CN102815805A - 含镍、铜离子的废水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及重金属污废水处理领域，公开了一种含镍、铜离子的废水处理方法。其包括：过滤废水，在所述废水中含有含镍、铜离子；将废水通过装有重金属吸附材料的吸附交换柱，使所述沉镍废水中的镍、铜离子被重金属吸附材料吸附在所述装有重金属吸附材料表面，将吸附交换后的废水排出至中和池，在所述中和池中投入中和剂中和，外排中和后的达标废水；往所述装有重金属吸附材料的吸附交换柱加入硫酸溶液，所述硫酸溶液反洗所述重金属吸附材料，解吸吸附在所述重金属吸附材料表面的重金属，其对废水的处理更加高效且易于实施，同时保护环境。

Description

含镍、铜离子的废水处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种含镍、铜废水处理方法。

背景技术

生产废水主要为利用碳酸钠回收镍后的工业废水，废水中含有少量的镍、铜等重金属离子，该生产废水的排放会对环境造成极大的污染。

目前对废水的处理主要采用化学沉淀法去除废水中的重金属。但是，利用化学沉淀法处理含重金属离子的工艺废水时，条件难以控制，常常达不到国家标准，故一直以来废水处理成本较高，年运行费用达30多万元。

此外，废水处理还可以通过碱沉淀法处理，但是通过沉镍处理后的废水的pH值在10左右，会与排污河中的其他化学物质发生反应，对环境也造成了严重的污染，且随着各类辅料的价格上涨，致废水处理运行费用的大幅上涨。

发明内容

本发明实施例提供了一种含镍、铜离子的废水处理方法，其对废水的处理更加高效且易于实施。

本发明实施例提供的一种含镍、铜离子的废水处理方法，包括：过滤含有铜、镍离子的废水；

将废水通过装有重金属吸附材料的吸附交换柱，使所述沉镍废水中的铜、镍离子被重金属吸附材料吸附在表面，将吸附交换后的废水排出至中和池，在所述中和池中投入中和剂中和，外排中和后的达标废水；

往所述装有重金属吸附材料的吸附交换柱加入硫酸溶液，所述硫酸溶液反洗所述重金属吸附材料，解吸吸附在所述重金属吸附材料表面的铜、镍。

可选地，往所述装有重金属吸附材料的吸附交换柱，加入的硫酸溶液的摩尔浓度为20％。

可选地，过滤含有铜、镍离子的废水，具体是：

将所述含有铜、镍离子的废水打入过滤器的上腔，所述含有铜、镍离子的废水在压力作用下通过间隔在所述过滤器的上腔与下腔之间的过滤介质，从所述下腔流出，所述含有铜、镍离子的废水中的非金属物质被截留在所述过滤介质的上表面形成滤渣。

可选地，所述过滤介质为活性碳。

可选地，在所述中和池中投入中和剂中和，使所述回收水的PH值调节至6.0至9.0之间。

可选地，连续吸附交换系统包括数个装有重金属吸附材料的吸附交换柱的圆盘以及多孔分配阀，其中，在所述装有重金属吸附材料的吸附交换柱上装置有接枝重金属离子吸附基质的硅胶；

将所述废水通过装有重金属吸附材料的吸附交换柱，具体是：

控制多孔分配阀，打开废水进入所述圆盘的阀门，旋转所述圆盘，使所述废水随所述圆盘内旋转，所述废水中的镍、铜金属离子被吸附在所述重金属吸附材料的表面。

可选地，往所述装有重金属吸附材料的吸附交换柱加入20％的硫酸溶液，所述硫酸溶液反洗所述重金属吸附材料，解吸吸附在所述重金属吸附材料表面的镍、铜，具体是：

控制所述多孔分配阀，打开所述硫酸溶液进入所述圆盘的阀门，旋转所述圆盘，使所述硫酸溶液随所述圆盘内旋转，反洗所述重金属吸附材料，解吸吸附在所述重金属吸附材料表面的镍、铜。

由上可见，应用本发明实施例的技术方案，对废水进行针对具体是铜以及镍离子回收的例子交换之前进行废水过滤过滤废水，可以避免在吸附交换过程中的固体物质在吸附交换装有重金属吸附材料的吸附交换柱上产生沉淀影响吸附交换的效果，在过滤够进行吸附交换去除废水中的金属成分，避免外排废水对土地的环境污染；另外，在吸附交换间歇(排放吸附交换后的废水后)，注入硫酸溶液，该硫酸溶液反洗吸附交换装有重金属吸附材料的吸附交换柱，解吸吸附在吸附交换装有重金属吸附材料表面的金属材料，一步完成反洗、解吸再生，并且使得该吸附交换装有重金属吸附材料表面的金属吸附成分始终在吸附交换装有重金属吸附材料表面，进一步方便后续的吸附交换效果。

