流管36和37的兩個流道，連接兩對進出口接管的螺旋卷式擴散滲析裝置I，將該裝置兩個流道中的一個流道的進口為中心管35B的接口 28， 以矽橡膠管連接到酸性廢液罐4內部，該流道的出口為側流管37的接口 31，通過矽橡膠管並經滲餘液蠕動泵3連接到滲餘液罐5內部，作為酸性廢液流道；或，所述擴散滲析裝置採用由支撐板、密封墊、離子交換膜、密封墊、流道隔網、密封墊、離子交換膜、密封墊和支撐板依次疊壓而成的膜堆40，通過前夾緊板38和後夾緊板 39固定而成的板框式擴散滲析裝置I』，將該裝置兩個流道中的一個流道的進口 43通過矽橡膠管連接到酸性廢液罐4內部，該流道的出口 42通過矽橡膠管並經滲餘液蠕動泵3連接到滲餘液罐5內部，該流道作為酸性廢液流道；所述電滲析裝置2由陰離子交換膜和陽離子交換膜交替疊壓後加上流道隔網和密封墊等輔助材料組成的膜堆34以及陰電極19和陽電極18，通過前夾板32和後夾板33 固定構成，其陽極室進口 20、出口 22，陰極室進口 24、出口 27和濃縮室進口 25、出口 23分別通過乳膠管連接到對應的陽極室罐6、陰極室罐8和濃縮室罐7的內部，該三個罐體內置有分別與相應的陽極室罐6、陰極室罐8和濃縮室罐7中的進口乳膠管相連的陽極潛水泵12、 陰極潛水泵14和濃縮潛水泵13，形成陽極室循環迴路、陰極室循環迴路和濃縮室循環迴路三個各自獨立的循環迴路，將該電滲析裝置2的陰電極19和陽電極18分別通過導線與配套直流電源的正極16和負極17相連接；其特徵在於將螺旋卷式擴散滲析裝置I的另一個流道的進口 --側流管36的接口 29通過矽橡膠管連接到緩衝罐9內部，該流道的出口一中心管35A的接口 30通過矽橡膠管並經接受液蠕動泵11連接到緩衝罐9內部，該流道作為接受液流道；
或將板框式擴散滲析裝置I』的另一個流道的進口 44通過矽橡膠管連接到緩衝罐 9內部，該流道的出口 41通過矽橡膠管並經接受液蠕動泵11連接到緩衝罐9內部，該流道作為接受液流道；將所述電滲析裝置2中的淡化室進口 21、出口 26通過乳膠管連接到緩衝罐9的內部，並在緩衝罐9中安置緩衝潛水泵15與電滲析裝置2淡化室的進口乳膠管相連。這樣通過緩衝罐9將螺旋卷式擴散滲析裝置I或板框式擴散滲析裝置I』和電滲析裝置2聯繫起來，形成一個可對含金屬離子酸性廢液進行集成處理的裝置。本發明利用上述集成裝置對含金屬離子酸性廢液進行擴散滲析和電滲析集成處理的方法，其特徵在於先分別往緩衝罐9中灌注淡水至淹沒罐中的緩衝潛水泵15，往酸性廢液罐4中灌注酸濃度為Ι-lOmol/L、金屬離子濃度為O. 1-lOmol/L的含金屬離子酸性廢液至佔罐體容積的10-90%，用滲餘液罐5接收經過擴散滲析處理的酸性廢液，往濃縮室罐7 中灌注濃度為O. l_2mol/L且與酸性廢液中的無機酸是同一種酸的溶液至淹沒罐體中的濃縮潛水泵13，往陽極室罐6和陰極室罐8中分別灌注O. 