【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于工业废水资源化处理的系统和方法，特别是涉及使用包括耦合树脂填充床的双极膜电渗析装置进行处理工业废水资源化处理的系统和方法。
技术介绍
1、对高盐工业废水进行资源化利用已成为一种日益增长的趋势，不仅可以最大限度地减少排放废水的排放量和环境风险，而且还可以减轻淡水提取对生态系统造成的压力。
2、高盐工业废水所含盐类大多由cl-、so42-、na+、ca2+等构成，其中可溶性无机盐的含量>1％以上，还含有少量难降解有机物。这种废水污染物成分复杂，难降解有机物和有毒污染物浓度相对较高，不仅会造成环境污染、设备腐蚀，还会引起土壤盐碱化，且处理难度较大、处理成本较高。这类废水主要来源于煤电、化工、冶金、制药、印染、造纸、食品加工和海水淡化等行业。
3、用于处理高盐工业废水的主要方法有热法与膜浓缩技术，其中热法包括多级闪蒸(msf)、多效蒸发(med)和机械式蒸汽再压缩(mvr)等，而膜浓缩技术包括纳滤(nf)、反渗透(ro)、电渗析(ed)、膜蒸馏(md)和正渗透(fo)等。目前的处理方法主要是把高盐工业废水进行高倍数浓缩或进一步蒸发结晶形成工业盐，如专利申请cn201910277700.8提供的高盐工业废水外循环蒸发分离成套设备，能够有效提高高盐废水加热蒸发中的浓缩倍率；专利申请cn201921425937.8公开了一种高盐工业废水、中水回用处理装置，具有对原水适应性强、淡水回收率高、浓水浓缩倍数高、出水水质好等特点；专利申请cn201920906761.1提供了一种高盐工业废水资源化与回用
4、双极膜(bpm)是一种新型的离子交换复合膜,由阳离子交换层、界面亲水层(催化层)和阴离子交换层复合而成。在直流电场作用下,双极膜可将水分子解离，在膜两侧分别得到h+离子和oh-离子。利用这一特点，将双极膜与其他阴阳离子交换膜组合成的双极膜电渗析系统,能够在不引入新组分的情况下将水溶液中的盐转化为对应的酸和碱,这种方法称为双极膜电渗析法(bmed)。目前，已有研究者尝试把双极膜电渗析技术用于工业高盐废水的资源回收处理，如专利申请cn202021224132.x提供一种高盐工业废水资源回收处理系统，包括反渗透装置和双极膜电渗析装置，其特点是在二者之间设置诱导结晶装置去除废水中的硬离子和重金属离子，并利用双极膜电渗析把废水中的盐转化为高价值的酸和碱；专利申请cn202010307007.3提出一种高盐废水双极膜电渗析装置及处理系统和方法，采用多盐室运行实现高盐废水的资源化处理；专利申请cn201510851548.1将fenton技术和双极膜技术集成在一个处理装置中，可去除盐分和降低废水的cod，生成相应的酸碱可回收利用。由于双极膜电渗析系统对进水中钙镁和高价金属离子要求达到很低的浓度(<1mg/l)，才能避免双极膜系统发生结垢和形成膜污染。虽然现有的处理技术有的提出了设置诱导结晶或与fenton技术相结合，但还是无法使高盐工业废水中残余的钙镁及其他高价金属离子浓度、有机物杂质含量等满足双极膜电渗析系统的进水要求。
5、因此，针对经过预处理除杂后的高盐工业废水仍含有少量钙镁及其他重金属高价离子、难降解有机物等杂质，采用常规双极膜电渗析处理高盐工业废水易形成膜污染，影响包括双极膜在内所有离子结合膜的使用寿命，使双极膜电渗析系统无法长时间稳定运行的问题。经过查阅大量资料和开展潜心研究，本专利技术的专利技术人开发出一种耦合树脂填充床的双极膜电渗析盐制酸碱装置与方法，所述装置的特点是利用离子交换树脂的选择性，对经过除杂预处理后高盐工业废水中残余的少量钙镁及其他重金属高价离子、难降解有机物进行吸附和拦截，抑制高价离子等杂质成分在离子交换膜表面吸附而造成膜污染。而且当盐室中盐浓度较低时，树脂填充床可通过“树脂通道”强化目标离子的跨膜迁移，提高双极膜电渗析盐制酸碱的电流效率和运行稳定性。本专利技术解决了常规双极膜电渗析处理高盐工业废水容易形成结垢和膜污染严重、系统难以长期稳定运行的问题，促进双极膜电渗析盐制酸碱技术在高盐工业废水资源化处理的工程化应用。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供一种耦合树脂填充床的双极膜电渗析盐制酸碱装置与方法，所述装置的特点是利用树脂填充床中的树脂的选择性，对经过除杂预处理后高盐工业废水中残余的少量钙镁及其他重金属高价离子、难降解有机物进行吸附和拦截，抑制高价离子等杂质成分在离子交换膜表面吸附而造成膜污染。