CN104973714A

CN104973714A - 一种含重金属离子废水深度净化与回收利用的方法

Info

Publication number: CN104973714A
Application number: CN201510347843.3A
Authority: CN
Inventors: 容继; 范庆丰; 韦真周; 戴伟明; 覃用宁; 陶媛; 刘晨; 何航军; 满露梅; 李婷; 唐海明; 慕江容; 王瑶
Original assignee: GUANGXI RESEARCH INSTITUTE OF METALLURGY
Current assignee: GUANGXI RESEARCH INSTITUTE OF METALLURGY
Priority date: 2015-06-23
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2015-10-14

Abstract

一种含重金属离子废水深度净化与回收利用的方法。包括如下步骤：对含一种或多种重金属离子废水进行化学中和沉淀除去水中大部分重金属离子；加入福美钠或福美钾以及聚合物絮凝剂，通过混凝沉淀作用，基本除去废水中的重金属离子；采用砂滤、超滤、纳滤单元处理沉淀后出水，除去废水中的悬浮物质和SS、有机物、部分重金属离子，处理后水质达到循环冷却水水质回用标准。本发明能够处理不同浓度含一种或多种重金属离子的废水，适用范围广，操作简单，去除率高。

Description

一种含重金属离子废水深度净化与回收利用的方法

技术领域

本发明涉及工业废水处理领域，具体涉及一种含重金属离子废水深度净化与回收利用的方法。

技术背景

重金属污染物是一类典型的优先控制污染物。环境中的重金属污染与危害决定于重金属在环境中的含量分布、化学特征、环境化学行为、迁移转化及重金属对生物的毒性。重金属污染主要来源于工业、农业、城市和污染事故等方面。人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多,重金属的使用越来越广,重金属污染也越来越严重,重金属在世界各国均被列为第一污染物,表明重金属环境污染已成为一个刻不容缓的世界性课题。

目前，用于去除废水中重金属的一般方法有化学沉淀、离子交换、膜分离和吸附等。化学沉淀工艺是一种较成熟的治理重金属污水的工艺。化学沉淀工艺法适合用于处理重金属离子浓度较高的工业废水，但这种方法泥水分离困难，易产生二次污染。离子交换法处理含重金属离子的废水，不仅有着管理方便，运行稳定，出水水质好，而且交换剂可再生的优点，但其也存在再生液处理困难，再生工艺繁琐，离子交换剂易因氧化和受污染而失效，成本较高的不足。膜法拥有工艺简单、无污染物生成、净化效果好的优势，同时也存在需驱动力和膜修复的缺点。吸附法具有原料易得、价廉的优点，但因物理吸附是一个可逆吸附过程，吸附条件控制不当易造成解析，同时存在吸附重金属离子后的后处理问题。综上所述，单纯某种工艺处理含重金属废水，很难达到达标排放与回用标准，因此，开发研究一种能综合处理重金属废水与废水回用的方法具有很强的现实意义。

对于含重金属离子废水的处理，除满足国家和相关部门的排放要求外，还要考虑经济性、实用性及处理过程简便。往往针对含一种重金属废水的处理比较容易实现，可根据其特点进行处理，但对于含多种重金属离子的废水，如冶炼废水、电镀废水、选矿废水等，处理起来相对较为困难。

发明内容

鉴于上述不足，本发明提供一种操作方便，流程简单的含重金属废水深度净化与回收利用的方法。

本发明的技术方案是：一种含重金属离子废水深度净化与回收利用的方法，包括如下步骤：

(1)将废水排入混合反应池，加入含OH^－溶液，调节pH值到预定值，流入沉淀池，加入絮凝剂，经中和沉淀法使废水中大部分重金属离子转化为重金属氢氧化物沉淀下来，泥水分离后，沉淀池出水送入下一步废水处理系统，产出重金属污泥渣由沉淀池底部排出，经重力浓缩、压滤脱水，制成泥饼，外运填埋；

(2)向经步骤(1)处理后的废水中加入硫化物或多硫化物，同时加入絮凝剂，流入另一混合反应池反应5～10分钟，再排入另一沉淀池中，在沉淀池中停留60～90分钟，排出上清液送入下一步废水处理系统；