01-2mol/L的強電解質溶液至淹沒罐中的陽極潛水泵12、陰極潛水泵14 ;分別用酸性廢液衝洗擴散滲析裝置的酸性廢液流道和用淡水衝洗擴散滲析裝置的淡水流道以排除兩個流道中的氣泡，然後開啟滲餘液蠕動泵 3，調節選定一個流速作為滲餘液的流速，並且保持滲餘液蠕動泵3在整個集成處理過程中始終以該流速運行；同時保持接受液蠕動泵11始終以該蠕動泵能達到的最大流速循環緩衝罐9中的溶液以保證與酸性廢液進行充分傳質；先單獨運行擴散滲析裝置，並在擴散滲析裝置運行的同時，開動四個潛水泵分別對陽極室罐6、陰極室罐8、濃縮室罐7、緩衝罐9中的溶液進行循環以排除電滲析裝置2內部的氣泡；在擴散滲析裝置單獨運行至少十分鐘之後，再開啟直流電源10運行電滲析裝置，之後保持擴散滲析裝置和電滲析裝置一起運行。可以通過調節直流電源10對電滲析裝置實現恆流或恆壓操作，通過調節直流電源10的電流或電壓大小來調節電滲析裝置的處理能力。可以通過調節滲餘液蠕動泵3的流速大小來調節擴散滲析裝置的處理能力。所述強電解質溶液可選用濃度為O. 01-2mol/L的氫氧化鈉、硫酸、氫氧化鉀或硫酸鈉溶液；優選濃度為O. 1-lmol/L的硫酸鈉溶液。由於本發明的含金屬離子酸性廢液的處理裝置和處理方法利用電滲析裝置的濃縮淡化能力淡化擴散滲析過程的滲析液，再將淡化的滲析液作為擴散滲析過程的接受液， 這樣可使擴散滲析裝置的接受液一側溶液得到循環使用，與現有的擴散滲析過程連續進水相比，大大減少了擴散滲析過程中水的消耗量；同時可以延長電滲析過程的操作時間，使回收穫得的酸濃度能夠達到直接使用的要求，從而免去了在連續擴散滲析操作後的回收酸中加入新鮮的酸液，因此使回收穫得的酸得到充分利用。


圖I為現有的螺旋卷式擴散滲析裝置示意圖。圖2為現有的電滲析裝置示意圖。圖3為本發明的由螺旋卷式擴散滲析裝置和電滲析裝置集成的處理裝置及其處理模擬化成箔廢水的工藝流程圖。圖4為現有的板框式擴散滲析裝置示意圖。
圖5為本發明的由板框式擴散滲析裝置和電滲析裝置集成的處理裝置及其處理模擬鋼鐵廢水的工藝流程圖。
具體實施例方式以下結合實施例進一步詳細說明本發明處理含金屬離子酸性廢液的處理裝置及處理方法。實施例I :採用由螺旋卷式擴散滲析裝置和電滲析裝置集成的處理裝置處理模擬化成箔廢水圖I為本實施例中採用的螺旋卷式擴散滲析裝置示意圖。該螺旋卷式擴散滲析裝置I是根據中國專利申請號201010144042. 4中所介紹的方式進行組裝而成在兩根並排的中心管35A和35B間夾入一張山東天維膜技術有限公司提供的DF-120陰離子交換膜和該膜兩側的流道隔網，相互緊貼著圍繞中心管35A和35B按同一方向一起卷制而成，邊卷邊在離子交換膜及流道隔網的軸向邊緣塗上粘合劑粘合密封，至離子交換膜末端處在圓筒體外緣上形成兩個徑向對稱的切線方向流道開口，分別粘接固定側流管36和37，並在軸向邊緣粘合密封成圓筒體，再以塑料薄膜將包括側流管在內的整個圓筒體繞緊密封固定，形成膜芯，將膜芯裝入圓筒形外殼內，兩端頭用粘合劑澆鑄固定，構成從兩根中心管35A和35B分別經離子交換膜、兩側流道隔網到兩根側流管36和37的兩個流道，並在兩個流道的進出口連接兩對進出口接管。該螺旋卷式擴散滲析裝置I的有效膜面積約為1.0m2。