本發(fā)明涉及的是樹脂脫附液處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是一種基于電滲析技術(shù)的樹脂脫附液處置方法。

背景技術(shù)：

隨著水污染防治工作的不斷推進(jìn)，離子交換技術(shù)在飲用水源水深度處理、再生水回用領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。離子交換技術(shù)與其它技術(shù)相比，具有凈化效果好、運(yùn)行成本低、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。

離子交換樹脂有效去除水體有機(jī)質(zhì)的同時(shí)，對(duì)硝酸根、硫酸根、溴離子等有毒害作用的無機(jī)離子也有較好的去除效果，與此同時(shí)，能夠有效地削減水體消毒副產(chǎn)物和生物毒性。但是，離子交換樹脂在吸附飽和后脫附的過程中，會(huì)產(chǎn)生少量的脫附液，脫附液的鹽含量和有機(jī)質(zhì)含量較高，可生化性較差，且脫附過程中，再生劑直接參與于樹脂交換基團(tuán)再生的實(shí)際耗損量僅占再生劑使用量的1/10左右，大量的再生劑仍殘留于脫附液中，這不僅極大地浪費(fèi)了再生劑，增加了樹脂的運(yùn)行成本，而且形成了脫附液的二次污染。因此，如何經(jīng)濟(jì)有效地處置樹脂脫附液，是樹脂在各行業(yè)產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)關(guān)鍵問題。

脫附液處置問題一直是樹脂應(yīng)用領(lǐng)域的“瓶頸”，近年來有不少關(guān)于脫附液處置的研究，常見的脫附液處置方法有高級(jí)氧化法、固化填埋、蒸發(fā)濃縮焚燒、強(qiáng)化混凝等。常見的脫附液處置方法直接對(duì)高鹽高有機(jī)廢水進(jìn)行處理，運(yùn)行成本較高，且不能實(shí)現(xiàn)有機(jī)物和鹽分的有效分離，實(shí)現(xiàn)脫附液的資源化利用。納濾膜技術(shù)在脫附液處置領(lǐng)域的應(yīng)用也有報(bào)道，納濾膜能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)物和鹽分的分離，但是不能將鹽進(jìn)行濃縮，透過液的鹽濃度和脫附液相當(dāng)，遠(yuǎn)沒有達(dá)到再生劑要求，仍需要進(jìn)行加鹽配置，增加勞動(dòng)力成本，另外，納濾膜制作成本比較高，產(chǎn)業(yè)化難度較大。

經(jīng)檢索，中國專利申請(qǐng)?zhí)枺?013100482122，申請(qǐng)日：2013年2月6日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：一種含有胍鹽的污水的處理系統(tǒng)及其處理方法，本系統(tǒng)主要包括污水預(yù)處理單元、污水處理單元和生化處理單元，污水處理單元包括除cu²⁺單元、離子交換單元和電滲析單元。該申請(qǐng)案主要利用離子交換單元與電滲析單元的配合，將污水中的胍鹽充分去除。該申請(qǐng)案實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，提高污水站自動(dòng)化管理水平，處理后的污水可以滿足清潔和綠化的標(biāo)準(zhǔn)要求；又如中國專利申請(qǐng)?zhí)枺?008100204677，申請(qǐng)日：2008年3月7日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：含稀醋酸廢水中醋酸的回收方法，先用電滲析法對(duì)含稀醋酸廢水進(jìn)行處理回收，獲得濃度小于1000ppm的醋酸極稀溶液，然后用陰離子交換樹脂吸附法進(jìn)一步脫除回收剩余的極稀溶液中的醋酸，使最后排除的廢水當(dāng)中醋酸的濃度小于soppm；該申請(qǐng)案將電滲析法與脫附法相結(jié)合，能夠回收廢水中的有用資源，減少工業(yè)廢水對(duì)環(huán)境的污染；以上申請(qǐng)案均涉及離子交換和電滲析技術(shù)，都可將特征污水達(dá)標(biāo)處理，但以上案例實(shí)施過程中會(huì)產(chǎn)生高鹽高有機(jī)含量的脫附液，產(chǎn)生二次污染，且屬于危廢范疇，且以上申請(qǐng)案均未將脫附液進(jìn)行有效處理，工藝流程不完善，仍需進(jìn)一步優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

針對(duì)目前樹脂脫附液屬于高鹽有機(jī)廢水，現(xiàn)有技術(shù)很難對(duì)其高效經(jīng)濟(jì)地處置的問題，本發(fā)明提供了一種基于電滲析技術(shù)的樹脂脫附液處置方法，能夠有效地將脫附液中有機(jī)物和鹽分進(jìn)行分離，淡化液鹽分低于1％，后續(xù)處理難度大大降低，濃縮液鹽分可達(dá)15％，且codmn低于100mg/l，可直接作為再生劑使用，實(shí)現(xiàn)了脫附液資源化利用，有效地節(jié)約了樹脂的運(yùn)行成本。

