CN107792951A - 一种重金属离子分离膜装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种重金属离子分离膜装置，包括进水池(1)、增压泵(2)、保安过滤器(3)、高压泵(4)、重金属离子分离膜组(5)、产水池(6)、浓水池(7)和清洗水池(8)，所述进水池(1)通过增压泵(2)连通所述保安过滤器(3)；保安过滤器(3)连通所述高压泵(4)；高压泵(4)通过进水阀门(10)连通重金属离子分离膜组(5)中的进水端(51)，重金属离子分离膜组(5)中净水端(52)通过产水阀门(12)连通产水池(6)。通过本发明的一种专用新型重金属离子分离膜装置。该装置具有耐酸、重金属离子去除率高、占地小、投资小及运行费用低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及化学工业中废水的处理领域，尤其是一种重金属离子分离膜装置。
背景技术
重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水。重金属(如含镉、镍、汞、锌等)废水是对一环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一，其水质水量与生产工艺有关。如震惊世界的水俣病及骨疼病就是由于含汞和含镉废水污染所致。废水中的重金属一般不能分解破坏，只能转移其存在位置和转变其物化形态。近年来，人们对重金属污染日益重视，对重金属废水的治理和排放标准日趋严格。环保工作者不断寻求更加安全和经济的方法来处理重金属废水，以减少或消除重金属在环境中的积累，满足日益严格的环保要求。
重金属废水处理的传统工艺大多存在着处理效果不好、处理成本高、工艺流程复杂和设备占地面积大等缺点。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提出一种重金属离子分离膜装置。
一种重金属离子分离膜装置，包括进水池、增压泵、保安过滤器、高压泵、重金属离子分离膜组、产水池、浓水池和清洗水池，所述进水池通过增压泵连通所述保安过滤器；保安过滤器连通所述高压泵；高压泵通过进水阀门连通重金属离子分离膜组中的进水端，重金属离子分离膜组中净水端通过产水阀门连通产水池。
所述重金属离子分离膜组中浓水端通过浓水阀门连通浓水池7。
所述重金属离子分离膜组中浓水端通过水箱阀门连通清洗水箱，清洗水箱连通清洗泵，清洗泵通过清洗阀门连通重金属离子分离膜组中的进水端。
其中，重金属离子分离膜组截留分子量在200-2000之间，膜孔径为1nm。
通过本发明的一种专用新型重金属离子分离膜装置。该装置具有耐酸、重金属离子去除率高、占地小、投资小及运行费用低的特点。使得环保工作者更加安全和经济的方法来处理重金属废水，以减少或消除重金属在环境中的积累，满足日益严格的环保要求。
附图说明
图1为重金属离子分离膜装置的实施例示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种重金属离子分离膜装置进行详细描述。
实施例
图1所示，一种重金属离子分离膜装置，包括进水池1、增压泵2、保安过滤器3、高压泵4、重金属离子分离膜组5、产水池6、浓水池7和清洗水池8，所述进水池1通过增压泵2连通所述保安过滤器3；保安过滤器3连通所述高压泵4；高压泵4通过进水阀门10连通重金属离子分离膜组5中的进水端51，重金属离子分离膜组5中净水端52通过产水阀门12连通产水池6。
重金属离子分离膜组5中浓水端53通过浓水阀门13连通浓水池7。
重金属离子分离膜组5中浓水端53通过水箱阀门14连通清洗水箱8，清洗水箱8连通清洗泵9，清洗泵9通过清洗阀门11连通重金属离子分离膜组5中的进水端51。清洗水池8有出液口和回流口，池中清洗液经清洗泵进入重金属分离膜组，清洗后再回流至清洗水池8。
进一步，所述进水池废水是预处理后的出水，预处理措施主要有混凝沉淀、超滤等，除去废水中粒径大的污染物，保障后续的重金属分离膜稳定运行。
进一步，所述重金属离子分离膜的截留分子量在200‐2000之间，膜孔径约为1nm左右，适宜分离大小约为1nm的溶解组分。重金属离子分离膜分离在常温下进行，无相变，无化学反应，不破坏生物活性，能有效的截留二价及高价离子、分子量高于200的有机小分子，而使大部分一价无机盐透过，可分离同类氨基酸和蛋白质，实现高分于量和低分子量有机物的分离，且成本比传统工艺还要低。