將該裝置的一個流道的進口一中心管35B的接口 28通過矽橡膠管連接到酸性廢液罐4內部，該流道的出口一側流管37的接口 31通過矽橡膠管並經滲餘液蠕動泵3連接到滲餘液罐5內部， 作為酸性廢液流道；另一個流道的進口一側流管36的接口 29通過矽橡膠管連接到淡水罐 47的內部，該流道的出口一中心管35A的接口 30通過矽橡膠管並經接受液蠕動泵11連接到滲析液罐48的內部,該流道作為接受液流道；圖2為本實施例中採用的現有的電滲析裝置示意圖。該電滲析裝置是根據機電商情網中所介紹的方式進行組裝而成採用由北京廷潤膜技術開發有限公司提供的陰離子交換膜和陽離子交換膜交替疊在一起再加上密封墊和流道隔網等輔助材料形成有七對陰、陽離子交換膜重複單元構成的膜堆34，每張膜的有效面積約為O. 78X1. 03dm2，及分別設置在膜堆兩端的陰陽電極19、18和安置在電極兩端的前夾板32和後夾板33通過螺栓夾緊形成的電滲析裝置2，其陽極室進口 20、出口 22，陰極室進口 24、出口 27，濃縮室進口 25、出口 23 和淡化室進口 21、出口 26分別通過乳膠管連接到對應的陽極室罐6、陰極室罐8、濃縮室罐 7和淡化室罐46的內部，該四個罐體內置有分別與相應的陽極室罐6、陰極室罐8、濃縮室罐 7和淡化室罐46中的進口乳膠管相連的陽極潛水泵12、陰極潛水泵14、濃縮潛水泵13和淡化潛水泵45，形成從陽極室罐6開始經過陽極潛水泵12到陽極室進口 20再到陽極室出口 22最後回到陽極室罐6的陽極循環迴路、從陰極室罐8開始經過陰極潛水泵14到陰極室進口 24再到陰極室出口 27最後回到陰極室罐8的陰極循環迴路、從濃縮室罐7開始經過濃縮潛水泵13到濃縮室進口 25再到濃縮室出口 23最後回到濃縮室罐7的濃縮循環迴路和從淡化室罐46開始經過淡化潛水泵45到淡化室進口 21再到淡化室出口 26最後回到淡化室罐46的淡化循環迴路這四個各自獨立的循環迴路。將該電滲析裝置2的陰電極19 和陽電極18分別通過導線與配套直流電源的正極16和負極17相連接。
圖3為本實施例利用上述現有的螺旋卷式擴散滲析裝置和電滲析裝置進行集成的處理裝置及其處理模擬化成箔廢水的工藝流程圖。本實施例的集成裝置是在上述現有的螺旋卷式擴散滲析裝置I和電滲析裝置2的基礎上，將該螺旋卷式擴散滲析裝置I的接受液流道的進出口矽橡膠管置於緩衝罐9中，電滲析裝置2淡化室罐46中的進出口乳膠管置於緩衝罐9中，並在緩衝罐9中安置緩衝潛水泵15與電滲析裝置2淡化室的進口乳膠管相連，即使用緩衝罐9替代螺旋卷式擴散滲析裝置I的淡水罐47、滲析液罐48和電滲析裝置2的淡化室罐46，如此通過緩衝罐9將螺旋卷式擴散滲析裝置I和電滲析裝置2聯繫起來形成一個進行含金屬離子酸性廢液處理的集成
