CN105600997B - 一种对金属酸洗产生废液的处理方法 - Google Patents

一种对金属酸洗产生废液的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种对金属酸洗产生废液的处理方法，1)预处理：对金属酸洗产生废液过滤，去除固体物、悬浮物；2)高分子合成材料处理：将步骤1)得到的废液，通过含有高分子合成材料的处理设备，对废液中的酸溶解性金属离子吸着使水排出，3)漂洗：利用纯净水对吸附饱和后的步骤2)的处理设备进行冲洗，得到含有溶解性金属离子的溶液和酸溶液；4)对含有溶解性金属离子的溶液的处理：利用化学法和物理法对该溶液进行固液分离；5)混合水深度处理：将步骤2)排出的废水和步骤4)固液分离后的液体混合，通过阻滞吸附分离设备、膜分离设备，达到工业用水标准。本发明利用合成高分子对工业金属酸洗产生废液处理利用，达到废液对环境无产生污染的目的。

Description

一种对金属酸洗产生废液的处理方法
技术领域
本发明属于工业污水处理技术领域，具体涉及一种对金属酸洗产生废液的处理方法。
背景技术
金属酸洗，利用酸溶液去除金属材料或金属制品表面的氧化物和锈蚀物。其工作原理是，金属材料或金属制品表面的氧化物和锈蚀物与酸溶液接触发生化学应，形成盐和水，都溶于酸溶液中，当酸溶液随着金属件的酸洗增多，酸溶液的酸浓度随着减少，盐类也随着增高，在酸溶液中一般含有金属离于80g/L或亚铁盐在215g/L时，酸溶液就失去酸洗功能，通常所说是废酸液。
在酸洗中，酸洗后的金属件表面带有少量酸液，为了金属件不被酸液腐蚀必然用水进行漂洗，漂洗出来的水必然带有酸液就所为酸性废水。金属酸洗产生的废液一直是环保治理工程大难题，利用加热或冷冻法其运行成本非常昂贵，大多利用中和法，但其处理效果不理想。
发明内容
本发明针对金属酸洗产生废液，采用合成高分子对废液中的水、溶解性金属离子、酸进行分离，酸溶液、水实行再生利用，使金属酸洗产生的废液对环境不再产生污染。
为实现上述目的，本发明提供了一种对金属酸洗产生废液的处理方法，包括如下步骤：
1)预处理：对金属酸洗产生废液过滤，去除固体物、悬浮物；
2)高分子合成材料处理：将步骤1)得到的废液，通过含有高分子合成材料的处理设备，高分子材料吸附废液中的酸和溶解性金属离子，吸附饱和后排出废水；
3)漂洗：利用纯净水对吸附饱和后的步骤2)的处理设备进行冲洗，得到含有溶解性金属离子的溶液和酸溶液；
4)对含有溶解性金属离子的溶液的处理：利用化学法和物理法对该溶液进行固液分离；
5)混合水深度处理：将步骤2)排出的废水和步骤4)固液分离后的液体混合，通过阻滞吸附分离设备、膜分离设备，达到工业用水标准。
本发明步骤1)所述的过滤，优选采用纤维过滤器过滤。
步骤2)所述的高分子合成材料是一种由硫磺基团与酰胺基团两个带有相反电荷的官能基合成的高分子聚合物，是将苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂、NN-二甲基丙烯酰胺(DMAM)和引发剂过二硫酸钾混合，在恒温容器内，在氮气保护下、反应、冷却、洗涤、阴干得到，所述的苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂，优选强酸性阳离子交换树脂，型号001*7(732)、001*4(734)，所述的苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂、NN-二甲基丙烯酰胺和过二硫酸钾，优选按照80:20:1的质量比，所述的恒温容器，优选恒温的三颈瓶，所述的反应优选70-80℃，反应时间10-12小时。
步骤2)所述的高分子合成材料和步骤1)得到的废液的质量比例优选2-4:1。
步骤2)所述的吸附饱和，通过实验测定，取一定体积的该高分子合成材料放入玻璃管内，控制酸洗废液20mL使其通过玻璃管内高分子材料，取其滤液进行测定，其盐份或酸份值不变时则为吸附饱和，并求算出高分子材料的体积、通过酸洗废液的体积以及通过时所用的时间确定出吸附饱和时的数值比，然后生产时可按照这个数值比扩大或缩小来判断是否达到吸附饱和。
步骤3)所述的利用纯净水对吸附饱和后的步骤2)的处理设备进行冲洗，其中步骤1)所述的金属酸洗产生废液和冲洗用纯净水的重量比例优选2-4：1；先排出的是含有溶解性金属离子的溶液，后排出的是酸溶液，通过实验数据，一般先排出体积的40％主要是含有溶解性金属离子的溶液(含盐达85％)，后排出体积的60％主要是酸溶液(含酸达40％、含盐15％)。
步骤4)所述的利用化学法和物理法对该溶液进行固液分离，参照现有技术。
步骤5)所述的混合水深度处理，混合水一般含酸盐是很少，但没有达到国家环保排放标准必经过处理，为了控制和削减工业废水污染，改善水环境质量必经进深度处理，达到工业用水标准返回利用，步骤6混合水经阻滞吸附分离设备处理；
