CN114735860A - 一种处理废酸液的集成膜系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种处理废酸液的集成膜系统及方法，该系统包括串联设置的扩散渗析单元和选择性电渗析单元；所述扩散渗析单元中设置有阴离子交换膜，相邻阴离子交换膜间存在供液体流过的隔室；所述选择性电渗析单元设置有依次重叠设置的阻氢阴离子交换膜以及单价选择性阳离子交换膜，阻氢阴离子交换膜和单价选择性阳离子交换膜之间存在供液体流过的隔室。提出了废酸液回收及浓缩资源化的技术路线，兼具扩散渗析浓差渗析、选择性电渗析高效选择性迁移浓缩的特征，能够实现废酸液中酸的高效回收与浓缩资源化，克服了常规扩散渗析工艺应用于废酸液处理过程中的效率低、耗水量大、回收酸浓度低等典型问题。
Description
技术领域
本文涉及但不限废水处理技术领域，尤其涉及但不限于一种对废酸液进行扩散渗析与选择性电渗析集成膜过程的处理系统及方法。
背景技术
酸洗是电镀、冶金等典型行业加工制造过程中不可缺少的重要环节，用以清洁金属表面，此过程中会产生一种环境污染倾向严重但极具回收价值的废酸液。废酸液中富含一定浓度的H+、含氧酸根离子和重金属离子，采用传统的加碱中和等方法不能从根本上解决此类废酸液所带来的环境影响，而且还面临着处理成本高、资源浪费等问题。目前，扩散渗析常被应用于废酸液的回收过程以实现酸的回用并取得良好效果，然而扩散渗析仅是依靠浓度差为推动力，需要借助同体积量、甚至更多的纯水作为接受液，因此存在回收酸浓度低、耗水量大等问题，特别是对于中低浓度废酸液，还存在较低浓度差造成酸回收效率降低的技术瓶颈。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本申请提供了一种能够连续运行的非间歇式处理废酸液的集成膜系统及应用。提出了废酸液回收及浓缩资源化的技术路线，兼具扩散渗析浓差渗析、选择性电渗析高效选择性迁移浓缩的特征，能够实现废酸液中酸的高效回收与浓缩资源化，克服了常规扩散渗析工艺应用于废酸液处理过程中的效率低、耗水量大、回收酸浓度低等典型问题。针对低浓度废酸，该方法所得浓酸回收率达到93％以上，纯水消耗量仅为单一扩散渗析的1/2，浓酸液浓度达到1.2mol/L，对各种无机废酸液的资源化处理均适用，过程操作更安全、更高效，实用性强，在电镀等典型行业废酸液的深度资源化处理领域具有广阔的应用前景。
第一项，本申请提供了一种处理废酸液的集成膜系统，包括串联设置的扩散渗析单元和选择性电渗析单元；
所述扩散渗析单元中设置有阴离子交换膜，相邻阴离子交换膜间存在供液体流过的隔室；
所述选择性电渗析单元设置有依次重叠设置的阻氢阴离子交换膜以及单价选择性阳离子交换膜，阻氢阴离子交换膜和单价选择性阳离子交换膜之间存在供液体流过的隔室。
在本申请提供的一种实施方式中，所述扩散渗析单元为多段式排列的扩散渗析酸回收单元。
在本申请提供的一种实施方式中，所述扩散渗析单元还可以包括扩散渗析膜组件、原料罐、耐酸泵、保安过滤器和流量计；废酸液水箱的出料端设有保安过滤器，所述保安过滤器通过管路与扩散渗析单元相连，所述扩散渗析单元的进料端设有流量计，所述扩散渗析单元的回收酸和渗余液的出料端设有电导率仪。
在本申请提供的一种实施方式中，所述扩散渗析单元中包括废酸室和回收酸室，废酸室和回收酸室之间设置有阴离子交换膜，废酸中的阴离子和氢离子通过扩散渗析作用进入酸回收室；所述废酸室、酸回收室和阴离子交换膜可以根据本领域内的公知常识进行设置，以回收较多的酸。
在本申请提供的一种实施方式中，所述扩散渗析单元中的回收酸室与废酸室中料液为逆流操作。