综上应用本实施例技术方案，一方面有利于废水中的有价值的金属的回收，另一方面有利于减轻废水排放的污染。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明实施例1提供的一种废水处理流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

图1是本实施例提供的一种废水处理流程示意图。参见图示，本实施例提供的一种废水处理解决方案，其中废水处理的流程如下：

因为废水中会因为走滤而带有少量固体颗粒，为保证废水进入装有重金属吸附材料的吸附交换柱后不会发生处理材料板结等现象，需要通过一套过滤设备，为后续吸附交换做准备，因此需要采用过滤设备对废水进行过滤处理。

在本实施例中，根据废水的水质特点及处理工艺要求，本方案选用但不限于以活性炭作为过滤介质的过滤器。过滤器的作用原理如下：

使用过滤介质(可以但不限于活性碳)把过滤器的容器分隔为上、下腔，滤泵将废水(悬浮液)加入上腔，废水在压力作用下通过过滤介质然后进入下腔成为滤液，废水中的固体颗粒被截留在过滤介质的表面形成滤渣。在废水过滤过程中过滤介质表面积存的滤渣层逐渐加厚，液体通过滤渣层的阻力随之增高，过滤速度减小。当滤室充满滤渣或过滤速度太小时，停止过滤，清除滤渣，使过滤介质再生，以完成一次过滤循环。

在本实施例中可以根据废水排量将过滤器的过滤处理量设计为15m3/h。

在废水过滤处理后，对废水进行吸附交换处理以使废水中与吸附交换树脂的材料发生化学反应，废水中的金属离子被吸附交换被吸附在吸附交换装有重金属吸附材料表面，从而使得吸附交换后的废水排出。

为了保证吸附交换的效果，在本实施例中还加入20％的硫酸溶液作为反洗剂对吸附交换装有重金属吸附材料的吸附交换柱进行反洗，以去除吸附交换装有重金属吸附材料的吸附交换柱中夹杂的污垢，除去碎的树脂颗粒，保证分离树脂(好的颗粒在上层，消耗完的树脂在下层)总是在吸附交换装有重金属吸附材料的吸附交换柱的上方，以保证吸附交换的效果。

本方案吸附交换处理部分采用重金属吸附材料作为技术部件，结合实际的废水生产工艺及本材料的特点，将废水通过吸附交换装有重金属吸附材料的吸附交换柱后，吸附液可达到预定的排放要求，直接排掉，而20％的硫酸溶液即可作为反洗剂也可作为再生剂，因此装有重金属吸附材料的吸附交换柱的反洗和再生可一次性完成，大大缩短了材料的再生周期。

在本实施例中连续吸附交换系统由一个带有多个吸附交换装有重金属吸附材料的吸附交换柱的圆盘以及一个多孔分配阀组成。在装有重金属吸附材料的吸附交换柱上装置有接枝重金属离子吸附基质的硅胶；在进行废水处理时，可以通过多孔配阀的阀门控制通断以及圆盘的旋转，在进行吸附交换处理时，打开多孔阀门使废水进入，通过圆盘的旋转而加快废水与各个吸附交换装有重金属吸附材料的吸附交换柱的接触面积，有利于加快吸附交换的效果，吸附交换后的废水从另一端流出。在吸附交换处理后，可以控制多孔分配阀的通断，流入20％的硫酸溶液，旋转圆盘使得20％的硫酸溶液与各个吸附交换装有重金属吸附材料的吸附交换柱充分接触，硫酸溶液对吸附交换装有重金属吸附材料的吸附交换柱进行反洗处理，并且对吸附交换装有重金属吸附材料表面的金属材料进行解吸，使得解吸、再生一次完成。

由上可见，在本实施例中通过圆盘的转动和阀口的转换，使分离柱在一个工艺循环中完成了吸附、水洗、解吸再生的全部工艺过程。

本实施例的连续吸附交换系统相对于现有技术中的固定床吸附交换系统，由于是固定床吸附交换系统一种间歇式的工艺，在一段时间内只能进行一步操作，工艺循环周期长，操作复杂。相比而言，本实施例提供的连续吸附交换系统中，离子分离的所有工艺步骤可以同步进行，本实施例技术方案具有以下优点：

1)、易于保持产品成分和浓度稳定；

2)、多柱系统可灵活变更生产工艺流程；

3)、全自动程序化控制，可使运行更稳定，有效避免因人工操作产生的失误；

4)、设备紧凑，易于安装在任何位置；

5)、处理材料用量大幅减少，洗涤水，及化学药品，洗脱剂的消耗也得到了相应的减少，大大地降低了运行成本和设备投资。

此外，在本实施例中，采用表面附有金属离子吸附基质的硅胶作为本实施例的吸附交换装有重金属吸附材料的吸附交换柱，运用新技术，使材料高度抗酸及抗降解，使得该吸附交换装有重金属吸附材料的吸附交换柱的应用效果更加。

