CN101955278A - 一种制革污水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制革污水处理方法,在对污水絮凝沉淀后,在酸性环境下,使用活性炭柱将污水中的氨离子、蛋白质、氨基酸、有机物、色素大分子吸附出来,从而实现对污水的处理,又使用碱性溶液将吸附在活性炭柱上的物质解脱下来,将解脱溶液,蒸发、浓缩,得氨水、蛋白质和氨基酸。其取代了能耗大、操作运行成本高昂的生化池,可以做到污水处理同生产工序与生产操作同步,降低了生产管理成本节约了大量原料和电力消耗的成本。污水处理所需时间短、效率高。且处理污水的同时,还能够提取出氨水、蛋白质和氨基酸等副产品,给污水处理带来了经济效益,减轻了污水处理的成本负担。
Description
技术领域
本发明涉及一种对皮革制造工程中所产生的工业污水进行处理的方法。
背景技术
皮革的加工处理过程中,会产生大量的工业污水,这些工业污水中存在大量的化学物质、重金属物质(铬元素)以及大量制革工艺中从皮革中驱赶出来的动物蛋白质和氨基酸等营养物质,直接排放会对严重污染环境,因此制革厂加工皮革产生的污水排放前,必需进行处理,使其达到国家的排放标准。
目前,行业中普遍采用,絮凝沉淀法和生化池氧化法相结合的方法来处理制革工业污水,具体如下:先将污水排放到水池、沟渠中曝晒,促使野生微生物进行腐败性地大量繁殖生长;而后,调升液体的PH值,加入硫酸铝和硫酸亚铁等絮凝剂,促使污水中的S-2 和SS生成絮状沉淀物;并加入少量聚丙烯酰胺,促使这一絮状沉淀更彻底。之后,将絮状沉淀滤除。滤除沉淀物后的滤液,放进入供人工培养的微生物生长的生化池中,提供微生物生长所需要的全部营养条件;让微生物同化掉其水中的大量有机营养物质,包括大量制革工艺中从皮革中驱赶出来的蛋白质和氨基酸等营养物质,最终生成包括微生物菌体在内,以及代谢终产物无机盐等,一同变成活性污泥。这种方法,虽然污水中的化学污染物质基本得到了处理,然而,其在去除有害物质的同时,也消耗掉了污水中存在的大量的蛋白质和氨基酸,浪费了资源。
而且,污水中的重金属物质(铬)也未得到集中处理,其大部分附带在絮状沉淀物中或皮屑等边角料上,小部分还残存在废水中。附带在絮状沉淀物中或皮屑等边角料上的重金属仍会对环境产生污染,需要额外进行单独的处理。残存在废水中的铬,需要用自来水将其冲淡后再排放,不但浪费水资源,而且仍然会对环境产生一定影响。
此外,为了保证微生物的充分生长,需要对污水中鼓风,以补充大量的氧气,这需要耗费大量的电能。同时,由于污水中的“氮源”太多,还需要不断的添加玉米粉、面粉等营养物质,以实现微生物生长的“碳源”同“氮源”的平衡。
另外,污水在微生物在生化池中,通过微生物生长同化处理,其要求很长的时间,处理效率低。而且,微生物生长条件苛刻,不及时供给氧气、不及时添加含碳源的营养物质,微生物菌体细胞就会死去。一旦所培养的生长在污水中的微生物死去了,要重新培植它们生长,所花费的物力和财力,就会远远超过恒定不间断维持它们生长条件所需要的。出于此,制革厂必须不间断地安排专人维持生化池中微生物的生长,即使在春节这样的假日也需要专人值班。生化池的氧化处理过程不能与工厂的生产同步,其维护及人力成本也十分高昂。
再有,微生物生长过程中会产生色素,仍然会对排放产生一定影响。