在本申请提供的一种实施方式中，所述选择性电渗析单元还可以包含阴极板、阳极板，阴极板与阳极板之间设置多个操作单元(依次重叠设置的阻氢阴离子交换膜以及单价选择性阳离子交换膜)。
在本申请提供的一种实施方式中，所述选择性电渗析单元的阴极板与操作单元之间还设置有用于形成阴极室的单价选择性阳离子交换膜。
在本申请提供的一种实施方式中，所述选择性电渗析单元的阳极板与操作单元之间还设置有用于形成阳极室的单价选择性阳离子交换膜。
第二项，根据第一项所述的液体处理装置，
所述扩散渗析单元设置有第一入口、第一出口、第二入口和第二出口；
所述选择性电渗析单元包括第三入口、第三出口、第四入口和第四出口；
所述第一出口与所述第三入口连通；
所述第二出口与所述第四入口连通。
在本申请提供的一种实施方式中，所述第一入口可以为废酸室的入口，第一所述出口可以为废酸室的出口，所述第二入口可以为酸回收室的入口，第二所述出口可以为酸回收室的出口，所述第二入口可以为废酸室的入口，第二所述出口可以为废酸室的出口，所述第一入口可以为酸回收室的入口，第一所述出口可以为酸回收室的出口。
第三项，根据第一项或第二项所述的液体处理装置，
所述第一出口和所述第三入口之间设置有连通的第一中间水箱；
所述第二出口和所述第四入口之间设置有连通的第二中间水箱。
在本申请提供的一种实施方式中，所述第一出口流出的液体进入第一中间水箱，所述第一中间水箱中的液体进入所述第三入口；所述第二出口流出的液体先进入第二中间水箱，所述第二中间水箱中的液体进入所述第四入口。
第四项，根据第一项至第三项所述的液体处理装置，
所述第三出口与所述第一中间水箱和第一回收水箱连通；
所述第四出口与所述第二中间水箱和第二回收水箱连通。
在本申请提供的一种实施方式中，所述液体处理装置还可以包括第一阀门和第二阀门，所述第一阀门控制所述第三出口与所述第一中间水箱连通或与所述第一回收水箱连通；所述第二阀门控制所述第四出口与所述第二中间水箱连通或与所述第二回收水箱连通。
在本申请提供的一种实施方式中，所述选择性电渗析单元供液体流过的隔室分为二类，两类隔室均是由阻氢阴离子交换膜和单价选择性阳离子交换膜(以及其他用于形成隔室的支撑部件)组成，第一类隔室的阻氢阴离子交换膜相较单价选择性阳离子交换膜更靠近所述选择性电渗析单元的阴极、第二类隔室的单价选择性阳离子交换膜相较阻氢阴离子交换膜更靠近所述选择性电渗析单元的阴极；所述扩散渗析单元的酸回收室流出的液体(回收酸)进入第一类隔室，进一步在含酸废液(渗余液)中富集酸；所述扩散渗析单元的废酸室流出的液体，即所述含酸废液(渗余液)，进入第二类隔室，进一步提高待回收的金属阳离子的浓度。
在本申请提供的一种实施方式中，所述选择性电渗析单元中的液体的流向与所述选择性电渗析单元的排布的方向垂直。
在本申请提供的一种实施方式中，所述选择性电渗析单元的第一类隔室用于流经扩散渗析单元的纯水(回收酸)的流动；
在本申请提供的一种实施方式中，所述选择性电渗析单元的第二类隔室用于流经扩散渗析单元的废酸液(渗余液)的流动。
在本申请提供的一种实施方式中，当所述第一类隔室流出的液体经第三出口流出时，所述第二隔室流出的液体经第四出口流出，当所述第一类隔室流出的液体经第四出口流出时，所述第二隔室流出的液体经第三出口流出。
第五项，根据第一项至第四项所述的废酸处理装置在处理含酸和二价以上阳离子的液体的用途。
第六项，根据第一项至第五项所述的用途，
将待处理液体(废酸液)通入所述扩散渗析单元(的废酸室)，将纯水(或淡水或蒸馏水)通入所述扩散渗析单元(的回收酸室)进行扩散渗析，分离处待处理液体(废酸液)中的酸；