>j-U ρ α裝直。利用上述組裝好的酸性廢液集成處理裝置進行含金屬離子酸性廢液處理操作時，先往緩衝罐9中灌注2L淡水至罐體容量的2/3 ;往酸性廢液罐4中灌注2-3L組成為 O. 15mol/L AlCl3和I. 35mol/L HCl的模擬化成箔廢水，約佔罐體的70-90% ;用滲餘液罐 5接收經過擴散滲析處理後的酸性廢液；往濃縮室罐7中灌注IL濃度為O. 24mol/L的鹽酸溶液，約佔罐體容積的90% ;往陽極室罐6和陰極室罐8裡分別灌注O. 5L濃度為O. 5mol/ L的硫酸鈉溶液，約佔罐體體積的50%;分別用酸性廢液衝洗螺旋卷式擴散滲析裝置I的酸性廢液流道和用淡水衝洗螺旋卷式擴散滲析裝置I的淡水流道以排除流道中的氣泡，然後開啟滲餘液蠕動泵3電源，調節一個流速作為滲餘液流速，並且保持滲餘液蠕動泵3在整個集成處理過程中始終以該流速運行。本實施例中調節滲餘液的流速Qf分別為O. 24,0. 36、 O. 48,0. 60,0. 72L/h。同時保持接受液蠕動泵11始終以該蠕動泵能達到的最大流速10. 2L/ h循環緩衝罐9中的溶液以保證與酸性廢液進行充分傳質；在螺旋卷式擴散滲析裝置I單獨運行的過程中，啟動四個潛水泵12、14、13和15分別循環陽極室罐6、陰極室罐8、濃縮室罐7、緩衝罐9中的溶液以排除電滲析裝置2內部的氣泡；在螺旋卷式擴散滲析裝置I單獨運行至少十分鐘後，本實施例中設置擴散滲析裝置單獨運行的時間T1分別為10、20、30、40、 50min，開啟直流電源10運行電滲析裝置2，本實施例中電流I分別設置為I、I. 5、2、2. 5 A， 之後保持螺旋卷式擴散滲析裝置I和電滲析裝置2 —起運行180min。在上述含金屬離子酸性廢液集成處理操作過程中，待處理的組成為O. 15mol/ LAlCljP I. 35mol/L HCl的模擬化成箔廢水從酸性廢液罐通過矽橡膠管進入到本發明集成處理裝置中的螺旋卷式擴散滲析裝置I的中心管35B，然後進入酸性廢液流道，與接受液流道的接受液進行充分傳質交換，然後從側流管37流出通過矽橡膠管並經滲餘液蠕動泵3最終到達滲餘液罐5，其中在傳質交換的過程中，模擬化成箔廢水中的鹽酸透過DF-120陰離子交換膜到達接受液流道，也即模擬化成箔廢水中的鹽酸得到了回收。緩衝罐9中的溶液一邊通過矽橡膠管進入本發明集成處理裝置中的螺旋卷式擴散滲析裝置I的側流管36，然後進入接受液流道，與酸性廢液流道的模擬化成箔廢水進行充分傳質交換，同時接受來自酸性廢液流道的鹽酸，最後從中心管35A流出通過矽橡膠管並經接受液蠕動泵11到達緩衝罐9，一邊又通過緩衝潛水泵15並經乳膠管進入到電滲析裝置2的淡化室，利用電滲析裝置2的濃縮淡化能力淡化緩衝罐9中的溶液，然後淡化後的溶液通過乳膠管回到緩衝罐9 中，如此，緩衝罐中的溶液濃度始終保持較低，而濃縮室罐中的溶液濃度越來越高。因此，本發明是利用集成處理裝置中的電滲析裝置的濃縮淡化能力淡化擴散滲析過程的滲析液，再將淡化的滲析液作為擴散滲析過程的接受液，使得擴散滲析裝置的接受液得到了循環。同時，可以延長操作時間使得本發明集成處理裝置中的電滲析裝置的濃縮室的鹽酸溶液濃度能夠達到直接使用的要求。通過上述處理操作過程，所獲得的部分結果整理如表I。表I螺旋卷式擴散滲析裝置和電滲析裝置處理模擬化成箔廢水的部分結果
權利要求
