CN104003543A - 含高浓度镍和钴的催化剂废水的处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种含高浓度镍和钴的催化剂废水的处理方法及装置，该装置主要包括进水单元、碱性沉淀单元、pH控制单元和交换吸附单元。该方法包括以下步骤：步骤一，测定催化剂废水中镍和钴的含量；步骤二，用浓碱液调节催化剂废水pH为9～11，在调节pH过程中充分搅拌废水，然后静置；步骤三，取步骤二中上清液，经过以离子交换树脂为填料的吸附柱进行离子交换吸附处理；步骤四，测定步骤三中离子交换吸附柱出水中镍和钴的含量。采用了本发明的技术方案，可以通过一种改良的废水处理装置来进行本发明特定的废水处理步骤，从而能够有效地净化工业废水中的镍和钴，达到降低工业废水中重金属含量的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种催化剂废水的处理方法，尤其涉及到含高浓度镍、钴重金属离子催化剂废水的处理方法。
背景技术
催化剂在现代工业中占有极其重要的地位，在人类生产、生活的各个领域几乎都涉及到催化剂的使用。而金属催化剂作为主要催化剂种类，在石油化工、有机合成、医药制造、能源开发、环境保护等领域都有着广泛的应用。与此同时，重金催化进生产过程中产生的大量含重金属的废水则成为水处理行业的一个难题。
镍和钴作为催化剂行业中常用的重金属，对环境的影响是不能忽视的。它们都具有“三致”效应，尤其是高浓度情况下，对人体健康的危害更大。因此，对此种含高浓度重金属催化剂废水的处理，对保护环境和人体健康都具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种含高浓度镍和钴的催化剂废水的处理方法及装置，来解决目前工业废水含大量镍和钴不易净化的问题。
根据本发明，提供一种含高浓度镍和钴的催化剂废水的处理方法，包括以下步骤：步骤一，测定催化剂废水中镍和钴的含量；步骤二，用浓碱液调节催化剂废水pH为9～11，在调节pH过程中充分搅拌废水，然后静置；步骤三，取步骤二中上清液，经过以离子交换树脂为填料的吸附柱进行离子交换吸附处理；步骤四，测定步骤三中离子交换吸附柱出水中镍和钴的含量。
根据本发明的一实施例，步骤一的催化剂废水中镍的浓度为1000～80000mg/L，钴的浓度为1000～10000mg/L。
根据本发明的一实施例，步骤二的浓碱液为2～15mol/L的氢氧化钠溶液。
根据本发明的一实施例，步骤二的静置时间为2～24小时。
根据本发明的一实施例，步骤三的停留时间为10～60分钟。
根据本发明的一实施例，步骤三的树脂为螯合离子交换树脂。
根据本发明的另一方面，还提供一种含高浓度镍和钴的催化剂废水的处理装置，包括进水单元、碱性沉淀单元、pH控制单元和交换吸附单元。其中，进水单元与PH控制单元分别与碱性沉淀单元的前端相连接，碱性沉淀单元的后端连接交换吸附单元。
根据本发明的一实施例，进水单元包括进水泵、流量计和进水取样口；进水量由流量计控制，每次进水开始后，都由进水取样口采水样分析。
根据本发明的一实施例，碱性沉淀单元包括进水泵、沉淀反应器、搅拌装置、上清液取样口、排泥阀和污泥收集池；搅拌装置叶片位于沉淀反应器中部，应保证沉淀后污泥上清液分界面低于叶轮位置；每次沉淀静置后，由上清液取样口采水样分析。
根据本发明的一实施例，pH控制单元包括碱液储罐，酸液储罐，pH探头和pH控制仪；pH探头位于反应器中部，对废水进行实时监测，并将信号传输至pH控制仪，当pH超出设定范围时，自动启动补碱泵或者补酸泵向反应器中加碱或者酸，当pH回复至设定范围时，泵停止运行，中止加碱或者酸。
根据本发明的一实施例，交换吸附单元包括进水泵和离子交换吸附柱；当沉淀污泥被排出后，上清液由上清液输送泵输入离子交换吸附柱，上清液在吸附柱中停留时间由流量计控制。
采用了本发明的技术方案，可以通过一种改良的废水处理装置来进行本发明特定的废水处理步骤，从而能够有效地净化工业废水中的镍和钴，达到降低工业废水中重金属含量的目的。
附图说明
在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1是本发明含高浓度镍和钴的催化剂废水的处理装置的结构示意图。