2.技術(shù)方案

本發(fā)明的一種基于電滲析技術(shù)的樹脂脫附液處置方法，包括以下步驟：

步驟一、向電滲析裝置的淡化室中加入脫附液原液：電滲析裝置包括電源、電極、膜堆、電極室、淡化室和濃縮室；

步驟二、向濃縮室中加水作為接收液；

步驟三、向電極室中加入電極液；

步驟四、打開電滲析裝置：電滲析裝置的電壓為12～16v，電極電壓為2～4v；定期監(jiān)測裝置的電壓、電流、淡化室和濃縮室的電導(dǎo)率變化，當(dāng)濃縮室內(nèi)的電導(dǎo)率達(dá)到150～170ms/cm時(shí)，結(jié)束實(shí)驗(yàn)，監(jiān)測淡化室、濃縮室內(nèi)的水質(zhì)指標(biāo)。

更進(jìn)一步地，還包括步驟五，用濃縮室內(nèi)的濃縮液作為再生劑對(duì)飽和樹脂進(jìn)行脫附。

更進(jìn)一步地，還包括步驟六，將淡化室內(nèi)的液體ph調(diào)至7～10，用質(zhì)量濃度為1％～2％的絮凝劑進(jìn)行混凝沉淀，絮凝劑采用聚合氯化鋁或聚合氯化鐵，并對(duì)上清液進(jìn)行臭氧氧化，臭氧濃度為1～3mg/l，接觸時(shí)間為5～8h。

更進(jìn)一步地，電滲析裝置的電極包括陽極和陰極，其中陽極為鈦涂釕電極，陰極為不銹鋼板。

更進(jìn)一步地，膜堆包括8～12對(duì)陰陽膜，膜堆的表面總面積為0.0672～0.1008m²。

更進(jìn)一步地，步驟一中添加的脫附液和步驟二中添加的接收液體積比為(2～5)：1。

更進(jìn)一步地，步驟三中的電極液為氯化鈉溶液或硫酸鈉溶液。

更進(jìn)一步地，步驟三中的電極液采用硫酸鈉溶液，質(zhì)量濃度為1％～5％。

更進(jìn)一步地，步驟四完成后，濃縮室中的濃縮液作為再生劑對(duì)飽和樹脂進(jìn)行脫附，然后將濃縮室內(nèi)剩余的濃縮液清空，加入蒸餾水進(jìn)行二級(jí)反應(yīng)，將淡化室內(nèi)的料液鹽分進(jìn)一步淡化，電滲析裝置電流低于0.2a時(shí)，二級(jí)反應(yīng)結(jié)束。

更進(jìn)一步地，步驟四中濃縮室內(nèi)二級(jí)反應(yīng)后的濃縮液作為新的接收液，參與下一批料液的反應(yīng)。

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果：

(1)本發(fā)明的一種基于電滲析技術(shù)的樹脂脫附液處置方法，在電場的作用下，利用陰膜和陽膜的選擇透過性能，將帶電組分和非帶電組分進(jìn)行分離，一方面可以將脫附液中的鹽分進(jìn)一步濃縮，可直接作為再生劑循環(huán)使用，另一方面，有效淡化脫附液鹽分，降低脫附液后續(xù)處置難度，實(shí)現(xiàn)了脫附液資源化利用，減少了運(yùn)行成本。

(2)本發(fā)明的一種基于電滲析技術(shù)的樹脂脫附液處置方法，脫附液經(jīng)處理后可以回收鹽分，具有較高的回收鹽收益，可以有效降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益。

(3)本發(fā)明的一種基于電滲析技術(shù)的樹脂脫附液處置方法，能實(shí)現(xiàn)脫附液的資源化、無害化處置，是一種高效經(jīng)濟(jì)的脫附液處置方法，可以廣泛應(yīng)用于離子交換樹脂水處理領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種基于電滲析技術(shù)的樹脂脫附液處置方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明中電滲析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

1、膜堆；2、電極室；3、淡化室；4、濃縮室。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的一種基于電滲析技術(shù)的樹脂脫附液處置方法，包括以下步驟：

步驟一、向電滲析裝置的淡化室3中加入脫附液原液：其中電滲析裝置包括穩(wěn)流電源、電極、膜堆1、電極室2、淡化室3和濃縮室4，電極室2、淡化室3和濃縮室4上均設(shè)有進(jìn)水口和出水口，且電極室2、淡化室3和濃縮室4的進(jìn)水管上均設(shè)有流量計(jì)和壓力表，電機(jī)的作用是提供電場，包括陽極和陰極，其中陽極為鈦涂釕電極，陰極為不銹鋼板；膜堆1的作用則是分離料液中的鹽和有機(jī)物，膜堆1由10對(duì)依次交替設(shè)置的陰陽膜組成，膜堆1的表面總面積為0.084m²。