设置流经扩散渗析单元的待处理液体(渗余液)和流经扩散渗析单元的淡水(回收酸)分别进入所述选择性电渗析单元进行选择性电渗析，获得经过进一步富集浓缩的酸(浓酸液)和经过再次脱酸的含有二价以上阳离子(高价态重金属阳离子)的液体(脱酸液)。
第七项，根据第一项至第六项所述的用途，
所述选择性电渗析单元中供液体流过的隔室分为二类，第一类隔室的阻氢阴离子交换膜相较单价选择性阳离子交换膜更靠近所述选择性电渗析单元的阴极、第二类隔室的单价选择性阳离子交换膜相较阻氢阴离子交换膜更靠近所述选择性电渗析单元的阴极。
在本申请提供的一种实施方式中，所述选择性电渗析单元中的液体的流向与所述选择性电渗析单元的排布的方向垂直；
在本申请提供的一种实施方式中，所述选择性电渗析单元的第一类隔室用于流经扩散渗析单元的纯水(回收酸)的流动；
在本申请提供的一种实施方式中，所述选择性电渗析单元的第二类隔室用于流经扩散渗析单元的废酸液(渗余液)的流动。
第八项，根据第一项至第七项所述的用途，其特征在于，
扩散渗析单元中的待处理液体和淡水的流速比为(1至6):(1至6)，优选流速比为(1至2):(1至4)，最优选流速比为(1至2):(1至2)。
在本申请提供的一种实施方式中，所述选择性电渗析单元中的第一类隔室内的液体流速与第二类隔室内的液体流速的比为(1至6):(1至6)，优选流速比为(1至2):(1至4)，最优选流速比为(1至2):(1至2)。
第九项，根据第五项至第八项中任一项所述的用途，其特征在于，
选择性电渗析单元中，每对重叠设置的阻氢阴离子交换膜以及单价选择性阳离子交换膜的膜对电压为0.3V至0.9V；
在本申请提供的一种实施方式中，所述选择性电渗析单元中的电流密度为2mA/cm2至6mA/cm2；
在本申请提供的一种实施方式中，所述选择性电渗析单元可以恒电压操作，也可以恒电流操作。
在本申请提供的一种实施方式中，选择性电渗析单元的所述第一类隔室和所述第二类隔室的液流温度各自独立地为5℃至35℃。
第十项，根据第五项至第九项中任一项所述的用途，其特征在于，
所述第一类隔室的流出液重复进入所述第一类隔室中，所述第二类隔室的流出液重复进入所述第二类隔室中，多次进行选择性电渗析；
第一类隔室的流出液和第二类隔室的流出液的循环线性流速各自独立地为1.5cm/s至3.0cm/s。
本申请具有的优点和积极效果是：
(1)DD-SED集成膜(扩散渗析-选择性电渗析集成膜)系统较单一DD(扩散渗析)过程的酸回收率提升45％；
(2)DD-SED集成膜(扩散渗析-选择性电渗析集成膜)系统较单一DD(扩散渗析)过程的纯水消耗降低50％；
(3)DD-SED集成膜系统(扩散渗析-选择性电渗析集成膜)的回收酸浓度高于废酸液初始浓度的1.1倍至1.2倍。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书中所描述的方案来发明实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请的工艺流程框图；
图2为本申请的一种工艺流程图；
图3为本申请的一种工艺流程图(未示出电极液管路和电极液水箱)；
图4为本申请的扩散渗析器的工作原理图；
图5为本申请的选择性电渗析器的工作原理图。
图中：1-纯水箱、2-废酸液水箱、3-扩散渗析器、4-渗余液管路、5-回收酸管路、6-渗余液水箱、7-浓酸液水箱、8-选择性电渗析器、9-回收酸水箱、10-浓酸液管路、11-脱酸液管路、12-脱酸液水箱、13-电极液管路、14-电极液水箱、15-扩散渗析阴离子交换膜、16-废酸室、17-回收酸室、18-单价选择性阳离子交换膜、19-阻氢型阴离子交换膜、20-脱酸液隔室、21-浓酸液隔室、22-阴极板、23-阳极板、24-阴极室、25-阳极室。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在本申请中，废酸液为电镀、冶金、机械加工等典型行业所产生的含有二价以上阳离子(可以如Cu2+、Ni2+等)废酸液；
