电去离子技术处理低浓度重金属废水研究进展_卢会霞

CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS2006年第25卷第11期·1270·化工进展电去离子技术处理低浓度重金属废水研究进展卢会霞，闫博，王建友，傅学起（南开大学环境科学与工程学院，天津300071）摘要：阐述了电去离子(EDI)过程的去离子原理，综述了EDI技术处理低浓度重金属废水过程中，离子交换介质与离子交换膜的应用，以及床层结构、膜堆构造和工艺流程的最新进展，分析了现有几种传质模型的优缺点，提出了目前存在的问题和今后发展的方向。关键词：电去离子；重金属废水；离子交换中图分类号：TQ028.8；X703文献标识码：A文章编号：1000–6613（2006）11–1270–06ResearchprogressofdiluteheavymetalwastewatertreatmentbyelectrodeionizationtechnologyLUHuixia，YANBo，WANGJianyou，FUXueqi(CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering，NankaiUniversity，Tianjin300071，China)Abstract：Theprincipleoftheelectrodeionization(EDI)technologywaspresented，theapplicationofionexchangemediumandionexchangemembranewasreviewed，andtheup-to-dateresearchprogressofresinbed，stackconfigurationandtechnicalflowsheetwerealsosummarized.Furthermore，severalpresentmodelsofmasstransferwereanalyzed，theexistingproblemsatpresentanddevelopmentoftheEDIwerealsoputforwardforthediluteheavymetalwastewatertreatment.Keywords：electrodeionization;heavymetalwastewater;ionexchange重金属废水主要来源于电镀、机械加工、矿山开采业、钢铁及有色金属的冶炼和部分化工企业。重金属废水一旦排放到环境中只能发生形态改变或被转移、稀释、积累，却不能被降解，从而对环境和人体健康产生持久性危害[1－3]。因此，必须在重金属废水排放之前对其进行适当处理；或者，通过改进的工艺实现闭路循环，实现重金属废水的零排放。传统的重金属废水处理方法很多，如化学法、蒸发浓缩法、离子交换法、电解法，较新的则有电渗析、反渗透和纳滤等膜技术，以及“纳滤–反渗透”等集成膜过程[4]。这些处理方法各有优点，对较高浓度的重金属废水处理效果尚佳，但仍不同程度地存在着投资大、能耗高、操作困难、产水水质偏低、易产生二次污染等缺点[5－7]。尤其当原水中重金属离子浓度较低时，如电镀工业中的镀件漂洗水，其离子含量很低，这些处理工艺在技术、经济等方面受到很多限制而难以发挥作用[8]。电去离子（EDI）技术是电渗析和离子交换有机结合形成的新型复合分离过程。EDI可在非化学再生的条件下实现连续深度除盐，同时获得高品质的纯水和浓度较高的浓缩水，在超纯水制备领域已被证明是十分有效的[9－11]。这同时也就为低浓度重金属废水的处理提供了一个新的思路。近年来，随着EDI技术的不断发展，已有一些研究者开始尝试将EDI用于处理低浓度重金属废水，并取得了良好效果。研究表明，EDI有望成为一种全新的高效、稳定、环境友好型的低浓度重金属废水处理技术[12－15]。1EDI的工作原理EDI过程的基本原理如图1所示。收稿日期2006–03–20；修改稿日期2006–04–21。基金项目“985”国家循环经济哲学社会科学创新基地及天津市应用基础研究计划项目资助（06YFMJC04800）。第一作者简介卢会霞(1977—)，女，博士研究生。电话022–66229531；E–mailhuixialu@163.com。联系人王建友，博士后，副教授，硕士生导师，研究方向为膜分离、水处理。电话022–66229536；E–mailchinawjy@eyou.com。DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2006.11.006第11期卢会霞等：电去离子技术处理低浓度重金属废水研究进展·1271·（+）正极（－）（－）负极ACACC+H+A－A－H+OH－C+OH－C+C+A－A－淡水极水极水浓水图1EDI过程原理示意A—阴离子交换膜；C—阳离子交换膜；A