图2是本发明含高浓度镍和钴的催化剂废水的处理方法的流程框图图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
附图中标号含义如下：1.进水泵、2.进水取样口、3.进水控制阀、4.进水流量计、5.碱液储罐、6.酸液储罐、7.加碱泵、8.加酸泵、9.pH控制仪、10.搅拌器、11.沉淀反应器、12.上清液取样口、13.排泥阀、14.污泥收集池、15.上清液输送泵、16.流量计、17.离子交换吸附柱。
以下结合附图介绍本发明高浓度丙烯腈废水的处理方法的具体实施情况，但是，本发明的实施不限于以下的实施方式。
本发明的含高浓度镍和钴的催化剂废水的处理装置包括4个主要的单元：进水单元、碱性沉淀单元、pH控制单元和交换吸附单元。如图1所示，进水单元与PH控制单元分别与碱性沉淀单元的前端相连接，碱性沉淀单元的后端连接交换吸附单元。
进水单元包括进水泵1、流量计16和进水取样口2；进水量由流量计16控制，每次进水开始后，都由进水取样口2采水样分析。
碱性沉淀单元包括进水泵1、沉淀反应器11、搅拌装置10、上清液取样口15、排泥阀13和污泥收集池14。搅拌装置10的叶片位于沉淀反应器11的中部，应保证沉淀后污泥上清液分界面低于叶轮位置。每次沉淀静置后，由上清液取样口12采水样分析。
pH控制单元包括碱液储罐5，酸液储罐6，pH探头和pH控制仪9。pH探头位于沉淀反应器11中部，对废水进行实时监测，并将信号传输至pH控制仪9，当pH超出设定范围时，自动启动补碱泵或者补酸泵向反应器中加碱或者酸，当pH回复至设定范围时，泵停止运行，中止加碱或者酸。
交换吸附单元包括进水泵1和离子交换吸附柱17。当沉淀污泥被排出后，上清液由上清液输送泵15输入离子交换吸附柱17，上清液在离子交换吸附柱17中停留时间由流量计16控制。
下面来说明上述各个设备间的运作方式。
启动进水泵1，将废水输入沉淀反应器11，调节进水控制阀2，使进水流量达到设定值，然后关闭进水泵1。在此过程中，在进水取样口2取水样分析。
启动pH控制单元，设定pH控制仪9的上限和下限值，实时监测反应器中废水pH值，当pH值低于设定下限值时，自动启动加碱泵7向沉淀反应器11中添加碱液，高于设定上限值时，自动启动加酸泵8向沉淀反应器11中添加碱液，使沉淀反应器11中的pH值在设定上限和下限之间。
在启动pH控制单元同时，开启搅拌机10，搅拌至pH达到设定要求，然后停止搅拌。
达到静置时间后，启动排泥阀13，排出污泥至污泥收集池14。在此过程中，在上清液取样口12取水样分析。
待排净污泥后，启动上清液输送泵15，将上清液输入离子交换吸附柱16，调节流量计16，使上清液在离子交换吸附柱中停留时间达到设定值。在离子交换吸附柱出水口取水样分析。
下面通过4个实施例来说明本发明的处理方法。
实施例1
（1）测试取自上海浦东区某石化企业的催化剂废水中镍和钴的含量，其分别为1100mg/L和3500mg/L。
（2）用2mol/L的氢氧化钠溶液调节催化剂废水pH为9.0，在调节pH过程中充分搅拌废水，然后静置2小时。
（3）取步骤（2）中上清液，经过以螯合离子交换树脂为填料的吸附柱，进行离子交换吸附处理。上清液在吸附柱中的停留时间为10分钟。
（4）测定步骤（3）中离子交换吸附柱出水中镍和钴的含量。
最终出水的镍和钴的浓度都小于1mg/L。
实施例2
（1）测试取自上海浦东区某石化企业的催化剂废水中镍和钴的含量，其分别为3600mg/L和5300mg/L。
（2）用10mol/L的氢氧化钠溶液调节催化剂废水pH为11.0，在调节 pH过程中充分搅拌废水，然后静置12小时。
（3）取步骤（2）中上清液，经过以螯合离子交换树脂为填料的吸附柱，进行离子交换吸附处理。上清液在吸附柱中的停留时间为30分钟。
（4）测定步骤（3）中离子交换吸附柱出水中镍和钴的含量。
最终出水的镍和钴的浓度都小于1mg/L。
实施例3
（1）测试取自上海浦东区某石化企业的催化剂废水中镍和钴的含量，其分别为5100mg/L和9600mg/L。
（2）用15mol/L的氢氧化钠溶液调节催化剂废水pH为11.0，在调节pH过程中充分搅拌废水，然后静置24小时。
（3）取步骤（2）中上清液，经过以螯合离子交换树脂为填料的吸附柱，进行离子交换吸附处理。上清液在吸附柱中的停留时间为60分钟。