渗余液为废酸液进入扩散渗析单元后流出的液体；
脱酸液为渗余液进入选择性电渗析单元后流出的液体；
回收酸为纯水进入扩散渗析单元后流出的液体；
浓酸液为回收酸进入选择性电渗析单元后流出的液体。
实施例1
本实施例提供了一种处理废酸液的集成膜系统，废酸液先后流经扩散渗析单元和选择性电渗析单元；如图1所示，电镀等典型行业所产生的废酸液通入扩散渗析单元中，通过扩散渗析单元对废酸液中的酸进行初步回收，得到回收酸和渗余液；
回收酸和渗余液通入选择性电渗析的单元，凭借选择性电渗析隔室结构及单价选择性阳离子交换膜和阻氢型阴离子交换膜的功能特性，对渗余液中残余酸进行深度回收，并且实现回收酸进一步浓缩得到浓酸液，得到的浓酸液可回用于电镀等典型耗酸工业，而脱酸液中的重金属可用于回收。
如图2所示，扩散渗析酸回收单元以及与扩散渗析酸回收单元连接的溢流补水式选择性电渗析酸浓缩单元；
如图3所示，扩散渗析酸回收单元以及与扩散渗析酸回收单元连接的阀门式选择性电渗析酸浓缩单元；
扩散渗析酸回收单元采用的是扩散渗析器3；
选择性电渗析酸浓缩单元采用的是选择性电渗析8。
如图4所示，扩散渗析器3包括多个操作单元(多段式排列的操作单元)，一个操作单元由一个废酸室16和一个回收酸室17组成，废酸室16和回收酸室17之间设有扩散渗析阴离子交换膜15(AEM)。所述扩散渗析单元还可以包括扩散渗析膜组件(未示出)、原料罐(未示出)、耐酸泵(未示出)、保安过滤器(未示出)和流量计(未示出)；所述废酸液水箱的出料端设有保安过滤器，所述保安过滤器通过管路与扩散渗析单元相连，所述扩散渗析单元的进料端设有流量计。
如图5所示，选择性电渗析器8包括阴极板22(不锈钢平板电极)、阳极板23(钛镀钌平板电极)和多个操作单元，一个操作单元由一个脱酸液隔室20(第二类隔室)、一个浓酸液隔室21(第一类隔室)组成，每一个操作单元内，脱酸液隔室20、浓酸液隔室21之间设有阻氢型阴离子交换膜19(脱酸液隔室20、浓酸液隔室21共用同一个阻氢型阴离子交换膜19)，阴极板22与操作单元之间设有阴极室24，阳极板23与操作单元之间设有阳极室25，相邻所述操作单元之间、所述阳极室25与操作单元之间、所述阴极室24与操作单元之间均设有单价选择性阳离子交换膜18(相邻的操作单元之间公用同一个选择性阳离子交换膜18，所述阳极室25与操作单元之间、所述阴极室24与操作单元之间均设有额外的单价选择性阳离子交换膜18，该选择性阳离子交换膜组成了阴极室或阳极室)。
参考图2至图5，纯水箱1中的纯水经第一入口通入扩散渗析器3的回收酸室17，废酸液水箱2的待回收废酸经第二入口通入多段式排列的扩散渗析器3的废酸室16，经过第一出口流出扩散渗析器3的回收酸存储于回收酸水箱9(第一中间水箱)，经第二出口流出过扩散渗析器3的废酸液存储于渗余液水箱6(第二中间水箱)。所述回收酸室17与废酸室16中液体可以设置为逆流；渗余液水箱6(第二中间水箱)中的液体经第四入口泵入选择性电渗析器8的脱酸液隔室20(第二类隔室，第二类隔室的单价选择性阳离子交换膜18(MSCEM)相较阻氢阴离子交换膜19(ATD)更靠近所述选择性电渗析单元的阴极板22)，回收酸水箱9(第一中间水箱)中的液体经第三入口泵入选择性电渗析器8浓酸液隔室21(第一类隔室，第一类隔室的阻氢阴离子交换膜19相较单价选择性阳离子交换膜18更靠近所述选择性电渗析单元的阴极板22)，将阴极板22和阳极板23通电形成直流电场，溶液中的阴离子、阳离子分别透过阻氢型阴离子交换膜19、单价选择性阳离子交换膜18进入到相应隔室中。经过第三出口流出的选择性电渗析器8的脱酸液存储于脱酸液水箱12(第二回收水箱)，经过第三出口流出选择性电渗析器8的浓酸液存储于浓酸液水箱7(第一回收水箱)。
