[发明专利]一种用于水体重金属离子深度去除及回收的旋流电解-离子交换耦合系统及方法

权利要求书

1.一种用于水体重金属离子深度去除及回收的旋流电解-离子交换耦合系统，其特征在于，包括

用于对水体中的重金属离子进行去除的离子交换柱(3)

和

用于向离子交换柱(3)提供酸性再生洗脱液并将洗脱后的洗脱液中的重金属离子进行电沉积回收的电化学电解单元(4)。

2.根据权利要求1所述的用于水体重金属离子深度去除及回收的旋流电解-离子交换耦合系统，其特征在于，所述的电化学电解单元(4)包括阳极(4-1)和阴极(4-2)；电解过程中通过抽吸阳极(4-1)附近的水体获得酸性再生洗脱液。

3.根据权利要求2所述的用于水体重金属离子深度去除及回收的旋流电解-离子交换耦合系统，其特征在于，所述阳极(4-1)为滤芯电极，顶部设置用于抽取酸性再生洗脱液的酸液出口(4-5)；阴极(4-2)为多孔网桶电极。

4.根据权利要求2所述的用于水体重金属离子深度去除及回收的旋流电解-离子交换耦合系统，其特征在于，所述阳极(4-1)的材料为钛滤芯、亚氧化钛滤芯或碳滤芯；所述阴极(4-2)的材料为不锈钢或钛；优选的，所述阴极(4-2)与阳极(4-1)之间的距离为1-10cm。

5.根据权利要求4所述的用于水体重金属离子深度去除及回收的旋流电解-离子交换耦合系统，其特征在于，所述电化学电解单元(4)还包括反应槽(4-3)，反应槽(4-3)的下部设置有用于向反应槽(4-3)的阴极(4-2)附近输入液体的进水口(4-4)，上部设置有出水口(4-6)；所述反应槽(4-3)为圆筒型，进水口(4-4)的进水方向与反应槽(4-3)的内壁相切。

6.根据权利要求5所述的用于水体重金属离子深度去除及回收的旋流电解-离子交换耦合系统，其特征在于，还包括储液室(6)，所述储液室(6)用于出水口(4-6)的出水和从离子交换柱(3)内流出的洗脱后的液体，同时，储液室(6)还用于将接收的液体向电化学电解单元(4)的阴极(4-2)附近输送。

7.根据权利要求1所述的用于水体重金属离子深度去除及回收的旋流电解-离子交换耦合系统，其特征在于，废水在离子交换柱(3)中的停留时间为1-5min。

8.根据权利要求1所述的用于水体重金属离子深度去除及回收的旋流电解-离子交换耦合系统，其特征在于，所述离子交换柱(3)中装填的是阳离子交换树脂，具体为强酸性或弱酸阳离子交换树脂；优选的，所述阳离子交换树脂具体为D113型树脂、DOWEX MAC-3树脂、AMBERLITEIRC83树脂和/或AMBERLITEIRC84树脂。

9.权利要求1-8任一项所述的旋流电解-离子交换耦合系统的用途，其特征在于，用于水体重金属离子深度去除及回收，尤其是从离子交换柱中洗脱出的含重金属离子的废水。

10.一种水体重金属离子深度去除及回收的方法，其特征在于，使用权利要求1-8所述的耦合系统，具体方法为：

(1)废水首先通过离子交换柱(3)，快速去除废水中的重金属离子；

(2)当离子交换柱(3)内的离子交换树脂吸附能力下降时，停止向离子交换柱(3)内通入废水，同时，开启电化学电解单元(4)并抽取阳极(4-1)附近产生的酸液通入离子交换柱(3)对离子交换树脂进行洗脱、再生；

(3)洗脱后的洗脱液输送至电化学电解单元(4)的阴极(4-2)附近进行电沉积。