[发明专利]一种电渗析-高效蒸发处理矿冶废水膜过滤浓缩液的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及工业废水及高盐度含重金属的矿冶废水经过“膜法深度处理”后产生的膜过滤浓缩液的处理问题，特别是涉及高盐度含重金属矿冶废水膜浓缩液的处理。 

背景技术

重金属废水是指冶金、采选、电镀、化工等行业生产过程中工排出的含有大量重金属的工业废水。主要有矿山排水、废石场淋浸水、选矿厂尾矿排水、有色金属冶炼厂制酸和车间排水、有色金属加工厂酸洗废水和车间排水、电镀厂镀件电镀废水和车间排水、钢铁厂酸洗排水，以及电解、农药、医药、油漆、颜料等含重金属工业废水。废水中的重金属一般不能被分解破坏，只能转移其存在位置和转变其物化形态。重金属(如含铅、镉、铜、汞、锌等)废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。目前在含重金属废水的实际处理应用中广泛采用超滤、纳滤、反渗透等膜处理工艺对废水进行深度处理。本申请中涉及的膜浓缩液主要是指超滤、纳滤、反渗透膜浓缩液。 

矿冶废水膜深度处理工艺产生的浓缩液水量较大，约占处理水量的15％～20％。矿冶废水膜处理浓缩液，属高盐度、含重金属的无机废水，其中含有少量各类重金属和其他离子，如Cu、Pb、Zn、Cd、As、Fe、Ca、F、Cl等，处理难度大，限制了“膜处理”工艺在工业矿冶废水处理中的应用与发展。因此，快速、有效、经济地对工业冶炼废水的膜浓缩液，特别是含重金属的高盐度膜浓缩液进行蒸发结晶处理和盐的回收，对重金属的有效处置和膜处理技术的推广具有重要作用。 

一般纳滤及反渗透浓水的典型方法处置有：(1)深井注射；(2)喷灌；(3)废水 处理装置；(4)热蒸发；(5)曝晒蒸发池；(6)排水区和井；(7)废水池储存。但浓缩液中含盐量很高，应回收利用；重金属离子的含量也不能达到排放标准，所以不能直接排放。目前，工业冶炼废水膜浓缩液的主要处理方法为返回法和蒸发法，其它处理方法鲜有报道。但是这两种方法都存在一定缺点和局限性。返回法会使有些污染物循环积累，降低膜处理系统的寿命，并有可能使废水处理系统提前进入“老龄化”。由于膜浓缩液含水量大，一般的蒸发法由于能耗高、处理速度过慢，难以推广；即使是采用高效蒸发处理矿冶含重金属废水膜浓缩液，同样存在处理费用高的问题。因此，研究和开发浓缩液经济、有效的处理方法迫在眉睫。 

研究表明，采用“电渗析+高效蒸发”联合法处理工业矿冶含重金属废水膜浓缩液，在脱除盐分的同时也能去除重金属，能够提高水的回用率，回收废水中的盐可进行资源化利用，且此联合的技术方法经济可行，可利用生产余热提高经济效益。另外，还尚未见到与本申请相类似的(采用电渗析-高效蒸发器组合法处理工业矿冶废水膜浓缩液)研究和应用报道。 

电渗析是在外加直流电场的作用下，利用离子交换膜的选择透过性，使离子从一部分水中迁移到另一部分水中的物理化学过程。电渗析淡化器，就是利用多层隔室中的电渗析过程达到使水除盐的目的。电渗析器由隔板、离子交换膜、电极、夹紧装置等主要部件组成。离子交换膜对不同电荷的离子具有选择透过性。阳膜只允许通过阳离子，阻止阴离子通过；阴膜只允许通过阴离子，阻止阳离子通过。在外加直流电场的作用下，水中离子作定向迁移。由于电渗析器是由多层隔室组成，故淡化室中阴阳离子迁移到相邻的浓室中去，从而使含盐水淡化。 

高效蒸发器有单效蒸发器、多效蒸发器和各种高效蒸发设备。多效蒸发是将几个蒸发器串联运行的蒸发操作，实现蒸汽的多效利用，称多效蒸发操作。每一效蒸发器蒸发产生的二次蒸汽又提供给下一效蒸发器利用，使蒸汽热能得到多次利用。当蒸发器蒸发料液使溶质在浓溶液中达到最高溶解度(或以上)时，料液中的溶质 开始连续析出，即连续结晶。 

发明内容

本发明的目的是，克服现有技术之不足，提供一种电渗析-高效蒸发处理矿冶废水膜过滤浓缩液的方法，本发明方法具有操作方便、节能、占地面积小、环境污染小、成本相对较低的优点，具有广泛的应用前景。同时，采用“电渗析(ED)+高效蒸发”技术实现含重金属浓盐水处理与利用的“零”排放，从而真正达到冶金和矿山行业含重金属废水处理的“零”排放。