（4）测定步骤（3）中离子交换吸附柱出水中镍和钴的含量。
最终出水的镍和钴的浓度都小于1mg/L。
实施例4
（1）测试取自上海浦东区某石化企业的催化剂废水中镍和钴的含量，其分别为7800mg/L和9600mg/L。
（2）用15mol/L的氢氧化钠溶液调节催化剂废水pH为11.0，在调节pH过程中充分搅拌废水，然后静置24小时。
（3）取步骤（2）中上清液，经过以螯合离子交换树脂为填料的吸附柱，进行离子交换吸附处理。上清液在吸附柱中的停留时间为30分钟。
（4）测定步骤（3）中离子交换吸附柱出水中镍和钴的含量。
最终出水的镍和钴的浓度都小于1mg/L。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的说明书仅是本发明众多实施例中的一种或几种实施方式，而并非用对本发明的限定。任何对于以上所述实施例的均等变化、变型以及等同替代等技术方案，只要符合本发明的实质精神范围，都将落在本发明的权利要求书所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种含高浓度镍和钴的催化剂废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，测定催化剂废水中镍和钴的含量；
步骤二，用浓碱液调节催化剂废水pH为9～11，在调节pH过程中充分搅拌废水，然后静置；
步骤三，取步骤二中上清液，经过以离子交换树脂为填料的吸附柱进行离子交换吸附处理；
步骤四，测定步骤三中离子交换吸附柱出水中镍和钴的含量。
2.根据权利要求1所述的含高浓度镍和钴的催化剂废水的处理方法，其特征在于，步骤一所述的催化剂废水中镍的浓度为1000～80000mg/L，钴的浓度为1000～10000mg/L。
3.根据权利要求1所述的含高浓度镍和钴的催化剂废水的处理方法，其特征在于，步骤二所述的浓碱液为2～15mol/L的氢氧化钠溶液,所述的静置时间为2～24小时。
4.根据权利要求1所述的含高浓度镍和钴的催化剂废水的处理方法，其特征在于，步骤三所述的停留时间为10～60分钟。
5.根据权利要求1所述的含高浓度镍和钴的催化剂废水的处理方法，其特征在于，步骤三所述的树脂为螯合离子交换树脂。
6.一种含高浓度镍和钴的催化剂废水的处理装置，其特征在于，它包括进水单元、碱性沉淀单元、pH控制单元和交换吸附单元；
其中，所述进水单元与所述PH控制单元分别与所述碱性沉淀单元的前端相连接，所述碱性沉淀单元的后端连接所述交换吸附单元。
7.根据权利要求书7所述的含高浓度镍和钴的催化剂废水的处理装置，其特征在于，所述进水单元包括进水泵、流量计和进水取样口；所述进水量由流量计控制，每次进水开始后，都由进水取样口采水样分析。
8.根据权利要求书7所述的含高浓度镍和钴的催化剂废水的处理装置，其特征在于，所述碱性沉淀单元包括进水泵、沉淀反应器、搅拌装置、上清液取样口、排泥阀和污泥收集池；搅拌装置叶片位于沉淀反应器中部，应保证沉淀后污泥上清液分界面低于叶轮位置；每次沉淀静置后，由上清液取样口采水样分析。
9.根据权利要求书7所述的含高浓度镍和钴的催化剂废水的处理装置，其特征在于，所述pH控制单元包括碱液储罐，酸液储罐，pH探头和pH控制仪；pH探头位于反应器中部，对废水进行实时监测，并将信号传输至pH控制仪，当pH超出设定范围时，自动启动补碱泵或者补酸泵向反应器中加碱或者酸，当pH回复至设定范围时，泵停止运行，中止加碱或者酸。
10.根据权利要求书7所述的含高浓度镍和钴的催化剂废水的处理装置，其特征在于，所述交换吸附单元包括进水泵和离子交换吸附柱；当沉淀污泥被排出后，上清液由上清液输送泵输入离子交换吸附柱，上清液在吸附柱中停留时间由流量计控制。
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|---|---|---|---|---|
| CN112850870A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-05-28 | 清华大学 | 和分析检测仪器配套的重金属干扰消除装置 |
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