CN105731622A - 重金属絮凝剂处理含锌废水的方法 - Google Patents

重金属絮凝剂处理含锌废水的方法 Download PDF

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Abstract

利用重金属絮凝剂处理含锌废水的方法，包括：（1）制备重金属絮凝剂：按照聚乙烯亚胺：二硫化碳：氢氧化钠，摩尔比为1:2:2～1:3:3的比例，将其加入到反应釜中，调节温度为20～35℃，搅拌反应20～30min；然后将温度调节至40～60℃，搅拌反应90～150min，得到重金属絮凝剂；（2）含锌废水进入调节池用碱调节pH值为3.0～6.0；（3）调节池的含锌废水进入混凝池，按照重金属絮凝剂与废水中锌的质量比为1：0.08～0.15的比例投加重金属絮凝剂，在120～160min/r的速度下搅拌1～2min后，再在30～50r/min的速度下搅拌10～15min；（4）混凝处理后的废水进入沉淀池沉降15～30min，上清液实现达标排放出水。本发明沉降速度快，分离效果好，无需过滤，可广泛用于含锌废水的处理。

Description

重金属絮凝剂处理含锌废水的方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种利用重金属絮凝剂处理含锌废水的方法。
背景技术
锌是生物体所必需的微量金属元素之一，摄入量不足会造成发育不良，但是摄入量过多也会造成一定的危害。例如：过量的锌会引起急性胃炎症状，误食可溶性锌盐对消化道有腐蚀作用，会引起腹膜炎，导致体克而死亡。锌可以通过含锌废水进入环境，然后通过食物链循环进入生物体，最终危害人体健康。含锌废水主要来源于电镀、采矿、冶金、电池等行业，随着人类对锌及其化合物需求量的日益增加，含锌废水的排放量也大大增加，造成了极大的环境污染。目前，含锌废水的处理主要包括化学沉淀法、离子交换法、吸附法、反渗透法、电渗析法、蒸发浓缩法等。由于技术或经济上的原因，工业上仍多采用化学沉淀法处理含锌废水，其他方法或仍处于实验研究阶段，或处理费用较高，在实际应用中较少。
化学沉淀法处理含锌废水通常包括中和沉淀法和硫化物沉淀法，这两种方法虽然具有一定的效果，但随着重金属废水成分日趋复杂，废水排放要求逐渐趋向严格，已不能满足废水排放要求，主要存在的问题包括：1）含锌废水一般为酸性废水，需投加大量的石灰使废水的pH值处于碱性条件下，才能生成沉淀物，由此产生大量的污泥，增加了处理费用；2）因沉淀物沉降性较差，需额外投加絮凝剂或助凝剂才能使锌得到较好的去除，如铝盐、铁盐、聚丙烯酰胺等，故增加了药剂的种类和用量；3）锌是两性金属，随着废水pH值的升高，可能发生再度溶解，故需严格控制废水的pH值；4）锌离子会与废水中某些络合剂形成稳定的络合物，很难直接通过沉淀法除去，在处理前需加入破络剂，故增加了处理费用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种流程简单、节约成本、分离效果好的利用重金属絮凝剂处理含锌废水的方法。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案是：一种利用重金属絮凝剂处理含锌废水的方法，包括制备重金属絮凝剂、调节处理、混凝处理、沉淀处理与污泥处理；具体工艺步骤包括：
（1）制备重金属絮凝剂：按照聚乙烯亚胺：二硫化碳：氢氧化钠，摩尔比为1:2:2～1:3:3的比例，将其加入到反应釜中，调节温度为20～35℃，在搅拌速度150～200r/min条件下反应20～30min；然后将温度调节至40～60℃，在搅拌速度150～200r/min条件下继续搅拌反应90～150min，得到重金属絮凝剂，其外观为桔红色透明液体。
（2）调节处理：首先含锌废水进入调节池进行水质、水量的调节；根据废水的酸度决定是否调节pH值；若废水pH＜3.0，则用碱调节pH值为3.0～6.0；若废水pH≥3.0，可不进行pH值的调节。
（3）混凝处理：经步骤（2）调节后的废水进入混凝池，按照重金属絮凝剂与废水中锌的质量比为1：0.08～0.15的比例投加重金属絮凝剂，在120～160min/r的速度下搅拌1～2min后，再在30～50r/min的速度下搅拌10～15min。
（4）沉淀处理：将经混凝处理后的废水进入沉淀池，沉降15～30min，上清液实现达标排放出水，完成含锌废水的处理。
（5）污泥处理：经沉淀处理后沉降的污泥经过压滤机压滤，滤液返回调节池进行处理，滤渣进一步处理回收锌。
步骤（2）中调节pH值的碱可以为石灰乳、生石灰、氢氧化钠中的任何一种。
本发明利用一种重金属絮凝剂，在不改变现有化学沉淀法构筑物的基础上，直接利用企业现有的沉淀设备，无需增加其他处理单元，无需额外添加其他絮（助）凝剂和破络剂，可将废水中的锌得以有效除去，做到出水水质达标排放。本发明的有益效果主要包括：
1、本发明处理含锌废水操作简单，只需在废水中投加一种重金属絮凝剂即可实现达标排放，无需额外添加其他絮（助）凝剂和破络剂，可减少药剂种类和节省药剂费用；且可直接在酸性条件下处理含锌废水，污泥产生量小；
2、本发明处理含锌废水工艺简单，可以直接利用企业现有的沉淀设备，无需将其废弃或增加其他处理单元；在废水中投加重金属絮凝剂后，沉降速度快，分离效果好，无需过滤即可实现达标，从而减少处理单元和处理流程，便于管理；可广泛用于含锌废水的处理；
3、本发明采用自制的重金属絮凝剂，其所需原料易得，制备工艺简单，反应条件温和，易于操作和控制，便于实现工业化生产。
附图说明
图1为含锌废水处理工艺流程图。
具体实施方式
实施例1；称取质量百分浓度为5.0%的聚乙烯亚胺40kg、质量百分浓度为18.6%的氢氧化钠10kg与二硫化碳2.85kg加入到反应釜中，调节温度为25℃，在搅拌速度180r/min条件下搅拌反应30min，再将温度调节至40℃、在搅拌速度180r/min条件下继续反应150min，即得重金属絮凝剂，其外观为桔红色透明液体。
实施例2；称取质量百分浓度为5.0%的聚乙烯亚胺40kg、质量百分浓度为12.4%的氢氧化钠10kg与二硫化碳2.85kg加入到反应釜中，调节温度为35℃，在搅拌速度160r/min条件下搅拌反应30min，再将温度调节至60℃、在搅拌速度160r/min条件下继续反应100min，即得重金属絮凝剂，其外观为桔红色透明液体。
实施例3；配制含Zn2+模拟水样，将其pH值分别调节为3.0、4.0、5.0、6.0，投加实施例1所得重金属絮凝剂；以搅拌速度120min/r快速条件下搅拌2min，再以搅拌速度40r/min慢速条件下搅拌10min；之后沉降20min，取清液测定残余Zn2+浓度；处理效果见表1。由表1可知：本发明对不同pH值下含Zn2+水样有良好的去除效果，残余的Zn2+浓度均低于国家污水综合排放标准（2.0mg/L）。
实施例4；以某冶炼厂的含锌废水为处理对象，该废水水质情况：pH值为2.48，Zn2+浓度为102.50mg/L，其余指标未测。处理方法流程参见图1：在调节池中将含锌废水的pH值用氢氧化钠调节至3.3；然后在混凝池中投加实施例2所得重金属絮凝剂；以搅拌速度140min/r快速条件下搅拌2min，再以搅拌速度50r/min慢速条件下搅拌15min；之后在沉淀池中沉降30min，取清液测定残余Zn2+浓度。处理效果见表2。由表2可知：本发明对该含锌废水中Zn2+具有良好的去除效果，残余的Zn2+浓度低于国家污水综合排放标准（2.0mg/L）。
实施例5；以某铅锌冶炼厂的铅锌废水为处理对象，该废水水质情况：该废水的水质：pH值为1.77，Zn2+浓度为64.80mg/L，Pb2+浓度为3.737mg/L，Cd2+浓度为0.202mg/L，Cu2+浓度为0.690mg/L,其余指标未测。处理方法流程参见图1：在调节池中将含锌废水的pH值用氢氧化钠调节至4.0；然后在混凝池中投加实施例1所得重金属絮凝剂，以搅拌速度120min/r快速条件下搅拌1.5min，再以搅拌速度30r/min慢速条件下搅拌15min；之后在沉淀池中沉降20min，取清液测定残余重金属离子的浓度，处理效果见表3。由表3可知：本发明对该铅锌废水中Zn2+以及其它重金属离子均具有良好的去除效果，残余的Zn2+浓度低于国家污水综合排放标准（2.0mg/L）和铅锌工业行业排放标准（1.5mg/L），其它重金属离子也能满足相应排放标准要求。
污泥处理：经沉淀处理后沉降的污泥经过压滤机压滤，滤液返回调节池进行处理，滤渣通过加入2mol/L的盐酸溶液，将滤渣中的锌释放出来，以离子形态进入溶液中，最后将溶液进行浓缩、结晶等工序得到锌盐，实现污泥中锌的回收。