第三出口还可以与第一中间水箱连通，第四出口还可以与第二中间水箱连通，扩散渗析器3的渗余液流入电渗析阶段的渗余液水箱6(第二中间水箱)作为脱酸液补充液，扩散渗析器3的回收酸流入电渗析阶段的回收酸水箱9(第一中间水箱)作为浓酸液的补充液；脱酸液和浓酸液多次经过选择性电渗析，分别多次地返回渗余液水箱6和回收酸水箱9。可以通过第一阀门控制第三出口与第一中间水箱连通或与第一回收水箱连通；可以通过第二阀门控制第四出口与第二中间水箱连通或与第二回收水箱连通。
也可以通过水槽溢流的方式，结合本领域常规的设置方式(电渗析的流速显著大于扩散渗析，装置持续运行一段时间达到稳态后，第一中间水箱和第二中间水箱中液体的浓度不会受到流出扩散渗析单元的液体的显著影响，并且电渗析的循环流速较高，高流速的循环液流入中间水箱会促进DD渗余液和选择性电渗析循环液的混合，当本申请提供的装置持续稳定运行一段时间后，水槽溢流出的液体即为最终产品)，获得浓酸液和脱酸液，扩散渗析器3的渗余液流入电渗析的渗余液水箱6(第一中间水箱)作为脱酸液补充液，扩散渗析器3的回收酸流入电渗析的回收酸水箱9(第二中间水箱)作为浓酸液的补充液；渗余液和回收酸多次经过选择性电渗析8，分别多次地返回渗余液水箱6和回收酸水箱9，并溢流得到脱酸液和浓酸液，溢流的脱酸液流入脱酸液水箱供后续重金属提取分离使用，溢流的浓酸液流入浓酸液水箱7作为产品。
试验例1采用DD-SED集成膜过程处理低浓度电镀硝酸废液
S1：扩散渗析初级酸回收单元中选用板式扩散渗析膜堆，内含20张山东天维膜技术有限公司TWDDA3型阴离子交换膜(即扩散渗析阴离子交换膜15，可以为一段式排列，也可以两段式或多段式排列)，扩散渗析阴离子交换膜15的单膜有效面积为0.052m2。在系统废酸液进料流量为0.42L/h、纯水进水量为0.21L/h的操作条件下运行扩散渗析初级酸回收系统(废酸液化学组成见表1)，废酸液中的阴离子和氢离子通过扩散渗析作用进入酸回收室17。扩散渗析出料得到酸浓度分别为0.35mol/L和1.08mol/L的渗余液和回收酸，分别流入选择性电渗析单元的渗余液水箱6(第二中间水箱)和回收酸水箱9(第一中间水箱)，两股料液的具体组分浓度见表2。
S2：渗余液和回收酸进入选择性电渗析单元，选择性电渗析单元组成第一类隔室和第二类隔室由5张日本ASTOM株式会社ACM型阻氢阴离子交换膜和6张日本AGC株式会社CSO型单价选择性阳离子交换膜组成(还包括额外2张用于组成阴阳极室的CSO型单价选择性阳离子交换膜)，单膜有效面积均为0.039m2，将渗余液水箱6(第二中间水箱)和回收酸水箱9(第一中间水箱)中的料液由隔膜增压泵通入电渗析膜堆，循环线性流速为2.0cm/s(即第一类隔室和第二类隔室中液体的流速比为1:1)。电极液为0.5mol/L的HNO3溶液3L(也可以使用与待回收酸不同的，且不与电极反应的酸，例如硫酸等，浓度可以为0.1mol/L至2mol/L)，循环使用。对于选择性电渗析器，各隔室流量均为120L/h，阴极室24和阳极室25中的电极液的流量均为60L/h(流出阴极室24的电极液和流出阳极室25的电极液可以混合在一个电解液水箱14中混合，再从该电解液槽中流回阴极室24或阳极室25。