[发明专利]连续式含重金属离子尾水的深度处理系统及处理方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种尾水深度处理设备及方法，更具体的说是一种连续式含重金属离子的尾水深度处理系统及处理方法。

背景技术：

某些行业（电镀、电子等）废水经过预处理后，尾水中不仅含有水溶性天然有机酸，还含有重金属离子，如果不经深度处理直接排放到环境中会带来严重的环境问题。

目前对水中溶解性天然有机酸的去除方法主要有混凝法、离子交换与吸附法以及膜滤法，而对重金属离子去除的方法主要有化学沉淀法、电解法和活性炭吸附法，这些方法在应用过程中存在以下问题：

1）传统混凝法对水溶性天然有机酸的去除率较低，很难去除高水溶性和亲水性小分子有机酸；膜滤法对有机质有很好的去除效果，但尾水中二价金属离子很容易与有机酸络合导致膜污染，降低膜的通透量；传统的阴离子交换树脂对水中溶解性有机酸有很好的去除效果，但是所采用的吸附柱式操作工艺不仅动力消耗大、设备和基建费用高、处理速度慢，同时也无法去除重金属离子。

2）化学沉淀法对重金属离子有一定的去除效果，但是产生的泥渣会带来一系列的后续处理问题，且化学沉淀法不适用于低浓度重金属离子的去除；电解法则存在着操作复杂，能耗大的缺陷，且无法同时去除水中天然有机酸；而活性炭吸附法则存在着吸附容量低，吸附速率慢，且吸附剂不易再生的缺陷。

发明内容：

发明要解决的技术问题：针对现有技术处理含有水溶性天然有机酸和重金属离子废水存在的问题，本发明提供连续式含重金属离子的尾水深度处理系统及处理方法，可实现不同吸附剂在同一个混合反应罐内对尾水中天然有机酸和重金属离子进行快速吸附，采用连续进水/出水的运行模式，不仅可以极大的提高尾水的处理效率，还可以降低设备的投资和运行成本。从而实现尾水高效治理与资源回收利用的统一。

技术方案

本发明的原理：将含重金属离子的尾水与弱酸型阳离子交换树脂和磁性阴离子交换树脂在同一个混合反应罐内搅拌，可以在较短的时间同时去除尾水中重金属离子和天然有机酸；运行过程中利用磁力沉降池分离连续出水中吸附饱和的磁性阴离子交换树脂，利用重力式水力旋流器分离连续出水中吸附饱和的弱酸型阳离子交换树脂；分离后的两种树脂输送到不同的再生罐中快速再生，经过清洗后重新返回到混合反应罐进行工作；而弱酸型阳离子交换树脂的脱附液经过纳滤、减压蒸馏回收重金属离子盐，磁性阴离子交换树脂的脱附液经过纳滤、减压蒸馏回收天然有机酸钠。

本发明的技术方案如下：

连续式含重金属离子尾水的深度处理系统，包括混合反应罐、再生罐，混合反应罐连接磁力沉降池，磁力沉降池分别连接重力式水力旋流器和再生罐，再生罐与清洗罐和纳滤系统分别连通。

上述的混合反应罐中装填有磁性阴离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂。再生罐有磁性阴离子交换树脂再生罐和弱酸性阳离子交换树脂再生罐，各自连接独立的纳滤系统。

所述的磁性阴离子交换树脂是澳大利亚奥利卡公司产的MIEX或者是MD-201树脂，优先选择MD-201树脂（专利申请号201010017687.1，一种磁性丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂及其制备方法，申请人：南京大学，申请日2010年1月12日）；弱酸型阳离子交换树脂为D113树脂。

   采用的磁力沉降池为底部装有磁铁的沉降池，可以分离磁性阴离子交换树脂。

连续式含重金属离子尾水的深度处理方法，其步骤为：

步骤1.预处理：用0.45um的滤膜对尾水进行初滤；

步骤2.吸附：室温下，将含有重金属离子和天然有机酸的水样通过装有磁性阴离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂的混合反应罐，反应罐内置搅拌器,采用连续进水/连续出水的运行模式，每小时进水量/出水量控制在1.5-2.0个V_反应罐；

步骤3.出水与吸附剂的分离：步骤2中出水携带着部分磁性阴离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂进入磁力沉降池，磁性阴离子交换树脂受磁力作用快速沉降到池底；

步骤4.而弱酸性阳离子交换树脂则随水流惯性进入重力式水力旋流器进行固液分离，出水由重力式水力旋流器上端出口溢出；而磁性阴离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂则通过蠕动泵输送至再生罐；

步骤5.磁性阴离子交换树脂再生：室温下，将步骤3中的磁性阴离子交换树脂在再生罐中用重量百分比为15-30%的NaCl溶液再生，再生罐内置搅拌器，间歇式搅，沉降在罐底的磁性阴离子交换树脂经蠕动泵输送至清洗罐；