步驟二、向濃縮室4中加水作為接收液，具體采用蒸餾水或自來水作為接收液；且步驟一添加的脫附液和步驟二中添加的接收液體積比為(2～5)：1；控制此體積比對(duì)于保障電滲析效果至關(guān)重要，既使得濃縮室4中濃縮液鹽分能夠達(dá)到目標(biāo)濃度，又可避免因濃縮室4和淡化室3內(nèi)濃度差過大而造成料液跨膜滲透的問題，提高電滲析裝置的處理效果。

步驟三、向電極室2中加入電極液，體積為300～700ml，具體為質(zhì)量濃度為3～5％的氯化鈉溶液；

步驟四、打開電滲析裝置：電滲析裝置的電壓為14v，電極電壓為4v；定期監(jiān)測電滲析裝置的電壓、電流、淡化室3和濃縮室4內(nèi)的電導(dǎo)率變化，電流大小可反應(yīng)鹽的遷移速度，而電導(dǎo)率可以直接反應(yīng)料液的鹽濃度，當(dāng)濃縮室4內(nèi)的電導(dǎo)率達(dá)到150～170ms/cm時(shí)，結(jié)束實(shí)驗(yàn)，監(jiān)測淡化室3、濃縮室4內(nèi)的水質(zhì)指標(biāo)；此時(shí)即可將濃縮室4內(nèi)的濃縮液進(jìn)入步驟五，作為再生劑對(duì)飽和樹脂進(jìn)行脫附。

需要說明的是，步驟四完成后，濃縮室4內(nèi)的濃縮液可以作為再生劑對(duì)飽和樹脂進(jìn)行脫附，然后可以將濃縮室4內(nèi)剩余的濃縮液清空，加入蒸餾水進(jìn)行二級(jí)反應(yīng)，將淡化室3內(nèi)的料液鹽分進(jìn)一步淡化，檢測到電滲析裝置電流低于0.2a時(shí)，結(jié)束二級(jí)反應(yīng)；濃縮室4內(nèi)二級(jí)反應(yīng)后的濃縮液則可以作為新的接收液，參與下一批料液的反應(yīng)。

步驟五：用濃縮室4內(nèi)的一級(jí)反應(yīng)濃縮液作為再生劑對(duì)飽和樹脂進(jìn)行脫附。

步驟六：將淡化室3內(nèi)的液體ph調(diào)至7，用質(zhì)量濃度為2％的絮凝劑進(jìn)行混凝沉淀，絮凝劑采用聚合氯化鋁，并對(duì)上清液進(jìn)行臭氧氧化，臭氧濃度為1mg/l，接觸時(shí)間為5h。

具體在本實(shí)施例中脫附液取自某自來水廠樹脂深度處理工程現(xiàn)場，codmn(高錳酸鉀需氧量)為4158mg/l，鹽含量為8.4％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，ph為7.3。電滲析裝備的膜堆1是由10組膜對(duì)組成，單組膜對(duì)的有效面積為84cm²，10組膜對(duì)的總有效面積為840cm²。電滲析裝置的使用電壓為14v，其中電極電壓為4v，即每組膜對(duì)電壓為1v。淡化室3內(nèi)取1.2l脫附液原液，濃縮室4內(nèi)取0.4l蒸餾水作為接收液，脫附液和接收液的體積比為3：1，向電極室2中加入質(zhì)量濃度為4％的氯化鈉溶液作為電極液。裝置啟動(dòng)后每隔5min測定淡化室3和濃縮室4的電導(dǎo)率變化，當(dāng)濃縮室4內(nèi)電導(dǎo)率為159.2ms/cm時(shí)，停止實(shí)驗(yàn)。

本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)后濃縮室4內(nèi)的濃縮液鹽水的codmn為96mg/l，鹽含量為12.6％，可直接作為再生劑使用，脫附能力是新鮮脫附液的92％～99％，本實(shí)施例中鹽回收率為87.69％。

本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)后淡化室3內(nèi)淡化液鹽含量為2.5％，將濃縮室4內(nèi)剩余的濃縮液放干，加入0.3l蒸餾水繼續(xù)進(jìn)行二級(jí)反應(yīng)，電滲析裝置電流降至0.16a，電導(dǎo)率為67.9ms/cm時(shí)結(jié)束實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)后的濃縮液的鹽含量達(dá)到6.59％，最終淡化液的codmn為4785mg/l，鹽含量為0.05％，一級(jí)和二級(jí)反應(yīng)鹽的總回收率接近100％，cod(化學(xué)需氧量)總截留率為96.44％。

