EDI技术处理重金属废水的试验研究

【摘要】重金属尤其是第一类污染物的重金属由于其环境危害性大而越来越受到严格的监控,其污染治理技术也越来越受到重视,但是传统的重金属废水处理方法虽各有优势,但仍不同程度地存在投资大、产水水质偏低、易产生二次污染等缺点,特别是当废水浓度较低时,传统处理工艺在技术、经济等方面受到很多限制而很难做到净化和回收兼顾,难以满足废水资源化的要求。而如何实现重金属废水“零”排放,实现重金属的回收和废水循环再利用等方面的资源化处理技术是当前发展的趋势。电去离子(Electrodeionization,EDI)是一种清洁高效的新型水处理技术,可深度去除并回收重金属离子和回收利用废水,可实现重金属废水“零”排放。关于EDI处理含多种重金属离子废水研究鲜有报道,由此,本论文对EDI技术处理低浓度含多种重金属废水进行了较为系统的研究。以Ni2+、Cr6+离子废水进行EDI实验处理,改进了EDI装置,实现含镍、铬废水的浓缩回收,并解决了Ni(OH)2沉淀问题。研究了EDI过程机理,水解离产生的H+和OH-离子实现了离子交换树脂的持续电再生。Ni2+、Cr6+离子在电势推动力和浓差推动力共同作用下,迁移穿过树脂相、溶液相和膜相进入浓缩室的规律。考察了EDI膜堆电压、原水pH和原水Ni2+、Cr6+离子浓度等操作参数对EDI过程的处理效果的影响。EDI过程存在一个适宜电压范围,在此电压范围内操作,膜堆可以安全有效地运行。电压越高,水解离程度越剧烈,Ni2+、Cr6+离子去除效果越好；电压低于此范围,电场驱动力过小则造成离子脱除率低,出水水质下降；电压超出该范围,则无效的水解离极大地降低电流效率,大幅增加耗能,而离子脱除效果不会显著增强；适宜的工作电压既达到期望的Ni2+、Cr6+离子脱除率,又能提高操作的经济性,实验确定较合适的电压为20V左右。EDI适宜处理低浓度废水。当离子浓度较高时,将有相当部分的离子不经过离子交换树脂相传递而直接经过离子交换树脂颗粒间的溶液相中迁移传递,此体现不了EDI深度净化优势,淡水室出水水质会大幅度的下降。实验发现原水Ni2+、Cr6+离子浓度不高于50mg/L时处理效果较好。原水pH对EDI处理性能的影响不大,原水pH越低时,离子去除率略有上升。当原水pH越低时,淡水室中H+离子浓度增加,使溶液的导电性增强,电流密度增大,离子迁移的动力增大,并使水解离和电再生效应增强,使得处理效果略有增强。考察了EDI连续处理重金属废水效果,研究表明EDI过程连续运行稳定,2#浓缩室Ni2+离子浓度达667mg/L,浓缩倍数13.3;1#浓缩室Cr6+离子浓度686mg/L,浓缩倍数13.7。出水Ni2+、Cr6+离子浓度始终低于0.1mg/L,去除率大于99%,没有离子交换树脂穿透现象发生。EDI在最优操作条件下连续运行稳定。说明EDI能够在不需要化学再生树脂的情况下,可实现重金属的浓缩回收和废水的回用,实现重金属废水的“零”排放,EDI技术在处理低浓度重金属废水上切实可行。
【作者】肖隆庚；
【导师】陈文松；
【作者基本信息】广东工业大学，环境工程，2014，硕士
【关键词】电去离子(EDI)；电再生；离子交换；离子迁移；重金属废水；

【参考文献】
[1]荆大威,田磊.地震岩性反演剖面[J].石油地球物理勘探,1993,01:128.
[2]韩靖.基于企业生命周期理论的上市公司股利政策研究[D].山西财经大学,会计学,2014,硕士.
[3]滕青.含油污泥石油类物质两步法回收工艺试验研究[D].陕西科技大学,环境科学,2013,硕士.
[4]关东.连续退火炉带温控制系统的设计与实现[D].东北大学,控制工程,2011,硕士.
[5]王新.基于校园网的统一身份认证系统的研究与实现[D].华北电力大学（河北）,计算机应用技术,2004,硕士.
[6]齐冀.火箭在轨组装对接机构研制[D].哈尔滨工业大学,机械电子工程,2014,硕士.
[7]张小燕.从马克思女性主义角度看《珍妮姑娘》中珍妮悲剧成因[D].鲁东大学,英语言文学,2014,硕士.
[8]袁飞.特征组装视角的L2英语主题化与焦点前置[D].北京外国语大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[9]李倩.自由基清除剂Tempol的抗缺氧作用及其分子机制研究[D].兰州大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[10]王珂.党际关系四项原则是我党对党际关系基本准则的重大创新[D].外交学院,国际关系,2004,硕士.
[11]李红信.可展开平面天线机构展开过程分析与试验研究[D].哈尔滨工业大学,航空宇航制造工程,2014,硕士.