由于重金属分离膜特殊的孔径范围和制备时的特殊处理(如复合化、荷电化)，使其具有较特殊的分离性能。重金属分离膜的一个很大特征是膜表面或膜中存在带电基团，因此重金属分离膜分离具有两个特性，即筛分效应和电荷效应。分子量大于膜的截留分子量的物质，将被膜截留，反之则透过，这就是膜的筛分效应；膜的电荷效应又称为Donnan效应，是指离子与膜所带电荷的静电相互作用。对不带电荷的分子的过滤主要是靠位阻效应即筛分效应，利用筛分效应可以将不同分子量的物质分离；而对带有电荷的物质的过滤主要是靠荷电效应，重金属分离膜表面分离层可以由聚电解质构成，膜表面带有一定的电荷，大多数重金属分离膜的表面带有负电荷，它们通过静电相互作用，阻碍多价离子的渗透，这是重金属分离膜在较低压力下仍具有较高脱盐性能的重要原因。
具体地，一种重金属离子分离膜装置的工作流程为，经过预处理后的废水进入进水池1，预处理后的废水的SDI值5左右。通过增压泵2提升进入保安过滤器3，保安过滤器的过滤精度为5μm。增压泵2出口管路上接入阻垢剂和还原剂，可以有效的预防重金属离子分离膜结垢，造成膜通量下降。保安过滤器3出口接入高压泵4进口，高压泵4进口装有低压保护开关，出口装有高压保护开关。
高压泵4出口接重金属离子分离膜组5进水端，重金属离子分离膜能截留相对质量200‐2000之间的大分子物质和杂质。重金属离子分离膜在常温下进行，无相变，无化学反应，不会破坏生物活性，能有效的截留二价及高价离子和相对分子质量高于200的有机小分子，尤其对重金属离子有很好的截留效果。废水经过重金属离子分离膜除去废水中的重金属离子后，干净产水进入产水池6，浓水流入浓水池7。膜组在正常运行时进水阀门10、产水阀门12和浓水阀门13处于开启状态。
重金属离子分离膜具有以下的特点：
对不同价态的离子截留效果不同，对二价和高价离子的截留率明显高于单价离子。对阴离子截留率按下列顺序递增：NO3－，Cl－，OH－，SO42－，CO32－；对阳离子的截留率按下列顺序递增：H+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Cu2+；
对离子截留受离子半径的影响。在分离同种离子时，离子价数相等，离子半径越小，膜对该离子的截留率越小；离子价数越大，膜对该离子的截留率越高；
截留分子量在200～1000之间，适用于分子大小为1nm的溶解组分的分离；
膜可以承受强酸性，碱性，漂白和氧化药剂的清洗；
膜通量大；
膜管有着耐久的质地，与一般的过滤材质相比它有较长的使用期。
进一步，所述重金属离子分离膜组采用清洗液循环清洗，清洗时增压泵及高压泵停止运行，产水口阀门关闭，清洗液从膜组进液口进入，清洗完后从浓水口流入清洗水池。
最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。
Claims (5)
1.一种重金属离子分离膜装置，包括进水池(1)、增压泵(2)、保安过滤器(3)、高压泵(4)、重金属离子分离膜组(5)、产水池(6)、浓水池(7)和清洗水池(8)，
其特征在于，所述进水池(1)通过增压泵(2)连通所述保安过滤器(3)；保安过滤器(3)连通所述高压泵(4)；高压泵(4)通过进水阀门(10)连通重金属离子分离膜组(5)中的进水端(51)，重金属离子分离膜组(5)中净水端(52)通过产水阀门(12)连通产水池(6)。
2.根据权利要求1所述的重金属离子分离膜装置，其特征在于，所述重金属离子分离膜组(5)中浓水端(53)通过浓水阀门(13)连通浓水池(7)。
3.根据权利要求1所述的重金属离子分离膜装置，其特征在于，所述重金属离子分离膜组(5)中浓水端(53)通过水箱阀门(14)连通清洗水箱(8)，清洗水箱(8)连通清洗泵(9)，清洗泵(9)通过清洗阀门(11)连通重金属离子分离膜组(5)中的进水端(51)。
4.根据权利要求1所述的重金属离子分离膜装置，其特征在于，重金属离子分离膜组(5)截留分子量在200-2000之间，膜孔径为1nm。
5.根据权利要求1所述的重金属离子分离膜装置的操作方法，
其特征在于，
1)经过预处理后的废水进入进水池(1)，预处理后的废水的SDI值5左右；
2)通过增压泵(2)提升进入保安过滤器(3)，保安过滤器的过滤精度为5μm，保安过滤器(3)出口接入高压泵(4)进口，高压泵(4)进口装有低压保护开关，出口装有高压保护开关；
3)高压泵(4)出口接重金属离子分离膜组(5)进水端，重金属离子分离膜能截留相对质量200‐2000之间的大分子物质和杂质；
4)废水经过重金属离子分离膜除去废水中的重金属离子后，干净产水进入产水池(6)，浓水流入浓水池(7)；
5)膜组在正常运行时进水阀门(10)、产水阀门(12)和浓水阀门(13)处于开启状态。
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