將淡化液ph調(diào)至7，先進(jìn)行絮凝沉淀，用質(zhì)量濃度為2％的聚合氯化鋁絮凝劑，沉淀污泥作為固廢處理，上清液進(jìn)行臭氧氧化，臭氧濃度維持在1mg/l，接觸時(shí)間為5h，反應(yīng)結(jié)束后，codcr去除率為52％，bod5/codcr為0.25，可進(jìn)行生化處理。

本實(shí)施例的脫附液經(jīng)電滲析裝置操作后，濃縮液的鹽分達(dá)到15％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))左右，且codcr(重鉻酸鹽需氧量)低于100mg/l，可直接作為再生劑使用，減少了運(yùn)行成本；淡化室3內(nèi)的鹽分低于1％，經(jīng)過步驟六的處理后，codcr去除率50～60％，bod5/codcr(生化需氧量/重鉻酸鹽需氧量)大于0.25，可進(jìn)行生化處理；而處理1t脫附液，運(yùn)行成本約為20.28元，回收鹽收益50.40元，即采用本實(shí)施例技術(shù)處理1t脫附液，將會(huì)獲得37.12元的收益，有效提高了生產(chǎn)效益；本實(shí)施例樹脂脫附液處置方法，能實(shí)現(xiàn)脫附液的資源化、無害化處置，是一種高效經(jīng)濟(jì)的脫附液處置方法，可以廣泛應(yīng)用于離子交換樹脂水處理領(lǐng)域。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的一種基于電滲析技術(shù)的樹脂脫附液處置方法，基本同實(shí)施例1，所不同的是，本實(shí)施例以實(shí)施例1中鹽含量為6.59％的濃縮液為新的接收液，放空淡化室3，加入1.2l脫附液原液，其他操作同實(shí)施例1，啟動(dòng)電滲析裝置反應(yīng)32min，濃縮室4中電導(dǎo)率達(dá)到150ms/cm時(shí)停止實(shí)驗(yàn)，此時(shí)濃縮液鹽水的鹽含量為13％，可直接作為再生劑使用，脫附能力是新鮮脫附液的92％～99％。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的一種基于電滲析技術(shù)的樹脂脫附液處置方法，基本同實(shí)施例1，所不同的是，本實(shí)施例中膜堆1包括8對(duì)陰陽膜，膜堆1的表面總面積為0.0672m²；向淡化室3中加1.5l脫附液，濃縮室4中加0.3l自來水作為接收液，脫附液：接收液＝5：1；電極液采用質(zhì)量濃度為3％的硫酸鈉溶液；電滲析裝置的電壓為12v，電機(jī)電壓為2v，電滲析裝置啟動(dòng)反應(yīng)60min后，濃縮室4內(nèi)的電導(dǎo)率達(dá)到170ms/cm時(shí)停止實(shí)驗(yàn)，淡化液的電導(dǎo)率從120.8ms/cm降到39.5ms/cm，淡化液的codmn為4629mg/l，鹽含量為1.69％，濃縮液的codmn為87.1mg/l，鹽含量為13.99％，鹽的回收率為83.36％，cod截留率為98.96％，單位能耗為34.82kwh/t(脫附液)。將濃縮液直接作為再生劑，脫附能力是新鮮脫附液的95％～99％。

將最終淡化液的ph調(diào)節(jié)到8.5，用質(zhì)量濃度為2％的聚合氯化鐵絮凝劑混凝沉淀后，上清液進(jìn)行臭氧氧化，臭氧濃度為3mg/l，接觸時(shí)將為8h，出水codmn為2297mg/l，去除率為52％，bod5/codcr(生化需氧量/重鉻酸鹽需氧量)大于0.25，出水可進(jìn)生化系統(tǒng)。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的一種基于電滲析技術(shù)的樹脂脫附液處置方法，基本同實(shí)施例1，所不同的是，本實(shí)施例中脫附液的codmn為1010mg/l，鹽含量為7.6％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))；本實(shí)施例中膜堆1包括12對(duì)陰陽膜，膜堆1的表面總面積為0.1008m²；步驟一添加的脫附液與步驟二添加接收液的體積比為2：1，電極液采用質(zhì)量濃度為1％的硫酸鈉溶液；電滲析裝置的電壓為16v，電極電壓為3v，最終淡化液的codmn為1220mg/l，鹽含量為0.24％，濃縮液的codmn為112mg/l，鹽含量為10.35％，將濃縮液直接作為再生劑，脫附能力是新鮮脫附液的83％～92％。

將淡化液ph調(diào)至10，用質(zhì)量濃度為1.5％的聚合氯化鋁絮凝劑混凝沉淀后，上清液進(jìn)行臭氧氧化，臭氧濃度為2mg/l，接觸時(shí)將為6h，出水codmn為486mg/l，去除率為51.9％，bod5/codcr(生化需氧量/重鉻酸鹽需氧量)大于0.25，出水可進(jìn)生化系統(tǒng)。

以上示意性的對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。