[发明专利]使用浸没式超滤膜或微滤膜从工业废水中除去重金属的方法

说明书

发明领域

本发明涉及通过使用浸没式超滤膜或微滤膜系统从工业废水中除去 重金属的方法。

背景

由于严格的环境管制和/或缺水，各工业不得不在排放或回用他们的废 水之前从他们的废水中除去重金属。大多数废水被通用DTC/TTC化学品 (chemistry)或专用聚合DTC化合物处理且随后沉淀的金属在净化器中被 分离。近年来，超滤(UF)膜或微滤(MF)膜代替净化器日益被用于固-液分离， 这是因为UF/MF膜工艺更加紧密且比净化器产生具有更佳质量的水；特 别是几乎没有悬浮固体并具有可忽略的浊度。取决于回用的目的，UF或 MF渗透物可通过或不通过任何进一步处理被回用。因此，当用高分子螯 合剂处理并随后通过UF膜或MF膜过滤时，工业废水产生高的金属去除， 且还产生比用通用DTC/TTC/TMT化学品处理的那些工业废水更高的膜通 量。

虽然错流UF或MF工艺已经被用于此应用，但是由于需要高的错流 能量以最小化膜污染，这些工艺的运行成本通常是高的。在最近十年左右， 浸没式UF膜和MF膜已经成功地用于高悬浮固体分离应用如在膜生物反 应器(MBR)中或用于低悬浮固体应用如在原水处理和三级处理中。因为膜 在较高通量时会被污染，所以在这些应用中浸没式膜以低通量(10-60LMH) 运行。为了最小化膜污染，连续地(如在MBR中)或间歇地(如在MBR、原 水处理和三级处理中)使用吹气以冲洗膜表面。因此，使这些相对低运行成 本的浸没式膜系统适应其它高固体应用如结合功能为金属络合剂及膜通 量增强剂的高分子螯合剂除去重金属是感兴趣的。在美国专利第5,346,627 和6,258,277号(其通过引用被并入本文)中讨论了高分子螯合剂在过滤系统 中的应用。

发明概述

本发明提供一种通过使用膜分离工艺从工业废水中除去一种或多种 重金属的方法，该方法包括以下步骤：(a)将含有重金属的工业废水收集在 适于容纳所述工业废水的容器中；(b)调整所述系统的pH以实现所述工业 废水中的所述重金属的氢氧化物沉淀；(c)添加有效量的水溶性二氯乙烷氨 聚合物以与所述工业废水系统中的所述重金属反应，所述水溶性二氯乙烷 氨聚合物具有从约500道尔顿到约10,000道尔顿的分子量、含有从约5摩 尔百分比到约50摩尔百分比的二硫代氨基甲酸盐盐基；(d)使所述经处理 的工业废水穿过浸没式膜，其中所述浸没式膜为超滤膜或微滤膜；(e)且任 选地反冲洗所述膜以从膜表面除去固体。

附图简述

图1阐述了用于加工含有重金属的工业废水的一般工艺流程图，其包 括浸没式微滤膜/超滤膜及用于进一步加工来自所述浸没式微滤膜/超滤膜 的渗透物的附加膜。

图2显示了对于含有15ppm Cu⁺⁺的经处理的工业废水，TMP作为通 量的函数。

图3显示了对于含有773ppm Cu⁺⁺的经处理的工业废水，TMP作为通 量的函数。

图4显示了对于模拟的含有100ppm Cu⁺⁺的废水，TMP作为时间和体 积浓度的函数。

发明详述

术语的定义：

“UF”指超滤。

“MF”指微滤。

“DTC”指二甲基二硫代氨基甲酸盐。

“TTC”指三硫代碳酸盐。

“TMT”指三巯基三嗪。

“TMP”指跨膜压力。

“LMH”指升每平方米每小时。

“螯合剂清除剂(chelant scavenger)”指能够与螯合剂络合的化合物。 这些清除剂通常但不限于是盐形式。

“浸没式膜”指完全浸没在将被过滤的液体实体下的膜。

“高分子螯合剂”指与重金属反应和/或络合的聚合物分子。

“两性聚合物”指由阳离子单体和阴离子单体两者以及可能地其它非 离子单体衍生的聚合物。两性聚合物可具有净正电荷或净负电荷。两性聚 合物也可衍生自两性离子单体和阳离子或阴离子单体及可能地非离子单 体。两性聚合物为水溶性的。