1.一種用於對含金屬離子酸性廢液進行擴散滲析和電滲析集成處理的裝置，由擴散滲析裝置與電滲析裝置按如下方式組合而成所述擴散滲析裝置採用在兩根並排的中心管(35A和35B)之間夾入一張離子交換膜和該膜兩側的流道隔網，相互緊貼著圍繞中心管(35A和35B)按同一方向一起卷制而成，邊卷邊在離子交換膜及流道隔網的軸向邊緣塗上粘合劑粘合密封，至離子交換膜末端處在圓筒體外緣上形成兩個徑向對稱的切線方向流道開口，分別粘接固定側流管(36和37)，並在軸向邊緣粘合密封成圓筒體，再以塑料薄膜將包括側流管在內的整個圓筒體繞緊密封固定， 形成膜芯，將膜芯裝入圓筒形外殼內，兩端頭用粘合劑澆鑄固定，構成從兩根中心管(35A 和35B)分別經離子交換膜、兩側流道隔網到兩根側流管(36和37)的兩個流道，連接兩對進出口接管的螺旋卷式擴散滲析裝置(I)，將該裝置兩個流道中的一個流道的進口為中心管(35B)的接口(28)以矽橡膠管連接到酸性廢液罐4內部，該流道的出口為側流管(37) 的接口(31)通過矽橡膠管並經滲餘液蠕動泵(3)連接到滲餘液罐(5)內部，作為酸性廢液流道；或，所述擴散滲析裝置採用由支撐板、密封墊、離子交換膜、密封墊、流道隔網、密封墊、 離子交換膜、密封墊和支撐板依次疊壓而成的膜堆(40)，通過前夾緊板(38)和後夾緊板(39)固定而成的板框式擴散滲析裝置(I』)，將該裝置兩個流道中的一個流道的進口(43) 通過矽橡膠管連接到酸性廢液罐(4)內部，該流道的出口(42)通過矽橡膠管並經滲餘液蠕動泵(3)連接到滲餘液罐(5)內部，該流道作為酸性廢液流道；所述電滲析裝置(2)由陰離子交換膜和陽離子交換膜交替疊壓後加上流道隔網和密封墊組成的膜堆(34)以及陰電極(19)和陽電極(18)，通過前夾板(32)和後夾板(33)固定構成，其陽極室進口(20)、陽極室出口(22)，陰極室進口(24)、陰極室出口(27)和濃縮室進口(25)、濃縮室出口(23)分別通過乳膠管連接到對應的陽極室罐￠)、陰極室罐(8)和濃縮室罐(7)的內部，該三個罐體內置有分別與相應的陽極室罐￠)、陰極室罐(8)和濃縮室罐(7)中的進口乳膠管相連的陽極潛水泵(12)、陰極潛水泵(14)和濃縮潛水泵(13)，形成陽極室循環迴路、陰極室循環迴路和濃縮室循環迴路三個各自獨立的循環迴路，將該電滲析裝置⑵的陰電極(19)和陽電極(18)分別通過導線與配套直流電源的正極(16)和負極(17)相連接；其特徵在於將螺旋卷式擴散滲析裝置(I)的另一個流道的進口一側流管(36)的接口(29)通過矽橡膠管連接到緩衝罐(9)內部，該流道的出口一中心管(35A)的接口(30)通過矽橡膠管並經接受液蠕動泵(11)連接到緩衝罐(9)內部，該流道作為接受液流道；或，將板框式擴散滲析裝置(I』 )的另一個流道的進口(44)通過矽橡膠管連接到緩衝罐(9)內部，該流道的出口(41)通過矽橡膠管並經接受液蠕動泵(11)連接到緩衝罐(9) 內部，該流道作為接受液流道；將所述電滲析裝置(2)中的淡化室進口(21)和出口(26)通過乳膠管連接到緩衝罐(9)的內部，並在緩衝罐(9)中安置緩衝潛水泵(15)與電滲析裝置(2)淡化室的進口乳膠管相連。