(3)将经过步骤(2)处理的的上清液再经锰砂过滤、超滤、纳滤单元，进一步降低废水中的SS、有机物、部分重金属离子，处理后水质达到循环冷却水水质回用标准。

步骤(1)所述的加入含OH^－溶液为生石灰或石灰乳中的一种，加入质量浓度为5～10％，且搅拌不少于15min，调节溶液的pH至6～8。

所述絮凝剂为非离子型聚丙烯胺絮凝剂或聚合硫酸铁中的一种。

步骤(2)所述加入硫化物为福美钠或福美钾中的一种，加入量为硫与废水中重金属离子的总摩尔比S：Me＝3:1。

步骤(1)或步骤(2)中絮凝剂混合反应时间为5～10分钟，若加入非离子型聚丙烯胺絮凝剂，用量为10-30mg/L，若加入聚合硫酸铁，用量为1.5g/L。

将经过步骤(2)处理的的上清液经锰砂过滤后，再经外压式中空纤维超滤设备单元和纳滤设备处理单元处理，处理后水质达到循环冷却水水质回用标准。

本发明的突出优点在于：

针对多元重金属废水的特性，采用化学沉淀+膜处理组合的方法，提高处理出水水质，此方法流程简单，操作方便，处理效果好。首先调节废水的pH到预定值，经中和沉淀带走废水中大部分重金属离子，依次加入福美钠(S.D.D)或福美钾以及非离子型聚丙烯胺絮凝剂或聚合硫酸铁，同步共沉淀混凝处理废水中的多元重金属离子，沉淀后出水再依次经过砂滤，超滤，纳滤单元，进一步降低废水中的SS、有机物、部分重金属离子，能够达到高质量的回用水标准。本发明适用范围广，操作简单，重金属离子去除率高，可处理不同浓度含一种或多种重金属离子的废水。

附图说明

图1本发明所述的含重金属离子废水深度净化与回收利用的方法的工艺流程图。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1：

某铅锌企业废水水质如下：深度处理量为500m³/d

项目

pH

Zn

Pb

Cu

Cd

As

实际mg/L

2.0～5.4

80～120

2～8

0.5～3.0

1～3

0.5～3.0

(1)将含有Zn²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、As³⁺等重金属离子的废水通过电磁流量计计量后排入混合反应池，加入5～10％石灰乳或生石灰，搅拌不少于15min，使溶液的pH至6～8，流入沉淀池，然后加入非离子型聚丙烯胺絮凝剂，絮凝剂加入量为10-30mg/L，经中和沉淀法使废水中大部分重金属离子转化为重金属氢氧化物沉淀下来，泥水分离后，沉淀池出水送入下一步废水处理系统。产出重金属污泥渣由沉淀池底部排出，经重力浓缩、压滤脱水，制成泥饼，外运填埋。

(2)向步骤(1)处理后的废水中加入福美钠S.D.D，加入量以硫与废水中重金属离子的总摩尔比为S：Me＝3:1，同时加入非离子型聚丙烯胺絮凝剂，絮凝剂加入量为10-30mg/L，流入另一混合反应池反应5min，再排入另一沉淀池中，在沉淀池中停留60～90min，将上清液排出，送入下一步废水处理系统。

(3)由于加入硫化物，生成细小颗粒，不宜沉淀，所以经步骤(2)处理后废水仍未能满足回用水质标准，需进一步去除水中的重金属离子及固体悬浮物。经步骤(2)处理后的废水进入锰砂过滤单元，降低废水中SS至10mg/L以下，再经超滤处理单元，去除水中胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物等，最后经纳滤单元，脱除水中含有的三卤甲烷中间体THM、低分子有机物、农药、异味物质、硝酸盐、硫酸盐、氟、硼、砷等有害物质，经上述步骤处理后的水质达到循环冷却水水质回用标准。表1示出了深度处理后的水质。

表1：深度处理后的水质

项目

pH

Zn

Pb

Cu

Cd

As

实际mg/L

6～8

0.5

0.03

0.05

0.01

实施例2

某铅锌企业废水水质如下：深度处理量为500m³/d

项目

pH

Zn

Pb

Cu

Cd

As

实际mg/L

2.0～4.8

75～112

2～8

0.6～2.8

1～3

0.8～3.0

(2)向步骤(1)处理后的废水中加入福美钾，加入量以硫与废水中重金属离子的总摩尔比为为S：Me＝3:1，同时加入非离子型聚丙烯胺絮凝剂，絮凝剂加入量为10-30mg/L，流入另一混合反应池反应5min，再排入另一沉淀池中，在沉淀池中停留60～90min，将上清液排出，送入下一步废水处理系统。

(3)由于加入硫化物，生成细小颗粒，不宜沉淀，所以经步骤(2)处理后的废水仍未能满足回用水质标准要求，需进一步去除水中的重金属离子及固体悬浮物。经步骤(2)处理后的废水进入锰砂过滤单元，降低废水中SS至10mg/L以下，再经超滤处理单元，去除水中胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物等，最后经纳滤单元，脱除废水中的三卤甲烷中间体THM、低分子有机物、农药、异味物质、硝酸盐、硫酸盐、氟、硼、砷等有害物质，处理后的水质达到循环冷却水水质回用标准。表2示出了实施例2深度处理后的水质。

表2深度处理后的水质

项目

pH

Zn

Pb

Cu

Cd

As

实际mg/L

6～8

0.4

0.03

0.05

0.01

实施例3

某铅锌企业废水水质如下：深度处理量为500m³/d

项目

pH

Zn

Pb

Cu

Cd

As

实际mg/L

2.0～4.4

90～120

2.5～7.8

0.5～3.5

1～3.5

0.5～3.0

(1)将含有Zn²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、As³⁺等重金属离子的废水通过电磁流量计计量后排入混合反应池，加入5～10％石灰乳或生石灰，搅拌不少于15min，使溶液的pH至6～8，流入沉淀池，然后加入聚合硫酸铁絮凝剂，絮凝剂加入量为1.5g/L，经中和沉淀法使废水中大部分重金属离子转化为重金属氢氧化物沉淀下来，泥水分离后，沉淀池出水送入下一步废水处理系统。产出重金属污泥渣由沉淀池底部排出，经重力浓缩、压滤脱水，制成泥饼，外运填埋。