在进行吸附交换装有重金属吸附材料的吸附交换柱的设计时，通过对硅胶颗粒大小和孔径大小的选择，能使通过硅胶的金属离子吸附容量和渗滤速度达到最佳平衡点。该材料比常规有机型聚合树脂产品的吸附速率快约20倍，且循环使用周期(树脂性能下降10％时)高达3000次，且膨胀率为零。因此，该套系统可在有效降低废水处理成本的同时，确保处理后出水各项指标达到排放标准的要求。

经过吸附交换设备进行吸附交换处理后的废水流至中和池，在中和池内进行沉淀并且进行酸碱度调整，将其酸碱度调整到预定的使用标准内(在本实施例中在使所述回收水的PH值调节至6.0至9.0之间)，中和后的废水可以直接外排也可以供后续的回收利用。

在本实施例中，经过20％的硫酸溶液在进行反洗、解吸再生处理后，可以继续用于吸附交换以回收镍等金属，反洗液和再生液可供浆化车间用于浆化配料，以提高回水的利用率。

应用本实施例的技术方案，各主要处理步骤的试验结果如下表所示：

综上，本方案所设计的污水处理技术方案具有以下有益效果：

1)、废水处理系统具有较高的可靠性，出水水质可确保达到业主提出的排放和回用要求。

2)、废水处理采用过滤器结合连续吸附交换系统结合中和池的组合工艺，具有强大的耐冲击性，当水质发生变化时，废水处理系统具备较强的抗冲击负荷能力。

3)、由于废水处理系统部分按自动运行设计，操作管理极为方便。处理系统采用国际先进的工艺和控制设备，可以有效降低处理系统的日常维护费用。

4)、废水处理工艺构筑物构造简单，工程投资省，运行管理和操作方便，运行费用低。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种含镍、铜离子的废水处理方法，其特征是，包括：

过滤含有铜、镍离子的废水；

将废水通过装有重金属吸附材料的吸附交换柱，使所述沉镍废水中的铜、镍离子被重金属吸附材料吸附在表面，将吸附交换后的废水排出至中和池，在所述中和池中投入中和剂中和，外排中和后的达标废水；

往所述装有重金属吸附材料的吸附交换柱加入硫酸溶液，所述硫酸溶液反洗所述重金属吸附材料，解吸吸附在所述重金属吸附材料表面的铜、镍。

2.根据权利要求1所述的含镍、铜离子的废水处理方法，其特征是，

往所述装有重金属吸附材料的吸附交换柱，加入的硫酸溶液的摩尔浓度为20％。

3.根据权利要求1所述的含镍、铜离子的废水处理方法，其特征是，

过滤含有铜、镍离子的废水，具体是：

将所述含有铜、镍离子的废水打入过滤器的上腔，所述含有铜、镍离子的废水在压力作用下通过间隔在所述过滤器的上腔与下腔之间的过滤介质，从所述下腔流出，所述含有铜、镍离子的废水中的非金属物质被截留在所述过滤介质的上表面形成滤渣。

4.根据权利要求3所述的含镍、铜离子的废水处理方法，其特征是，

所述过滤介质为活性碳。

5.根据权利要求1所述的含镍、铜离子的废水处理方法，其特征是，

在所述中和池中投入中和剂中和，使所述回收水的PH值调节至6.0至9.0之间。

6.根据权利要求1所述的含镍、铜离子的废水处理方法，其特征是，

连续吸附交换系统包括数个装有重金属吸附材料的吸附交换柱的圆盘以及多孔分配阀，其中，在所述装有重金属吸附材料的吸附交换柱上装置有接枝重金属离子吸附基质的硅胶；

将所述废水通过装有重金属吸附材料的吸附交换柱，具体是：

控制多孔分配阀，打开废水进入所述圆盘的阀门，旋转所述圆盘，使所述废水随所述圆盘内旋转，所述废水中的镍、铜金属离子被吸附在所述重金属吸附材料的表面。

7.根据权利要求6所述的含镍、铜离子的废水处理方法，其特征是，

往所述装有重金属吸附材料的吸附交换柱加入20％的硫酸溶液，所述硫酸溶液反洗所述重金属吸附材料，解吸吸附在所述重金属吸附材料表面的镍、铜，具体是：

控制所述多孔分配阀，打开所述硫酸溶液进入所述圆盘的阀门，旋转所述圆盘，使所述硫酸溶液随所述圆盘内旋转，反洗所述重金属吸附材料，解吸吸附在所述重金属吸附材料表面的镍、铜。

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