本发明提供了一种导电膜处理重金属废水的方法,具体包括如下步骤:1将经由废水进口(1)进入的重金属废水由泵(2)泵入预处理装置(3)内,去除废水中的颗粒物;2将去除颗粒物的废水通入pH调节池(4)内,调节废水pH值为4-6.5;3将调节pH值后的废水由泵(2’)经由阀门(5)、流量计(6)、压力表(7)进入膜池(9),通过膜池(9)中作为阳极的导电膜与废水中重金属离子之间的正电排斥作用,废水中的重金属离子不能透过导电膜而形成重金属浓缩液,废水中的水则透过导电膜形成渗透液,重金属浓缩液经由压力表(7’)、阀门(5’)回流至调节池(4),渗透液则经渗透液出口(8)排出。
1.一种导电膜处理重金属废水的方法,其特征在于,所述方法使用作为阳极的导电膜处理重金属废水,具体包括如下步骤:1将经由废水进口(1)进入的重金属废水由泵A(2)泵入预处理装置(3)内,去除废水中的颗粒物;2将去除颗粒物的废水通入pH调节池(4)内,调节废水pH值为4-6.5;3将调节pH值后的废水由泵B(2’)经由阀门A(5)、流量计(6)、压力表A(7)进入膜池(9),通过膜池(9)中作为阳极的导电膜与废水中重金属离子之间的正电排斥作用,废水中的重金属离子不能透过导电膜而形成重金属浓缩液,废水中的水则透过导电膜形成渗透液,重金属浓缩液经由压力表B(7’)、阀门B(5’)回流至调节池(4),渗透液则经渗透液出口(8)排出。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述膜池由作为阳极的导电膜和阴极构成,所述导电膜为管状或平板状膜,其材质选自炭、石墨、不锈钢、钛、陶瓷以及以这些材料为基础制备的复合材料;所述阴极为片、丝或网状,其材质选自不锈钢、铜、钛、铝、铁、铂;重金属废水在膜池中的流动方式为错流过滤或死端过滤。技术领域
本发明属于膜分离技术领域,具体涉及一种导电膜处理重金属废水的方法。
背景技术
由工业发展引起的局域水体重金属严重超标已经成为重要的环境污染问题,这不仅影响水资源的有效利用,而且对公众健康产生极大的影响。2011年2月,《重金属污染综合防治“十二五”规划》获得国务院正式批复,成为首个获批的“十二五”规划,规划中对5种重金属:汞、铬、镉、铅和类金属砷实行总量控制。由于重金属只能转化迁移不能降解的性质,废水中重金属的去除一直困扰着人们。目前重金属离子的去除方法主要有:物理法、化学法和生物法,这些方法各有优缺点。化学法是传统而实用的重金属污染处理技术,通过向水体中投加沉淀剂,使重金属被沉淀而除去。该法处理成本低、管理方便,但由于需要添加化学药剂,因此易造成二次污染。生物法适应性强、设备简单、选择性好,但由于生物需要驯化,一般处理周期相对较长。物理法中的膜分离技术由于能耗低、单级分离效率高、过程简单易于放大、不污染环境、易与其它分离过程耦合等特点,因此在重金属废水等处理中前景看好。然而,由于膜污染问题的存在,导致膜通量下降,严重影响了膜分离性能和使用寿命。
发明内容
本发明旨在提供一种操作简单、分离效率高、抗污染且环境友好的处理重金属废水的方法,以解决目前日益严重的重金属污染问题。本发明解决问题的技术方案是:一种导电膜处理重金属废水的方法,其特征在于,所述方法使用作为阳极的导电膜处理重金属废水,具体包括如下步骤:1将经由废水进口1进入的重金属废水由泵A2泵入预处理装置3内,去除废水中的颗粒物;2将去除颗粒物的废水通入pH调节池4内,调节废水pH值为4-6.5(该步骤用以保证后续工序中重金属离子能被高效率地去除);3将调节pH值后的废水由泵B2’经由阀门A5、流量计6、压力表A7进入膜池9,通过膜池9中作为阳极的导电膜与废水中重金属离子之间的正电排斥作用,废水中的重金属离子不能透过导电膜而形成重金属浓缩液,废水中的水则透过导电膜形成渗透液,重金属浓缩液经由压力表B7’、阀门B5’回流至调节池4,渗透液则经渗透液出口8排出。