阻滞吸附分离设备，参照现有技术，优选阻滞吸附膜分离设备中装有阻滞填料，阻滞填料是以聚苯乙烯树脂为基体，丙烯酸为单体，过硫酸钾为引发剂，在80℃下，加聚反应18个小时聚合，反应比例为：聚苯乙烯树脂：丙烯酸的摩尔比为2：1，丙烯酸：过硫酸酸钾的质量比为50：1，反应结束后加入3％(w/w)浓度的NaCO3溶液，调节pH到中性，最后用水把聚合后的阻滞树脂洗到没有粘性得到。
本发明中使用的高分子合成材料，是在一种具有电荷功能基的交联体上交缠有带相反电荷功能基的线形体的聚合物，具有两个不同基团，其分离原理在于：是通过异性相吸(静电)的作用，把废液中带有静电的电解质相互吸引，在合成高分子表面，不带有静电排出，从而达到金属离子酸与水分离效果，利用合成高分子与废液中的电解质吸附力的强弱用纯净水冲洗得到溶解性金属离子溶液和酸溶液分离。
和现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明符合国家环境保护要求，治标且治本，节能减排，无二次污染。
2、设备简单，操作简易、水质稳定、运行成本低，可将40％-50％的酸溶液分离出，直接回收利用不再另外处理。
具体实施方式
下面以实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
不锈钢酸洗产生废液(酸为1.2ml/L，溶解性离子为28g/L)的处理方法，包括如下步骤：
1)预处理：把废液滤过，纤维过滤器去除废液中的固体物和悬殊悬浮物；
2)把1)预处理后的废液进入装有合成高分子系统中(按高分子质量与废液质量比为3：1)处理后排出的水酸含量为0.05ml/L，溶解性金属盐为1g/L；
3)反冲洗分离出溶解性金属盐溶解和酸溶液(按原废液处理与返冲水的比例2：1)得出溶解性金属盐所含酸为0.53ml/L，含盐为23g/L，所得酸溶液中含酸为0.4mol/L，含盐为2g/L，直接返回酸洗使用；
4)溶解性金属离子溶液处理，使用化学法和物理法，固液分离；
5)将步骤2)排出的废水、和步骤4)固液分离后的液体混合，混合后的水pH值在3-4之间，经阻滞，吸附，膜分离处理得到的水pH值为6-7，电导率力200us以下；
所述的高分子合成材料是将001*7(732)树脂、NN-二甲基丙烯酰胺(DMAM)和引发剂过二硫酸钾按照80:20:1的质量比混合，在恒温三颈瓶内，在氮气保护下、70℃反应12小时、冷却、洗涤、阴干得到。
实施例2
铝型材三酸抛光产生的废酸液(酸为1.0mol/L，溶解性离子30g/L)的处理方法，包括如下步骤：
1)预处理，把废酸液滤过，纤维过滤器去除废酸液中的大分子固体物和悬物；
2)把1)预处理后的废酸液进入装有合成高分子系统中(按高分子材料的体积与废酸液的体积比4：1进入)，排出的水含酸为0.04mol/L，溶解性离子为0.92g/L；
3)用纯净的水(按进入高分子材料系统的废酸液容积与纯净水为3：2)对高分子材料冲洗，排出的40％为溶解性离子溶液(含酸为0.4mol/L，溶解性离子为28g/L)，酸溶流为60％(含酸量为0.6mol/L，溶解性离子为2g/L)；
4)把3)分离溶解性离子溶液处理，使用化学法和物理法，进行固液分离；
5)将步骤2)与步骤4)分离出的液体和酸洗后的漂洗水进行混合，混合后的水pH为4-5之间，经阻滞吸附，膜分离处理得到的水pH为6.5-7，电导率为200us以下达到工业用水标准；
所述的高分子合成材料是将001*4(734)树脂、NN-二甲基丙烯酰胺(DMAM)和引发剂过二硫酸钾按照80:20:1的质量比混合，在恒温三颈瓶内，在氮气保护下、80℃反应10小时、冷却、洗涤、阴干得到。
实施例3
钢板酸洗废酸液(盐酸为3％-4％)氯化亚铁10％-14％)的处理方法，包括如下步骤：
1)预处理，把废酸液滤过，纤维过滤器去除废酸液中的大分子固体物和悬物；
2)把1)预处理后的废酸液进入装有合成高分子系统中(按高分子材料的体积与废酸液的体积比3：1进入)，排出的水含酸为0.38mol/L，Fe2+离子为2.5g/L；
3)用纯净的水(按进入高分子材料系统的废酸液容积与纯净水为4：1)对高分子材料冲洗，排出的40％为溶解性离子溶液(含酸为0.45mol/L，溶解性离子为52g/L)，酸溶流为60％(含酸量为0.5mol/L，溶解性离子为3g/L)；
4)把3)分离溶解性离子溶液处理，使用化学法和物理法，进行固液分离；
5)将步骤2)与步骤4)分离出的液体和酸洗后的漂洗水进行混合，混合后的水pH为4-5之间，经阻滞吸附，膜分离处理得到的水pH为6.5-7，电导率为200us以下达到工业用水标准；
所述的高分子合成材料是将001*4(734)树脂、NN-二甲基丙烯酰胺(DMAM)和引发剂过二硫酸钾按照80:20:1的质量比混合，在恒温三颈瓶内，在氮气保护下、80℃反应12小时、冷却、洗涤、得到。

