[实用新型]一种处理酸洗废水的双极膜电渗析装置

说明书

本实用新型提供了一种处理酸洗废水的双极膜电渗析装置，包括阳极板和阴极板，所述阳极板和阴极板之间依次设置有第一双极膜、阴膜、阳膜和第二双极膜，所述第一双极膜、阴膜、阳膜和第二双极膜之间依次形成三个隔室，所述第一双极膜和阴膜之间为酸室，所述阴膜和阳膜之间为盐室，所述阳膜和第二双极膜之间为碱室；所述第一双极膜和第二双极膜对称设置且均包括依次连接的阳离子交互层、中间层和阴离子交互层；所述中间层包含水性聚氨酯层和分散于该水性聚氨酯层中的纳米金属颗粒，所述阳离子交换层或所述阴离子交换层背离所述中间界面层的一面负载有氧化石墨烯层。所述双极膜电渗析装置解决了酸洗废水的处理方法存在成本较高、且资源回收率低的问题。

技术领域

本实用新型属于酸洗废水处理技术领域，更为具体地涉及一种处理酸洗废水的双极膜电渗析装置。

背景技术

酸洗废水指的是为了清除金属表面氧化物，采用硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸及磷酸等酸进行酸洗法处理时而产生的废水。现有的处理酸洗废水处理方法包括中和法、蒸发法、焙烧法、结晶法、离子交换法、点解法、化学转化法以及电渗析法等。但是所述方法均存在相应的缺点和不足，例如，中和法的缺点为碱性药剂，如氢氧化钠、石灰等的消耗量大，而且会产生大量氯化钙及石灰渣等固体废弃物，造成二次污染，最重要的是，中和处理会使得酸洗废水中的可资源化物质(如酸、金属)被直接处理掉，造成资源的浪费。蒸发法存在这残液中的结晶体易堵塞设备管道以及运行条件高和设备易腐蚀等缺点。焙烧法缺点为只能处理含挥发性酸的酸洗废水，副产品氧化铁的品质低，此外该方法对设备的耐腐蚀性和严密性要求高，对工序之间的衔接和配合要求紧密，使其运行条件复杂和投资成本高。离子交换法存在的缺点为离子交换法只能处理金属离子含量低的废水，高浓度的废水会污染树脂，降低吸附力，树脂需洗脱，成本提高，所以离子交换法只能应用于浓度较低或稀释过的钢材酸洗废液的处理。电解法在酸洗废液不经任何处理的条件下阴极很难析出正电位的离子，所以一些学者通过向废液中加入一种或几种阳离子表面活性剂、金属离子捕捉剂或采用隔膜电解的方法来提高去除效果和降低能耗。化学转化法可回收酸洗废水中的铁离子，减少资源的浪费，但回收法或操作工艺复杂，或需要大量氧化剂，成本普遍较高，难以广泛工业化推广。电渗析法是在扩散渗析的膜两端加直流电场，使水中带电离子快速迁移并与水溶液分离，以实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯的一种资源化方法。但电渗析技术处理酸性废水仍然存在膜处理效率受限、膜选择透过性问题、电渗析过程中容易发生膜两侧浓差极化以及酸回收率等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种处理酸洗废水的双极膜电渗析膜组件装置，

为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供了一种处理酸洗废水的双极膜电渗析装置，包括阳极板和阴极板，所述阳极板和阴极板之间依次设置有第一双极膜、阴膜、阳膜和第二双极膜，所述第一双极膜、阴膜、阳膜和第二双极膜之间依次形成三个隔室，所述第一双极膜和阴膜之间为酸室；

所述第一双极膜和第二双极膜对称设置且均包括依次连接的阳离子交互层、中间层和阴离子交互层；

所述中间层包含水性聚氨酯层和分散于该水性聚氨酯层中的纳米金属颗粒，所述阳离子交换层或所述阴离子交换层背离所述中间界面层的一面负载有氧化石墨烯层。

进一步地，所述的纳米金属颗粒为二元金属颗粒，所述二元金属颗粒可以为一种金属单质和一种金属氧化物或者两种不同的金属氧化物掺杂在一起的纳米颗粒。

进一步地，所述的二元金属颗粒中的金属元素为铁、铬、银、钛、锡、锆、钯、钌、铟、铋、钼、铈及镍中的两种。

进一步地，还包括酸室罐、盐室罐和极水罐，所述酸室罐与所述酸室之间通过管道连通，所述酸室罐内装有酸液；所述盐室罐与所述盐室和碱室之间通过管道连通，所述盐室罐内装有脱盐液；所述极水罐与所述阳极和所述第一双极膜之间的隔室及阴极和第二双极膜之间的隔室连通。