而且当盐室中盐浓度较低时，树脂填充床可通过“树脂通道”强化目标离子的跨膜迁移，提高双极膜电渗析盐制酸碱的电流效率和运行稳定性。本专利技术解决了常规双极膜电渗析处理高盐工业废水易形成结垢，造成膜污染严重、系统难以长期稳定运行的问题，可促进双极膜电渗析盐制酸碱技术在高盐工业废水资源化处理的工程化应用，具有环境-经济的双重效益。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、根据本专利技术的第一方面，提供了一种耦合树脂填充床的双极膜电渗析盐制酸碱的系统，其中，所述系统包括：
4、双极膜电渗析装置；和
5、设置在双极膜电渗析装置的盐室中的树脂填充床，其中，所述树脂填充床填充有选自螯合树脂、大孔树脂和弱酸性阳离子离子交换树脂中的至少两种；优选地，所述树脂填充床同时填充有螯合树脂、大孔树脂和弱酸性阳离子离子交换树脂。
6、优选地，树脂填充床采用分层填充或者混合均匀后再填充。
7、优选地，在混合后进行填充时，螯合树脂、大孔树脂和弱酸性阳离子离子交换树脂的体积比为1∶0.5～1.5∶0.5～1.5；或者在进行分层填充时，螯合树脂、大孔树脂和弱酸性阳离子离子交换树脂填充的层厚度比为1∶0.8～1.3∶0.8～1.3。
8、螯合树脂为对工业废水中铜、铅、锌、锡、镍、钴、锰、镍、锑、汞、镉和铋等金属离子具有选择性吸附和螯合作用的一类树脂。
9、优选地，螯合树脂选自ch-90a、d110、d152、d401、d403、d418和d564中的一种或多种。
10、弱酸性阳离子离子交换树脂为含有弱酸性交换基团如羧酸基(—cooh)、磷酸基(—po2h2)、酚基的一类树脂，用于选择性吸附去除废水中的钙镁和部分高价金属离子。
11、优选地，弱酸性阳离子离子交换树脂选自苯乙烯系、丙烯酸系和酚醛系中的一种或多种。作为实例，可以使用例如弱酸性阳离子离子交换树脂d113。
12、优选地，大孔树脂选自强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂，在双极膜电渗析处理废水过程中的作用是在低浓度下形成“树脂通道”促进na+和cl-等一价离子的跨膜迁移。
13、优选地，强酸性阳离子交换树脂选自苯乙烯系、丙烯酸系和酚醛系中的一种或多种。
14、优选地，强碱性阴离子交换树脂选自苯乙烯系、丙烯酸系和环氧型中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耦合树脂填充床的双极膜电渗析盐制酸碱的系统，其中，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的耦合树脂填充床的双极膜电渗析盐制酸碱的系统，其中，
3.根据权利要求1或2所述的耦合树脂填充床的双极膜电渗析盐制酸碱的系统，其中，
4.根据权利要求1至3中任一项所述的耦合树脂填充床的双极膜电渗析盐制酸碱的系统，其中，
5.根据权利要求3所述的耦合树脂填充床的双极膜电渗析盐制酸碱的系统，其中，
6.根据权利要求1至5中任一项所述的耦合树脂填充床的双极膜电渗析盐制酸碱的系统，其中，
7.一种工业废水资源化处理的方法，其包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的工业废水资源化处理的方法，其中，
9.根据权利要求7或8所述的工业废水资源化处理的方法，其中，
10.根据权利要求7或8所述的工业废水资源化处理的方法，其中，
【技术特征摘要】
1.一种耦合树脂填充床的双极膜电渗析盐制酸碱的系统，其中，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的耦合树脂填充床的双极膜电渗析盐制酸碱的系统，其中，
3.根据权利要求1或2所述的耦合树脂填充床的双极膜电渗析盐制酸碱的系统，其中，
4.根据权利要求1至3中任一项所述的耦合树脂填充床的双极膜电渗析盐制酸碱的系统，其中，
5.根据权利要求3所述的耦合树脂填充床的双极膜...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏江波，石绍渊，石国华，杨翠云，
申请(专利权)人：中国神华煤制油化工有限公司，
类型：发明
国别省市：
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