1.本发明属于一种水处理领域，涉及一种催化剂生产废水中铜锌回收利用的方法。


背景技术：

2.铜锌催化剂可用于低温变换反应，加氢反应、脱氢反应，甲醇合成反应等，每年的使用量非常大，催化剂生产废水中含一定量的铜锌离子，对水体产生污染，并造成铜锌原料的极大浪费，随着环保法规越来越严，人们的环保意识不断增强，对废水的处理要求越来越高，从过去的二级排放标准到现在的一级排放标准，甚至需要对大部分废水实现处理后回用。该废水处理方法主要包括：沉淀法、吸附法、微生物法等。
3.cn201010212322公布了一种铜系甲醇合成催化剂废水的处理方法，在废水中加入多硫化钙(cas
x
) 沉淀剂，同时除去废水中cu
2+
、zn
2+
，该方法附加化学药剂，造成生产成本的增加，且回收较为困难；cn200510046816公布的技术利用吸附剂对重金属离子进行吸附去除，但吸附剂再生困难，并造成新的污染。


技术实现要素：

4.鉴于背景技术方法中提及的问题，本发明公开了一种催化剂生产废水中铜锌回收利用的方法，针对催化剂废水的资源化利用，以“超滤—纳滤—电渗析”为工艺主线，将废水中的铜锌离子有效分离，并高效回收利用，针对催化剂废水合理资源化利用。
5.本发明的主要技术方案：催化剂生产废水中铜锌回收利用的方法，其特征在于，回收流程包括有超滤系统单元、纳滤系统单元及电渗析系统单元，包括以下步骤：（1）利用超滤系统单元对催化剂生产废水中的ss及胶体进行脱除，产水进入纳滤系统单元；（2）利用纳滤系统单元对超滤系统单元产水中的铜锌离子进行分离浓缩，纳滤产水进入盐回收系统，纳滤浓水进入电渗析系统单元；（3）电渗析系统单元对纳滤浓缩液中一二价离子进行有效分离，并对铜锌离子高效富集，回收铜锌离子，电渗析产水进入盐回收系统。
6.本发明所述废水水质情况如下表检测项目ssna
+
no
3-cu
2+
zn
2+
单位mg/lmg/lmg/lmg/lmg/l数值5-1001000-100003000-300000.1-200.1-20
7.一般地，所述步骤（1）中所述超滤系统单元的超滤膜类型为中空纤维超滤膜、陶瓷管式超滤膜或卷式超滤膜中的一种或其组合。
8.所述步骤（1）中所述超滤系统单元的操作温度为20-50℃，操作压力为0.1-1 mpa，膜面流速为2-5 m/s。
9.所述步骤（2）中所述纳滤系统单元所用的超滤膜类型为平板纳滤膜、卷式纳滤膜或陶瓷管式纳滤膜的一种或其组合。
10.所述步骤（2）中所述纳滤系统单元的操作温度为20-50℃，操作压力为0.5-5 mpa，膜面流速为2-5 m/s。
11.所述步骤（2）中所述纳滤系统单元产水回收率为90%-99.9%。
12.所述步骤（3）中所述电渗析系统单元所用电渗析类型为倒极电渗析、填充床电渗析或双极膜电渗析的一种或其组合。
13.所述步骤（3）中所述电渗析系统单元物料流速为2-20 cm/s，操作电压为10-70 v，操作电流为2-10 a。
14.本发明催化剂生产废水中铜锌回收利用的典型方法，主要包括如下步骤：（1）超滤系统单元：物料以2-5 m/s的膜面流速通过超滤系统，操作温度为20-50℃，操作压力为0.1-1 mpa，对催化剂生产废水中的ss及胶体进行脱除，产水进入纳滤系统；（2）纳滤系统单元：对步骤（1）中的超滤产水进行纳滤系统单元，膜面流速控制在2-5 m/s之间，操作温度为20-50℃，操作压力为0.5-5 mpa，回收率为95-99 %，对其中的铜锌离子进行分离浓缩相应倍数，产水回收率为90%-99.9%，纳滤产水进入盐回收系统，纳滤浓水进入电渗析系统单元；（3）电渗析单元：对步骤（2）中的纳滤单元浓水，利用电渗析对溶液中一二价离子进行有效分离，并对铜锌离子高效富集，回收铜锌离子，料流速为2-20 cm/s，操作电压为20-64 v，操作电流为2-6 a，电渗析产水进入盐回收系统。
15.本发明面向催化剂生产废水资源化利用，通过膜分离技术及电渗析技术的组合，工艺简单，操作稳定，高效富集铜锌离子并回收再利用，达到了技术与经济性的统一。
附图说明
16.图1为本发明实施例中催化剂生产废水中铜锌回收利用的方法流程图。