由于靠近阴极板22、阳极板23的均为单价选择性阳离子交换膜18，酸根离子由于水合半径大、与单价选择性阳离子交换膜18内部荷电基团电荷相同，基本无法透过单价选择性阳离子交换膜18漏迁，所以电极液中只是阳极室25的H+迁移至相邻浓酸液室，与阴极相邻的脱酸液隔室20中的H+则迁入阴极室24，由于阳极液和阴极液最后混合于同一电极液水箱14，理论上电极液中由阳极液损失的H+与阴极液得到的H+相互抵消，因此整个电极液可以连续循环，在一定时间内不需要额外补充)，单膜有效均面积为0.039m2。
S3：开启隔膜增压泵，调节选择性电渗析器的膜对电压(恒电压操作)为0.6V，此时电流密度为3.4mA/cm2，液流温度为20℃，形成直流电场，分析并记录脱酸液和浓酸液产出液流的酸浓度值。运行时间达到6小时后，产出液中的酸浓度及重金属离子浓度保持不变，系统达到稳态，持续得到浓度为1.18mol/L的回收硝酸，共存重金属离子Cu2+和Ni2+的截留率达到90％，浓酸液中具体组分及浓度见表3。经核算，扩散渗析-选择性电渗析集成膜系统的酸回收率为93.3％，每小时消耗淡水量0.21L，仅为单一扩散渗析过程的1/2。
表1废酸液化学组成
| 主要离子 | H<sup>+</sup> | Cu<sup>2+</sup> | Ni<sup>2+</sup> | NO<sub>3</sub><sup>-</sup> |
| 浓度(mol/L) | 1.05 | 0.05 | 0.05 | 1.15 |
表2扩散渗析流出液具体组分浓度
| 主要离子 | H<sup>+</sup> | Cu<sup>2+</sup> | Ni<sup>2+</sup> | NO<sub>3</sub><sup>-</sup> |
| 回收酸(mol/L) | 1.08 | 0.008 | 0.004 | 1.104 |
| 渗余液(mol/L) | 0.35 | 0.048 | 0.049 | 0.544 |
表3选择性电渗析流出液具体组分浓度
| 主要离子 | H<sup>+</sup> | Cu<sup>2+</sup> | Ni<sup>2+</sup> | NO<sub>3</sub><sup>-</sup> |
| 浓酸液(mol/L) | 1.19 | 0.010 | 0.007 | 1.224 |
| 脱酸液(mol/L) | 0.08 | 0.045 | 0.049 | 0.105 |
Claims (10)
1.一种液体处理装置，其特征在于，包括串联设置的扩散渗析单元和选择性电渗析单元；
所述扩散渗析单元中设置有阴离子交换膜，相邻阴离子交换膜间存在供液体流过的隔室；
所述选择性电渗析单元设置有依次重叠设置的阻氢阴离子交换膜以及单价选择性阳离子交换膜，阻氢阴离子交换膜和单价选择性阳离子交换膜之间存在供液体流过的隔室。
2.根据权利要求1所述的液体处理装置，其特征在于，
所述扩散渗析单元设置有第一入口、第一出口、第二入口和第二出口；
所述选择性电渗析单元包括第三入口、第三出口、第四入口和第四出口；
所述第一出口与所述第三入口连通；
所述第二出口与所述第四入口连通。
3.根据权利要求2所述的液体处理装置，其特征在于，
所述第一出口和所述第三入口之间设置有连通的第一中间水箱；
所述第二出口和所述第四入口之间设置有连通的第二中间水箱。
4.根据权利要求3所述的液体处理装置，其特征在于，
所述第三出口与所述第一中间水箱和第一回收水箱连通；
所述第四出口与所述第二中间水箱和第二回收水箱连通；
