[发明专利]一种利用电驱动及修饰膜去除工业废水中重金属离子的方法

说明书

本发明提供了一种利用电驱动及修饰膜去除工业废水中重金属离子的方法，所述方法包括：向工业废水施加电场使重金属离子定向迁移到修饰膜表面，同时在修饰膜的截留作用下选择性吸附重金属离子，使其富集在修饰膜‑溶液界面；向工业废水施加反向电场使修饰膜表面富集的重金属离子解络合与脱附，修饰膜得到再生；加入沉淀剂与脱附的重金属离子进行沉淀固化脱除。本发明采用表面负载有功能基团的修饰膜‑电驱动‑利用电场再生相结合的新工艺，使重金属离子富集在修饰膜‑溶液界面，实现工业废水中重金属离子的深度脱除，并通过施加反向电场使吸附的重金属离子发生解络合的同时使修饰膜再生，可避免传统吸附剂再生过程产生大量高盐废水的问题。

技术领域

本发明属于工业废水处理技术领域，尤其涉及一种利用电驱动及修饰膜去除工业废水中重金属离子的方法。

背景技术

矿山、冶炼、电解、电镀、农药、医药、油漆、颜料等企业排出的废水通常含有重金属离子，废水中重金属离子的种类、含量及存在形态随不同生产企业而异。由于重金属不能被分解破坏，而只能转移它们的存在位置或转变它们的物理和化学形态。

废水中的重金属离子可经化学沉淀处理后，溶解的重金属离子转变为难溶性化合物而沉淀下来，从水中转移到污泥中。但这种方法对废水中的重金属离子去除不彻底，难以达到外排标准。含低浓度重金属离子的废水经离子交换处理后，废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上，经再生后又从离子交换树脂上转移到再生液中。但树脂再生过程会产生大量的高盐废水，仍需要进一步处理。

金属离子可与带有羧基、羟基和氨基及有机含硫、含磷高分子化合物等相互作用而被固定，形成不溶性“Metaplex球体”，且会释放部分外部电荷吸引其他Metaplex和金属络合物，通过互相结合成絮体，形成小体积、高密度的含重金属污泥，可在酸性条件下去除各种重金属离子，包括铁、铜、镍、钴、锌、汞、镉、铅、金、银、铂、铬、锡等，对镧系、锕系金属也能有效吸附。但这种方法会产生大量含重金属和有机物的危险固废。

CN113952849A公开了一种去除水中重金属离子的膜吸附剂及其制备方法，所述方法对聚偏氟乙烯材料进行预处理改性并刮制成膜，经过活化后与富含含氮官能团的第三代聚酰胺-胺发生表面接枝反应，所得膜吸附剂具有良好的重金属离子去除能力，可用于各种轻、重工业的污水处理领域。但所述膜吸附剂类似于离子交换树脂，膜吸附剂再生过程会产生大量的高盐废水。

CN113952849A公开了一种去除水中重金属离子的膜吸附剂及其制备方法，所述方法基于相转化法合成制备PAN基膜，并进一步制备ZnAl-EDTA改性材料，再加入富啡酸混合搅拌制备凝胶溶液，将凝胶溶液注入PAN基膜表面得到重金属吸附膜。利用PAN基膜结合富啡酸对重金属离子进行络合而去除重金属，可用于从工业废水、地下水和饮用水中去除重金属离子。

目前，已开发出多种工业废水中重金属离子的去除方法，主要包括化学沉淀法、电化学法、膜分离法、混凝/絮凝法和吸附法等，但大都存在重金属去除不彻底、处理成本高、产生大量危废、再生过程产生大量高盐废水等问题，仍需要进一步开发经济有效、环境友好、创新高效的处理技术，从而有效解决工业废水带来重金属污染的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用电驱动及修饰膜去除工业废水中重金属离子的方法，所述方法利用表面负载有功能基团的修饰膜对重金属离子的选择性吸附作用与电场下驱动作用使重金属离子富集在修饰膜-溶液界面，实现工业废水中重金属离子的深度脱除，然后通过施加反向电场使吸附的重金属离子发生解络合且实现了修饰膜再生，避免传统吸附剂再生过程产生大量高盐废水的问题。所述方法有效解决了传统方法中存在重金属去除不彻底、处理成本高、产生大量危废及再生过程产生大量高盐废水等问题，进而有效解决工业废水带来重金属污染的问题，实现工业废水的达标排放，具有环境-经济的双重效益。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种利用电驱动及修饰膜去除工业废水中重金属离子的方法其特征在于，所述方法包括以下步骤：