本发明使用的导电膜将“膜”的概念与“电极”的概念合为一体(“膜/电极”一体化),其本身既是膜,又具有导电性。在重金属废水处理中采用导电膜充当阳极,通过其与废水中重金属阳离子之间的电(正电)排斥作用,重金属离子不能透过导电膜,而废水中的水则可以自由透过导电膜。由此,在导电膜内(例如导电膜为管状时)或一侧(例如导电膜为平板状时)形成富含重金属的浓缩液,而在导电膜外(例如导电膜为管状时)或另一侧(例如导电膜为平板状时)形成主要成分为水的渗透液。获得的浓缩液可直接从调节池4取出后进行后续处理(例如通过重金属沉淀等方法去除重金属),也可与另外经由步骤1和2的污水一起继续实施上述浓缩操作后再进行后续处理,而渗透液(即处理后的污水)则可以直接排出。本发明可以对含有各种重金属离子的废水进行处理,所述重金属离子包括但不限定于Pb²⁺、Cu²⁺、Hg²⁺、Cr⁶⁺、Cd²⁺、As³⁺、Zn²⁺。本发明使用的膜池由作为阳极的导电膜和阴极构成。导电膜一般为管状或平板状膜,其材质一般选自炭、石墨、不锈钢、钛、陶瓷以及以这些材料为基础制备的复合材料,膜孔径一般为0.1~4.0μm。阴极一般为片、丝或网状,其材质一般选自不锈钢、铜、钛、铝、铁、铂。重金属废水在膜池中的流动方式根据废水平行或垂直于膜表面流动而不同,一般分为错流过滤和死端过滤。此外,本发明中,由于导电膜为阳极,因此在电场作用下废水中与重金属电荷相反的离子会引发电渗作用增大渗透液通量。本发明具有如下有益效果:a.利用导电膜处理重金属废水能有效去除废水中的重金属离子,工艺简单、重金属去除效率高且环境友好,易于推广应用;b.电场作用下的导电膜能有效防止重金属离子的吸附,不易发生膜污染,大大提高了膜分离性能和使用寿命。
附图说明
图1是本发明重金属废水处理系统的结构示意图。图中,1:废水进口、2:泵A,2’:泵B、3:预处理装置、4:pH调节池、5:阀门A,5’:阀门B、6:流量计、7:压力表A,7’:压力表B、8:渗透液出口、9:膜池、10:电源。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明,但下面的实施例仅为本发明较佳的实施方式,本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。重金属废水经过废水进口1后由泵A2泵入预处理装置3内,通过预处理装置3内的过滤网等装置去除废水中的大颗粒物。然后进入pH调节池4内,调节废水pH值为5.5。接下来由泵B2’经由阀门A5、流量计6、压力表A7进入膜池9(废水在膜池9中的流速为0.1m/s),经导电膜处理后,浓缩液经由压力表B7’及阀门B5’回流至pH调节池4,进行上述浓缩操作2h后,从pH调节池4取出浓缩液,渗透液(即处理后的废水)则经渗透液出口8排出。其中膜池9内导电膜为导电石墨管(膜孔径约为1.0μm,管内径为10mm,管壁厚度为1mm),将其设置为阳极,阴极为不锈钢丝,在导电石墨管中心穿过,重金属废水从导电石墨管管内以错流方式流过。处理前后废水中的重金属含量见表1(重金属离子浓度采用美国Optimaxa02000DV型电感耦合离子发射光谱仪测定)。表1xa0重金属废水的处理效果ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>