[12]李利花.超临界二氧化碳辅助石墨烯的制备、功能化及在燃料电池中的应用[D].郑州大学,2013.
[13]沈亚丹.汽车电子中的LED驱动电路的研究设计[D].浙江大学,2013.
[14]谢梅.网络经济时代企业文化的再造[D].电子科技大学,2002.
[15]郑丽婷.现代汉语形式动词及其教学分析[D].上海外国语大学,汉语国际教育,2014,硕士.
[16]李陈.页岩气非定常渗流理论及其试井应用[D].中国地质大学（北京）,油气田开发工程,2013,硕士.
[17]黄海东.A公司中端阀门品牌创建策略研究[D].华东理工大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[18]陈建平.当前优抚安置对象的服务管理需求研究[D].湖南师范大学,社会学,2014,硕士.
[19]刘文,胡梅芝,孟光启.甚高频窄带SAWF中心频率精确控制研究[J].光通信研究.1992(03)
[20]郑楠.正常高值血压伴心血管危险因素者的干预性研究[D].河北医科大学,内科学（专业学位）,2013,硕士.
[21]初慧中.青岛市1996～2011年卫生事业投入调查分析[D].山东大学,公共卫生（专业学位）,2012,硕士.
[22]高志刚.基于模型的汽车电子软件综合方法研究[D].浙江大学,2008.
[23]王波夏.基于危险性分析的企业安全生产事故应急预案研究[D].首都经济贸易大学,安全工程（专业学位）,2013,硕士.
[24]闵雷.湖北监利程集古镇研究[D].武汉理工大学,2005.
[25]宋东平.运行相依不可靠生产线的控制参数灵敏度估计[J].自动化学报,1995,06:739-743.
[26]韩博.多对传力杆空间RCCR机构仿真实验研究[D].郑州大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[27]程克群.网络会计模式研究[D].安徽农业大学,2004.
[28]崔文娟.低碳经济背景下山西省出口商品结构优化研究[D].山西财经大学,国际贸易学,2013,硕士.
[29]李杨.浙商银行不良贷款风险成因与防范措施研究[D].西安科技大学,工商管理,2014,硕士.
[30]王耀庭,李胜家,李录.闭环系统的Riesz基生成问题[J].自动化学报,2001,05:672-677.
[31]方世武,曾佛生.转盘测距仪的工作原理及其误差分析[J].宇航计测技术.1993(02)
[32]隰潇.基于iSIGHT的机械结构振动控制最优布点技术研究[D].北京交通大学,2014.
[33]石魁.气缸套疲劳寿命模拟试验研究[D].河南科技大学,动力机械及工程,2014,硕士.
[34]周巧萍.基于价值链宁波外向型中小企业转型升级的研究[D].浙江工业大学,2012.
[35]韩丽丽.浅水水体浮游藻类光合活性研究[D].华中科技大学,生态学,2013,硕士.
[36]初宪武.基于CAN总线的水厂自动化监控系统[D].辽宁工程技术大学,电力电子与电力传动,2003,硕士.
[37]田甜.国际农业经济与政策领域前沿分析[D].黑龙江八一农垦大学,农村与区域发展,2014,硕士.
[38]杨丽洁.复合磁性材料的磁路定理及位移变磁导型电磁感应[D].南京师范大学,物理电子学,2012,硕士.
[39]方成水,蒋加钰,刘弢.陇东地区中生界隐蔽圈闭研究[J].石油地球物理勘探,2005,S1:61-64+138.
[40]杨巍巍.新型农村养老保险参保的影响因素研究[D].首都经济贸易大学,社会保障,2014,硕士.
[41]陈良田.基于局部定量自激励的钢管混凝土结构脱空研究[D].大连理工大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[42]翟建平.气动载荷下高速列车动力学性能及参数优化研究[D].西南交通大学,载运工具运用工程,2013,硕士.
[43]张嘉懿.冷带连续加工机组塔式活套的传动控制系统[J].冶金自动化,2003,S1:163-167.
[44]刘志刚.天然药物网络数据库中活性分子3D结构的实现及其构效关系研究[D].四川大学,2002.
[45]史姣兰.在农民培训中引入小组工作方法[D].西北大学,社会工作（专业学位）,2014,硕士.
[46]武琳.幼儿教师专业实践能力的结构及特点研究[D].沈阳师范大学,学前教育学,2013,硕士.
[47]李丽.转型期中国农村医疗保障制度性缺失分析[D].西南财经大学,金融学,2004,硕士.
[48]刘娇.副猪嗜血杆菌主要保护性抗原的免疫效力评价[D].黑龙江八一农垦大学,预防兽医学,2014,硕士.
[49]宋民.韓國《新字典》文字研究[D].华东师范大学,漢語言文字學,2013,硕士.
[50]李爱敏.我国中小企业海外投资的必要性及战略分析[D].对外经济贸易大学,国际贸易,2004,硕士.