Claims (2)

1.一种利用重金属絮凝剂处理含锌废水的方法，其特征在于包括制备重金属絮凝剂、调节处理、混凝处理、沉淀处理与污泥处理；具体工艺步骤包括：
（1）制备重金属絮凝剂：按照聚乙烯亚胺：二硫化碳：氢氧化钠，摩尔比为1:2:2～1:3:3的比例，将其加入到反应釜中，调节温度为20～35℃，在搅拌速度150～200r/min条件下反应20～30min；然后将温度调节至40～60℃，在搅拌速度150～200r/min条件下继续搅拌反应90～150min，得到重金属絮凝剂，其外观为桔红色透明液体；
（2）调节处理：首先含锌废水进入调节池进行水质、水量的调节；根据废水的酸度决定是否调节pH值；若废水pH＜3.0，则用碱调节pH值为3.0～6.0；若废水pH≥3.0，可不进行pH值的调节；
（3）混凝处理：经步骤（2）调节后的废水进入混凝池，按照重金属絮凝剂与废水中锌的质量比为1：0.08～0.15的比例投加重金属絮凝剂，在120～160min/r的速度下搅拌1～2min后，再在30～50r/min的速度下搅拌10～15min；
（4）沉淀处理：将经混凝处理后的废水进入沉淀池，沉降15～30min，上清液实现达标排放出水，完成含锌废水的处理；
（5）污泥处理：经沉淀处理后沉降的污泥经过压滤机压滤，滤液返回调节池进行处理，滤渣进一步处理回收锌。
2.如权利要求1所述的一种利用重金属絮凝剂处理含锌废水的方法，其特征在于：步骤（2）中调节pH值的碱为石灰乳、生石灰、氢氧化钠中的任何一种。
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