具体实施方式
17.以下具体实例和附图用来进一步详细说明本发明的技术方案。
18.实施例1其催化剂生产废水物料取自国内某生产厂家，样品物料情况如表1所示：表1 国内某生产厂家催化剂生产废水物料情况表检测项目ssna
+
no
3-cu
2+
zn
2+
单位mg/lmg/lmg/lmg/lmg/l数值50100030000.10.1废水物料进入中空纤维超滤系统单元，操作温度为20℃，控制操作压力为0.1 mpa，膜面流速为2 m/s，膜通量为60 l/(m2·
h)，经检测，超滤单元产水：ss=0.05 mg/l。
19.产水进卷式纳滤膜系统单元，操作温度为20℃，操作压力为0.5 mpa，膜面流速为2 m/s，膜通量为30 l/(m2·
h)，控制产水回收率为99.9%，产水水质控制为c(cu
2+
)《0.05 mg/l，c(zn
2+
)《0.05 mg/l，浓水水质为c(cu
2+
)=99 mg/l，c(zn
2+
)=98 mg/l。
20.纳滤产水进入盐回收系统，浓水进入电渗析系统单元进行一二价离子进行分离，并对铜锌离子高效富集，控制料流速为2 cm/s，操作电压为20 v，操作电流为6 a，铜锌回收率达98%，产水进入盐回收系统。
21.实施例2其甲醇合成催化剂废水物料取自国内某生产厂家，样品物料情况如表2所示：
表2国内某生产厂家催化剂生产废水物料情况表检测项目ssna
+
no
3-cu
2+
zn
2+
单位mg/lmg/lmg/lmg/lmg/l数值10050001500085废水物料进入卷式超滤膜系统单元，操作温度为35℃，控制操作压力为0.5 mpa，膜面流速为3 m/s，膜通量为300 l/(m2·
h)，经检测，超滤单元产水：ss=0.08 mg/l。
22.产水进入平板纳滤膜系统单元，操作温度为30℃，操作压力为3 mpa，膜面流速为3 m/s，膜通量为60 l/(m2·
h)，控制产水回收率为95%，产水水质控制为c(cu
2+
)《0.05 mg/l，c(zn
2+
)《0.05 mg/l，浓水水质为c(cu
2+
)=160 mg/l，c(zn
2+
)=100 mg/l。
23.纳滤产水进入盐回收系统，浓水进入电渗析系统单元进行一二价离子进行分离，并对铜锌离子高效富集，控制料流速为8 cm/s，操作电压为40 v，操作电流为4 a，铜锌回收率达96%，产水进入盐回收系统。
24.实施例3其甲醇合成催化剂废水物料取自国内某生产厂家，样品物料情况如表3所示：表3国内某生产厂家催化剂生产废水物料情况表检测项目ssna
+
no
3-cu
2+
zn
2+
单位mg/lmg/lmg/lmg/lmg/l数值5010000300002020废水物料进入卷式超滤膜系统单元，操作温度为50℃，控制操作压力为1 mpa，膜面流速为5 m/s，膜通量为600 l/(m2·
h)，经检测，超滤单元产水：ss=0.05 mg/l。
25.产水进入陶瓷管式纳滤膜系统单元，操作温度为50℃，操作压力为5 mpa，膜面流速为5 m/s，膜通量为80 l/(m2·
h)，控制产水回收率为90%，产水水质控制为c(cu
2+
)《0.05 mg/l，c(zn
2+
)《0.05 mg/l，浓水水质为c(cu
2+
)=200 mg/l，c(zn
2+
)=200 mg/l。
26.纳滤产水进入盐回收系统，浓水进入电渗析系统单元进行一二价离子进行分离，并对铜锌离子高效富集，控制料流速为20 cm/s，操作电压为64 v，操作电流为2a，铜锌回收率达95%，产水进入盐回收系统。
27.实施例4其催化剂生产废水物料取自国内某生产厂家，样品物料情况如表4所示：表4 国内某生产厂家催化剂生产废水物料情况表检测项目ssna
+
no
3-cu
2+
zn
2+
单位mg/lmg/lmg/lmg/lmg/l数值702500610022废水物料进入中空纤维超滤系统单元，操作温度为25℃，控制操作压力为0.15 mpa，膜面流速为2.5 m/s，膜通量为100 l/(m2·
h)，经检测，超滤单元产水：ss=0.06 mg/l。