可见,上述污水处理方法不但治理效果不尽理想,耗时长、效率低,污水中的重金属元素、蛋白质、氨基酸等有经济效益的物质被浪费未能分离提取,而且其还需消耗大量的电能、水资源和添加大量的营养物质,使得成本较高,给制革企业带来沉重的负担。
此外,通过微生物的生化池消耗除去的蛋白质、氨基酸等有机营养物,几乎都在是被微生物消化利用的,在此过程中微生物排出的是二氧化碳,增加了碳排放,从另一个角度来看,这也可以说对大气造成了二次污染。
发明内容
本发明旨在给出一种效率高、能够在处理污水的同时,分离出污水中的氨水、蛋白质、氨基酸、铬元素等经济物质的制革污水处理方法,使污水中存在的资源性废弃物变为资源型原料产品,以提高制革污水处理的高经济效益,降低成本负担。
本发明所述的制革污水处理方法,包括下述顺序的步骤:
A、絮凝沉淀;
使用碱性溶液,调节污水的PH值,使PH值达6-9;
加入絮凝剂,促使污水中的硫离子(S-2)、悬浮物(SS)和部分重金属元素生成絮状沉淀物;
滤除絮状沉淀物;
B、活性炭吸附;
向滤除沉淀物后的液体中,加入酸性溶液调PH值为2.0~4;
将液体通入活性炭柱中,由活性炭柱吸附液体中的氨离子、蛋白质、氨基酸、有机物、色素大分子;
C、解脱活性炭柱;
向活性炭柱中加入80~100℃的氨水溶液,直至活性炭柱流出的液体的PH达7.0以上,浸泡活性炭柱30分钟以上,使活性炭柱上吸附的物质解脱到溶液中,得解脱溶液;
D、回收
收集解脱溶液,将其蒸发浓缩,析出蛋白质和氨基酸,冷凝收集蒸发出来的氨和水蒸汽形成氨水。
本发明所述的制革污水处理方法,絮凝沉淀后的污水,不进入生化池进行处理,而是,将其调节为酸性后,使其流经活性炭柱。由于活性炭柱在酸性环境下对氨、蛋白质、氨基酸、有机物及色素大分子具有极强的吸附能力。因此,滤除絮凝沉淀后的污水进入活性炭柱后,只要活性炭柱的表面积足够,污水中的氨、蛋白质、氨基酸、有机物及色素大分子等均能被吸附在活性炭柱上,从而使污水达到排放标准。
本发明的制革污水处理方法,不需要使用生化池,不需对污水中鼓风以增加氧气,不需添加为微生物生长提供“碳源”的营养物质,也不存在对生化池投入与维护,而且其可以做到同生产工序与生产操作同步,降低了生产管理成本并节约了大量原料和电力消耗的成本。且其处理所需时间短、效率高。
另外,本发明的制革污水处理方法,其利用活性炭在碱性环境下对氨、蛋白质、氨基酸、有机物及色素大分子等物质,基本失去吸附能力的特性,通过对吸附上述物质的活性炭柱,用碱性溶液冲洗,使上述物质从活性炭柱上解脱出来,收集解脱液,蒸发、浓缩,可使蛋白质和氨基酸析出,氨和水蒸气蒸发出来,冷凝氨和水蒸气即可得到氨水。其处理污水的同时,还能够提取出氨水、蛋白质和氨基酸等副产品,这些产品可作为工业原料使用,不但避免了资源的浪费,而且给污水处理带来了经济效益,减轻了污水处理的成本负担。
具体实施方式
一种制革污水处理方法,包括下述顺序的步骤:
A、絮凝沉淀;
使用氢氧化钙(Ca(OH)2)、氢氧化钠(NaOH)等碱性溶液,调升污水的PH值,使污水PH为6-9,加入硫酸铝和/或硫酸亚铁等硫酸盐作为絮凝剂,使污水中的硫离子(S-2)、悬浮物(SS)及部分重金属元素生成絮状沉淀物;
过滤除絮状沉淀物。
B、活性炭吸附;
向滤除沉淀物后的液体中,加入硫酸、盐酸等酸性溶液调PH值为2~4。其中由于盐酸具有挥发性,因此以使用硫酸为佳;PH值以调到3.0~3.5为佳。
将液体通入活性炭柱中,使活性炭柱中的活性炭在酸性条件下,吸附液体中的氨离子、蛋白质、氨基酸、有机物、色素大分子等;使这些物质吸附在活性炭柱上,不随液体流出。