(2)向步骤(1)处理后的废水中加入福美钠(S.D.D)，加入量以硫与废水中重金属离子的总摩尔比为为S：Me＝3:1，同时加入聚合硫酸铁絮凝剂，絮凝剂加入量为1.5g/L，流入另一混合反应池反应5min，再排入另一沉淀池中，在沉淀池中停留60～90min，将上清液排出，送入下一步废水处理系统。

(3)由于加入硫化物，生成细小颗粒，不宜沉淀，所以经步骤(2)处理后的废水仍未能满足回用水质标准，需进一步去除水中的重金属离子及固体悬浮物。将步骤(2)处理后的废水进入锰砂过滤单元，降低废水中SS至10mg/L以下，再经超滤处理单元，去除水中胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物等，最后经纳滤单元，脱除废水中的三卤甲烷中间体THM、低分子有机物、农药、异味物质、硝酸盐、硫酸盐、氟、硼、砷等有害物质，处理后的水质循环冷却水水质回用标准。表3示出了实施例3深度处理后的水质。

表3深度处理后的水质

项目

pH

Zn

Pb

Cu

Cd

As

实际mg/L

6～8

0.35

0.02

0.04

0.01

实施例4

某铅锌企业废水水质如下：深度处理量为500m³/d

项目

pH

Zn

Pb

Cu

Cd

As

实际mg/L

2.0～5.5

85～115

2.8～8.1

0.8～3.2

1.2～3.1

0.5～3.0

(1)将含有Zn²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、As³⁺等重金属离子的废水通过电磁流量计计量后排入混合反应池，加入5～10％石灰乳或生石灰，搅拌不少于15min，使溶液的pH至6～8，流入反应池，然后加入聚合硫酸铁絮凝剂，絮凝剂加入量为1.5g/L，经中和沉淀法使废水中大部分重金属离子转化为重金属氢氧化物沉淀下来，泥水分离后，沉淀池出水送入下一步废水处理系统。产出重金属污泥渣由沉淀池底部排出，经重力浓缩、压滤脱水，制成泥饼，外运填埋。

(2)向步骤(1)处理后的废水中加入福美钾，加入量以硫与废水中重金属离子的总摩尔比为为S：Me＝3:1，同时加入聚合硫酸铁絮凝剂，絮凝剂加入量为1.5g/L，流入另一混合反应池反应5min，排入另一沉淀池中，在沉淀池中停留60～90min，将上清液排出，送入下一步废水处理系统。

(3)由于加入硫化物，生成细小颗粒，不宜沉淀，所以经步骤(2)处理后废水仍未能满足回用水质标准，需进一步去除水中的重金属离子及固体悬浮物。将步骤(2)处理后废水进入锰砂过滤单元，降低废水中SS至10mg/L以下，再经超滤处理单元，去除水中胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物等，最后经纳滤单元，脱除废水中的三卤甲烷中间体THM、低分子有机物、农药、异味物质、硝酸盐、硫酸盐、氟、硼、砷等有害物质，处理后的水质达到循环冷却水水质回用标准。表4示出了实施例4深度处理后的水质。

表4深度处理后的水质

项目

pH

Zn

Pb

Cu

Cd

As

实际mg/L

6～8

0.45

0.04

0.06

0.01

Claims

1.一种含重金属离子废水深度净化与回收利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的含重金属离子废水深度净化与回收利用的方法，其特征在于，步骤(1)所述的加入含OH^－溶液为生石灰或石灰乳中的一种，加入质量浓度为5～10％，且搅拌不少于15min，调节溶液的pH至6～8。

3.根据权利要求1所述的含重金属离子废水深度净化与回收利用的方法，其特征在于，所述絮凝剂为非离子型聚丙烯胺絮凝剂或聚合硫酸铁中的一种。

4.根据权利要求1所述的含重金属离子废水深度净化与回收利用的方法，其特征在于，步骤(2)所述加入硫化物为福美钠或福美钾中的一种，加入量为硫与废水中重金属离子的总摩尔比S：Me＝3:1。

5.根据权利要求1所述的含重金属离子废水深度净化与回收利用的方法，其特征在于，步骤(1)或步骤(2)中絮凝剂混合反应时间为5～10分钟，若加入非离子型聚丙烯胺絮凝剂，用量为10-30mg/L，若加入聚合硫酸铁，用量为1.5g/L。

6.根据权利要求1所述的含重金属离子废水深度净化与回收利用的方法，其特征在于，将经过步骤(2)处理的的上清液经锰砂过滤后，再经外压式中空纤维超滤设备单元和纳滤设备处理单元处理，处理后水质达到循环冷却水水质回用标准。