任选地，所述液体处理装置包括第一阀门和第二阀门，所述第一阀门控制所述第三出口与所述第一中间水箱连通或与所述第一回收水箱连通；所述第二阀门控制所述第四出口与所述第二中间水箱连通或与所述第二回收水箱连通。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液体处理装置在处理含酸和二价以上阳离子的液体的用途。
6.根据权利要求5所述的用途，其特征在于，
将待处理液体通入所述扩散渗析单元，将淡水通入所述扩散渗析单元进行扩散渗析，分离出待处理液体中的酸；
设置流经扩散渗析单元的待处理液体和流经扩散渗析单元的淡水分别进入所述选择性电渗析单元进行选择性跨膜电迁移，获得经过进一步富集浓缩的酸和经过脱酸的含有二价以上阳离子的液体。
7.根据权利要求6所述的用途，其特征在于，
所述选择性电渗析单元中供液体流过的隔室分为二类，第一类隔室的阻氢阴离子交换膜相较单价选择性阳离子交换膜更靠近所述选择性电渗析单元的阴极、第二类隔室的单价选择性阳离子交换膜相较阻氢阴离子交换膜更靠近所述选择性电渗析单元的阴极；
任选地，所述选择性电渗析单元中的液体的流向与所述选择性电渗析单元的排布的方向垂直；
任选地，所述第一类隔室用于流经扩散渗析单元的淡水的流动；
任选地，所述第二类隔室用于流经扩散渗析单元的待处理液体的流动。
8.根据权利要求5或6所述的用途，其特征在于，
扩散渗析单元中的待处理液体和淡水的流速比为(1至6):(1至6)，优选流速比为(1至2):(1至4)，最优选流速比为(1至2):(1至2)；
任选地，第一类隔室内的液体流速与第二类隔室内的液体流速的比为(1至6):(1至6)，优选流速比为(1至2):(1至4)，最优选流速比为(1至2):(1至2)。
9.根据权利要求8所述的用途，其特征在于，
选择性电渗析单元中，每对重叠设置的阻氢阴离子交换膜以及单价选择性阳离子交换膜的膜对电压为0.3V至0.9V；
任选地，选择性电渗析单元中，电流密度为2mA/cm2至6mA/cm2；
任选地，所述第一类隔室和所述第二类隔室的液流温度各自独立地为5℃至35℃。
10.根据权利要求8所述的用途，其特征在于，
所述第一类隔室的流出液重复进入所述第一类隔室中，所述第二类隔室的流出液重复进入所述第二类隔室中，多次进行选择性电渗析；
第一类隔室的流出液和第二类隔室的流出液的循环线性流速各自独立地为1.5cm/s至3.0cm/s。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210348781.8A CN114735860A (zh) | 2022-04-01 | 2022-04-01 | 一种处理废酸液的集成膜系统及方法 |
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN102583841A (zh) * | 2012-01-18 | 2012-07-18 | 中国科学技术大学 | 含金属离子酸性废液的扩散与电渗析集成处理方法和装置 |
| CN107746098A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-03-02 | 中国科学技术大学 | 一种氢离子选择性电渗析从含有低浓度酸和高浓度金属离子的废液中回收酸的装置和方法 |
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- 2022-04-01 CN CN202210348781.8A patent/CN114735860A/zh active Pending
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