CN108726732B - 去除废水中重金属的处理系统及方法 - Google Patents
去除废水中重金属的处理系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108726732B CN108726732B CN201810757690.3A CN201810757690A CN108726732B CN 108726732 B CN108726732 B CN 108726732B CN 201810757690 A CN201810757690 A CN 201810757690A CN 108726732 B CN108726732 B CN 108726732B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wastewater
- reaction
- tank
- coagulation
- fenton
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 122
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 185
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 160
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 120
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims abstract description 107
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims abstract description 106
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000012028 Fenton's reagent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 29
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 26
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 18
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 17
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 11
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 10
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 claims description 8
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 7
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 6
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 claims description 3
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 3
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 abstract description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 10
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 3
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- -1 but not limited to Chemical class 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F2001/007—Processes including a sedimentation step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
Abstract
本发明提供一种去除废水中重金属的处理系统，包括混凝池、芬顿反应池和污泥浓缩池，所述混凝池、芬顿反应池和污泥浓缩池依次连通形成一循环系统，所述混凝池用于将废水与混凝剂进行混凝反应以及将废水与化学污泥进行吸附反应以去除废水中的重金属离子，所述芬顿反应池用于将所述混凝池产生的沉淀出水与芬顿试剂进行芬顿反应并产生化学污泥，所述污泥浓缩池用于将所述芬顿反应池产生的化学污泥进行浓缩后回流至所述混凝池以进行吸附反应。本发明还提供一种去除废水中重金属的方法。本发明最大限度发挥芬顿反应产生的化学污泥的吸附作用，降低混凝剂投加量，从而减小废水处理工艺的总成本。
Description
技术领域
本发明涉及污废水处理领域，尤其是涉及一种去除废水中重金属的处理系统及方法。
背景技术
随着环保事业的不断推进，工业废水中各类污染物的排放标准日益严格。而以印染废水为代表的工业废水，含有大量成分复杂、种类繁多且难生物降解的有机物。为去除废水中难降解有机物，提高废水可生化性，芬顿工艺被广泛应用。芬顿工艺能对很多种类的有机物进行氧化降解，这是由于芬顿反应的本质是H2O2在Fe2+的催化作用下能生成氧化还原电位仅次于F2的·OH，但Fe2+在催化H2O2反应生成·OH后，大部分被氧化为三价铁的水合氧化物，从而失去催化作用，变为含铁量很高的底泥。目前，芬顿反应底泥的处理回用是很多污水处理厂面临的一大难题。
除难降解有机物外，工业废水中还含有浓度低但生物毒性大的多种重金属特征污染物。为保证水质安全，控制生态风险，必须将水体中的重金属离子浓度控制在安全范围内。在重金属尤其是微量阴离子形态重金属去除领域，目前，用铁盐或铝盐进行混凝是最常用最有效的去除重金属的工艺。铁盐或铝盐水解后产生的水合氧化物吸附是混凝沉淀去除金属离子的主要机理之一。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种去除废水中重金属的处理系统及方法。
本发明提供一种去除废水中重金属的处理系统，包括混凝池、芬顿反应池和污泥浓缩池，所述混凝池、芬顿反应池和污泥浓缩池依次连通形成一循环系统，所述混凝池用于将废水与混凝剂进行混凝反应以及将废水与化学污泥进行吸附反应以去除废水中的重金属离子，所述芬顿反应池用于将所述混凝池产生的沉淀出水与芬顿试剂进行芬顿反应并产生化学污泥，所述污泥浓缩池用于将所述芬顿反应池产生的化学污泥进行浓缩后回流至所述混凝池以进行吸附反应。
优选地，所述混凝池包括反应区和沉淀区，所述反应区、沉淀区、芬顿反应池和污泥浓缩池依次连通，所述污泥浓缩池连接于所述反应区，使所述反应区、沉淀区、芬顿反应池和污泥浓缩池连接形成一循环系统，所述反应区用于将所述废水与混凝剂进行混凝反应以及所述废水与化学污泥进行吸附反应，所述沉淀区用于对进行混凝反应和吸附反应后的废水与化学污泥进行沉淀和排泥处理。
本发明还提供一种去除废水中重金属的方法，所述重金属包括锑，其包括如下步骤:
步骤A.将废水与混凝剂在混凝池中进行混凝反应以使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，沉淀后出水；
步骤B.将经过经过步骤A处理后的废水排入芬顿反应池内，与芬顿试剂进行芬顿反应以对废水中难降解有机物进行氧化降解，调节pH至中性，沉淀以产生化学污泥；
步骤C.将芬顿反应产生的化学污泥回流至所述混凝池，并搅拌废水与所述化学污泥进行吸附反应以使化学污泥吸附废水中的重金属离子，沉淀后出水；
步骤D.将经过步骤C处理后的废水排入所述芬顿反应池内，与芬顿试剂进行芬顿反应后，调节pH至中性，沉淀后出水排放，并产生用于下一吸附反应的化学污泥。
进一步地，化学污泥回流至所述混凝池的回流量为所述芬顿反应池产生的所述化学污泥的最大量。
进一步地，所述混凝剂选自聚硫酸铁(PFS)、氯化铁以及聚氯化铁中的一种或多种。
进一步地，所述步骤A和所述步骤C之前，还包括废水与混凝剂在所述混凝池的进水管道中进行凝聚反应。
进一步地，所述步骤C中，当所述芬顿反应池产生的化学污泥全部回流至所述混凝池的反应区中，所述混凝池的反应区中的化学污泥的浓度[Fe]＝K/[Sb]，化学污泥在混凝池的反应区的停留时间T＝K*t1/([Sb]*t2*[芬顿])，其中，t1表示混凝池的反应区中的水力停留时间，t2表示芬顿反应池中的水力停留时间，[Sb]表示出水水质要求的锑浓度，[芬顿]表示芬顿反应池中的芬顿试剂的浓度，K为经验常数，所述经验常数K的范围值为0.5×10-9～2×10-9。
进一步地，所述混凝池中的停留时间控制在1-3h。
进一步地，将所述化学污泥回流至所述混凝池之前，还包括将所述化学污泥进行浓缩处理。
进一步地，所述步骤C包括：将所述废水与化学污泥置于所述混凝池的反应区进行吸附反应，随后排入所述混凝池的沉淀区进行沉淀并进行排泥处理，沉淀时间为20-40min。
相较于现有技术，本发明通过将芬顿反应后产生的化学污泥回流至混凝池，使化学污泥与待处理废水充分接触，化学污泥由于含有铁氧化物，是一种良好的重金属吸附剂，强化了混凝效果，提高对废水中重金属的去除效率，降低混凝剂投加量，从而减小废水处理工艺的总成本。