C、解脱活性炭柱;
向活性炭柱中加入80~100℃的氨水溶液,改变活性炭柱的PH值,直至活性炭柱流出的液体的PH达7.0以上,也既使活性炭柱的环境由酸性改变为碱性,使活性炭失去对氨、蛋白质和氨基酸的吸附能力;浸泡活性炭柱30分钟以上,使活性炭柱中的氨、蛋白质、氨基酸从活性炭柱上解脱下来。加入的氨水溶液溶液的浓度以1-1.5摩尔/升为佳;浸泡时间以30-60分钟为佳,既可保证解脱充分,又能兼顾效率。
D、回收;
收集解脱溶液,将其蒸发浓缩,析出蛋白质和氨基酸,冷凝收集蒸发出来的氨和水蒸汽形成氨水。
为了更充分的回收活性炭柱中的氨,上述步骤C中,可在使用氨水对活性炭柱解脱后,再向活性炭吸附柱中反冲50~60℃的氢氧化钠(NaOH)溶液,使氨离子从活性炭柱上进一步解脱。其能使活性炭吸附柱上的氨更进一步的解脱下来,从而在回收过程中,能够更多更彻底的回收氨水。
为使步骤A 中,絮凝沉淀更快、更彻底,可向污水中加入少量的聚丙烯酰胺,促进溶液进一步沉淀,促使沉淀更快、更彻底。聚丙烯酰胺的量以占污水总量的1%为佳,既可保证絮凝效果,又不必投入过多的成本。
步骤A中的絮凝剂也可使用JD-W101A和/或JD-W101B;或者JD-W101A、JD-W101B中的一种或者两种与硫酸铝和/或硫酸亚铁等硫酸盐的混合。
本实施例的制革污水处理方法,由活性炭柱替代了现有治理方法中的微生物生化池,不但大幅降低了污水的治理成本,同时还很好的回收了污水中废弃蛋白质和安静酸等物质资源,更重要的是其还能大幅度的杜绝污水治理中二氧化碳的排放,更加有利于环境保护。
Claims (7)
1.一种制革污水处理方法,包括下述顺序的步骤:
A、絮凝沉淀;
使用碱性溶液,调节污水的PH值,使PH值达6-9;
加入絮凝剂,促使污水中的硫离子(S-2)、悬浮物(SS)和部分重金属元素生成絮状沉淀物;
滤除絮状沉淀物;
B、活性炭吸附;
向滤除沉淀物后的液体中,加入酸性溶液调PH值为2.0~4;
将液体通入活性炭柱中,由活性炭柱吸附液体中的氨离子、蛋白质、氨基酸、有机物、色素大分子;
C、解脱活性炭柱;
向活性炭柱中加入80~100℃的氨水溶液,直至活性炭柱流出的液体的PH达7.0以上,浸泡活性炭柱30分钟以上,使活性炭柱上吸附的物质解脱到溶液中,得解脱溶液;
D、回收
收集解脱溶液,将其蒸发浓缩,析出蛋白质和氨基酸,冷凝收集蒸发出来的氨和水蒸汽形成氨水。
2.根据权利要求1所述的制革污水处理方法,其特征在于:步骤C中,活性炭柱经使用氨水解脱后,再向活性炭吸附柱中反冲50~60℃的氢氧化钠(NaOH)溶液,对活性炭柱进一步解脱。
3.根据权利要求1所述的制革污水处理方法,其特征在于:步骤A中在加入絮凝剂后,向污水中加入少量聚丙烯酰胺,促使絮凝沉淀更快、更彻底。
4.根据权利要求1所述的制革污水处理方法,其特征在于:步骤A中使用氢氧化钠调节污水的PH值。
5.根据权利要求1所述的制革污水处理方法,其特征在于:步骤B中使用硫酸调节污水的PH值。
6.根据权利要求1所述的制革污水处理方法,其特征在于:步骤B中调节污水的PH值达到3.0~3.5。
7.根据权利要求1所述的制革污水处理方法,其特征在于:步骤A中加入的絮凝剂为硫酸铝、硫酸亚铁、JD-W101A和JD-W101B中的一种或几种。
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