2.利用權利要求I所述集成裝置進行含金屬離子酸性廢液處理的方法，其特徵在於 分別往緩衝罐(9)中灌注淡水至淹沒罐中的緩衝潛水泵(15);往酸性廢液罐(4)中灌注酸濃度為l-10mol/L、金屬離子濃度為0. l-10mol/L的含金屬離子酸性廢液至佔罐體體積的10-90%;用滲餘液罐(5)接收經過擴散滲析處理的酸性廢液；往濃縮室罐(7)中灌注濃度為O. l_2mol/L且與酸性廢液中的無機酸是同一種酸的溶液至淹沒罐體中的濃縮潛水泵 (13);往陽極室罐(6)和陰極室罐(8)中分別灌注0.01-2mol/L的強電解質溶液至淹沒罐中的陽極潛水泵(12)、陰極潛水泵(14);分別用酸性廢液衝洗擴散滲析裝置的酸性廢液流道和用淡水衝洗擴散滲析裝置的淡水流道以排除兩個流道中的氣泡，然後開啟滲餘液蠕動泵(3)，調節選定一個流速作為滲餘液的流速，並且保持滲餘液蠕動泵(3)在整個集成處理過程中始終以該流速運行；同時保持接受液蠕動泵(11)始終以該蠕動泵能達到的最大流速循環緩衝罐(9)中的溶液以保證與酸性廢液進行充分傳質；先單獨運行擴散滲析裝置， 並在擴散滲析裝置運行的同時，開動四個潛水泵分別對陽極室罐￠)、陰極室罐(8)、濃縮室罐(7)、緩衝罐(9)中的溶液進行循環以排除電滲析裝置(2)內部的氣泡；在擴散滲析裝置單獨運行至少十分鐘之後，再開啟直流電源(10)運行電滲析裝置(2)，之後保持擴散滲析裝置和電滲析裝置一起運行。
3.如權利要求2所述利用權利要求I所述集成裝置進行含金屬離子酸性廢液處理的方法，特徵在於通過調節直流電源(10)對電滲析裝置實現恆流或恆壓操作，通過調節直流電源(10)的電流或電壓大小來調節電滲析裝置的處理能力。
4.如權利要求2所述利用權利要求I所述集成裝置進行含金屬離子酸性廢液處理的方法，特徵在於通過調節滲餘液蠕動泵(3)的流速大小來調節擴散滲析裝置的處理能力。
5.如權利要求2所述利用權利要求I所述集成裝置進行含金屬離子酸性廢液處理的方法，特徵在於所述強電解質溶液選用濃度為O. 01-2mol/L的氫氧化鈉、硫酸、氫氧化鉀或硫酸鈉溶液。
全文摘要
本發明公開了一種含金屬離子酸性廢液的擴散滲析與電滲析集成處理的方法和裝置，特徵是其中擴散滲析裝置採用板框式擴散滲析裝置或螺旋卷式擴散滲析裝置，採用一個緩衝罐將擴散滲析裝置和電滲析裝置聯繫起來形成一個進行含金屬離子酸性廢液處理的集成裝置。利用電滲析裝置的濃縮淡化能力淡化擴散滲析過程的滲析液，再將淡化的滲析液作為擴散滲析過程的接受液，使擴散滲析裝置接受液一側的溶液得到了循環使用，大大減少了擴散滲析過程中水的消耗量；同時可以延長電滲析過程的操作時間，使回收穫得的酸濃度能夠達到直接使用的要求，免去了在連續擴散滲析操作後的回收酸中加入新鮮的酸液，使回收穫得的酸得到充分利用。
文檔編號C02F9/06GK102583841SQ20121001522
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月18日 優先權日2012年1月18日
發明者張旭, 徐銅文, 李傳潤, 汪耀明, 王曉林 申請人:中國科學技術大學