28.产水进卷式纳滤膜系统单元，操作温度为25℃，操作压力为1.5 mpa，膜面流速为3 m/s，膜通量为40 l/(m2·
h)，控制产水回收率为99.9%，产水水质控制为c(cu
2+
)《0.05 mg/l，c(zn
2+
)《0.05 mg/l，浓水水质为c(cu
2+
)=104 mg/l，c(zn
2+
)=95mg/l。
29.纳滤产水进入盐回收系统，浓水进入电渗析系统单元进行一二价离子进行分离，并对铜锌离子高效富集，控制料流速为2.5 cm/s，操作电压为30 v，操作电流为5 a，铜锌回
收率达98.3%，产水进入盐回收系统。
30.实施例5其甲醇合成催化剂废水物料取自国内某生产厂家，样品物料情况如表5所示：表5国内某生产厂家催化剂生产废水物料情况表检测项目ssna
+
no
3-cu
2+
zn
2+
单位mg/lmg/lmg/lmg/lmg/l数值8033101420035废水物料进入卷式超滤膜系统单元，操作温度为40℃，控制操作压力为0.75 mpa，膜面流速为3.5 m/s，膜通量为300 l/(m2·
h)，经检测，超滤单元产水：ss=0.07 mg/l。
31.产水进入平板纳滤膜系统单元，操作温度为20℃，操作压力为3.5 mpa，膜面流速为3.5 m/s，膜通量为80 l/(m2·
h)，控制产水回收率为94.5%，产水水质控制为c(cu
2+
)《0.05 mg/l，c(zn
2+
)《0.05 mg/l，浓水水质为c(cu
2+
)=120 mg/l，c(zn
2+
)=111 mg/l。
32.纳滤产水进入盐回收系统，浓水进入电渗析系统单元进行一二价离子进行分离，并对铜锌离子高效富集，控制料流速为38cm/s，操作电压为50 v，操作电流为8a，铜锌回收率达96.3%，产水进入盐回收系统。
33.实施例6其甲醇合成催化剂废水物料取自国内某生产厂家，样品物料情况如表6所示：表6国内某生产厂家催化剂生产废水物料情况表检测项目ssna
+
no
3-cu
2+
zn
2+
单位mg/lmg/lmg/lmg/lmg/l数值95902022200511废水物料进入卷式超滤膜系统单元，操作温度为35℃，控制操作压力为0.9 mpa，膜面流速为4 m/s，膜通量为480 l/(m2·
h)，经检测，超滤单元产水：ss=0.04 mg/l。
34.产水进入陶瓷管式纳滤膜系统单元，操作温度为40℃，操作压力为4 mpa，膜面流速为4.5 m/s，膜通量为100 l/(m2·
h)，控制产水回收率为91%，产水水质控制为c(cu
2+
)《0.05 mg/l，c(zn
2+
)《0.05 mg/l，浓水水质为c(cu
2+
)=185 mg/l，c(zn
2+
)=170 mg/l。
35.纳滤产水进入盐回收系统，浓水进入电渗析系统单元进行一二价离子进行分离，并对铜锌离子高效富集，控制料流速为16cm/s，操作电压为58 v，操作电流为6a，铜锌回收率达96%，产水进入盐回收系统。
36.实施例7其甲醇合成催化剂废水物料取自国内某生产厂家，样品物料情况如表7所示：表7国内某生产厂家催化剂生产废水物料情况表检测项目ssna
+
no
3-cu
2+
zn
2+
单位mg/lmg/lmg/lmg/lmg/l数值95852020100615废水物料进入卷式超滤膜系统单元，操作温度为35℃，控制操作压力为0.9 mpa，膜面流速为5 m/s，膜通量为400 l/(m2·
h)，经检测，超滤单元产水：ss=0.04 mg/l。
37.产水进入陶瓷管式纳滤膜系统单元，操作温度为40℃，操作压力为4 mpa，膜面流速为4.5 m/s，膜通量为100 l/(m2·
h)，控制产水回收率为90%，产水水质控制为c(cu
2+
)《
0.05 mg/l，c(zn
2+
)《0.05 mg/l，浓水水质为c(cu
2+
)=185 mg/l，c(zn
2+
)=170 mg/l。
38.纳滤产水进入盐回收系统，浓水进入电渗析系统单元进行一二价离子进行分离，并对铜锌离子高效富集，控制料流速为16cm/s，操作电压为58 v，操作电流为6a，铜锌回收率达97%，产水进入盐回收系统。