Claims (8)

1.一种对金属酸洗产生废液的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)预处理：对金属酸洗产生废液过滤，去除固体物、悬浮物；
2)高分子合成材料处理：将步骤1)得到的废液，通过含有高分子合成材料的处理设备，使高分子材料对废液中的酸溶解性金属离子吸附使水排出；
所述的高分子合成材料是将苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂、NN-二甲基丙烯酰胺和引发剂过二硫酸钾混合，在恒温容器内，在氮气保护下、反应、冷却、洗涤、阴干得到的由硫磺基团与酰胺基团两个带有相反电荷的官能基合成的高分子聚合物；
3)漂洗：利用纯净水对吸附饱和后的步骤2)的处理设备进行冲洗，得到含有溶解性金属离子的溶液和酸溶液；
4)对含有溶解性金属离子的溶液的处理：利用化学法和物理法对该溶液进行固液分离；
5)混合水深度处理：将步骤2)排出的废水、和步骤4)固液分离后的液体混合，通过阻滞吸附分离设备、膜分离设备，达到工业用水标准。
2.根据权利要求1所述的一种对金属酸洗产生废液的处理方法，其特征在于：步骤1)所述的过滤，采用纤维过滤器过滤。
3.根据权利要求1所述的一种对金属酸洗产生废液的处理方法，其特征在于：步骤2)所述的苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂，型号为001*7(732)、001*4(734)。
4.根据权利要求1所述的一种对金属酸洗产生废液的处理方法，其特征在于：步骤2)所述的苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂、NN-二甲基丙烯酰胺和过二硫酸钾混合，按照80:20:1的质量比。
5.根据权利要求1所述的一种对金属酸洗产生废液的处理方法，其特征在于：步骤2)所述的恒温容器，为恒温的三颈瓶。
6.根据权利要求1所述的一种对金属酸洗产生废液的处理方法，其特征在于：步骤2)所述的反应，温度70-80℃、时间10-12小时。
7.根据权利要求1所述的一种对金属酸洗产生废液的处理方法，其特征在于：步骤2)所述的高分子合成材料和步骤1)得到的废液的质量比例为2-4:1。
8.根据权利要求1所述的一种对金属酸洗产生废液的处理方法，其特征在于：步骤3)所述的利用纯净水对吸附饱和后的步骤2)的处理设备进行冲洗，其中步骤1)所述的金属酸洗产生废液和冲洗用纯净水的重量比例为2-4：1。
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