附图说明
图1为本发明的一实施例提供的一种去除废水中重金属的处理系统的示意图。
图2为本发明的一实施例提供的不同的化学污泥投加量与废水中的Sb(Ⅴ)去除率的关系曲线图。
图3为本发明的一实施例提供的不同的芬顿试剂投加量所产生的化学污泥在不同回流比条件下对废水进行吸附(以Sb(Ⅴ)为例)的结果评价图。
图4为本发明的一实施例提供的化学污泥的投加量(以含Fe剂量计)与芬顿反应后出水中的锑浓度的倒数的关系图。
主要元件符号说明
| 去除废水中重金属的处理系统 | 100 |
| 混凝池 | 1 |
| 反应区 | 11 |
| 搅拌装置 | 111 |
| 沉淀区 | 12 |
| 进水管道 | 13 |
| 进水阀 | 14 |
| 排泥阀 | 15,21 |
| 芬顿反应池 | 2 |
| 出水管道 | 22 |
| 污泥浓缩池 | 3 |
| 污泥处理车间 | 4 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了简明清楚地进行说明，在恰当的地方，相同的标号在不同图式中被重复地用于标示对应的或相类似的元件。此外，为了提供对此处所描述实施例全面深入的理解，说明书中会提及许多特定的细节。然而，本领域技术人员可以理解的是此处所记载的实施例也可以不按照这些特定细节进行操作。在其他的一些情况下，为了不使正在被描述的技术特征混淆不清，一些方法、流程及元件并未被详细地描述。图式并不一定需要与实物的尺寸等同。为了更好地说明细节及技术特征，图式中特定部分的展示比例可能会被放大。说明书中的描述不应被认为是对此处所描述的实施例范围的限定。
下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明。
请参阅图1，本发明提供一种去除废水中重金属的处理系统100，其包括混凝池1、芬顿反应池2和污泥浓缩池3，所述混凝池1、芬顿反应池2和污泥浓缩池3依次连通形成一循环系统。所述混凝池1用于将废水与混凝剂进行混凝反应以及将废水与化学污泥进行吸附反应以去除废水中的重金属离子，所述芬顿反应池2用于将所述混凝池1产生的沉淀出水与芬顿试剂进行芬顿反应并产生化学污泥，所述污泥浓缩池3用于将所述芬顿反应池2产生的化学污泥进行浓缩后回流至所述混凝池1以进行吸附反应。
优选地，所述混凝池1包括反应区11和沉淀区12，所述反应区11、沉淀区12、芬顿反应池2和污泥浓缩池3依次连通，所述污泥浓缩池3与所述反应区11相连通，使所述反应区11、沉淀区12、芬顿反应池2和污泥浓缩池3连接形成一循环系统。所述反应区11用于将所述废水与混凝剂进行混凝反应以及所述废水与化学污泥进行吸附反应，所述沉淀区12用于对进行混凝反应和吸附反应后的废水与化学污泥进行沉淀和排泥处理。其中，经由所述沉淀区12进行沉淀处理产生的沉淀出水排入所述芬顿反应池2中。
优选地，所述混凝池1中的反应区11内设置若干搅拌装置111，所述搅拌装置111用于对反应区11内的混凝剂及/或化学污泥和废水进行搅拌，以使混凝剂及/或化学污泥与废水进行充分接触，以利于混凝反应与吸附反应的进行。
优选地，所述沉淀区2为斜管沉淀池。斜管沉淀池是指在沉淀区内设有斜管的沉淀池。在平流式或竖流式沉淀池内利用倾斜的平行管道分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。斜管沉淀池具有以下优点：利用了层流原理，提高了沉淀池的处理能力；缩短了颗粒沉降距离，从而缩短了沉淀时间；增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率。
优选地，所述去除废水中重金属的处理系统100设置在废水生化处理段末端，即所述去除废水中重金属的处理系统100的进水为经生化处理后的废水。所述废水中包含重金属离子，所述重金属离子例如是，但不局限于锑(Sb(V))。
优选地，所述去除废水中重金属的处理系统100还包括进水管道13，所述进水管道13与所述混凝池1中的反应区11连接，所述进水管道13用于向所述反应区11内输送废水与混凝剂。其中，在所述进水管道13中，所述废水与混凝剂进行凝聚反应。
优选地，所述去除废水中重金属的处理系统100还包括污泥处理车间5，所述污泥处理车间5与沉淀区12连接，所述污泥处理车间5用于收集和处理所述沉淀区2进行沉淀处理产生的污泥。
优选地，所述去除废水中重金属的处理系统100还包括出水管道22，所述出水管道22与所述芬顿反应池3连接，所述出水管道22用于排出所述芬顿反应池3进行芬顿反应后的沉淀出水。
优选地，所述去除废水中重金属的处理系统100还包括进水阀14和排泥阀15、21以及若干液路管道。所述进水阀14安装于进水管道13与混凝池1之间，用于控制废水进入所述混凝池1中的反应区11。所述排泥阀15安装于所述沉淀区12与污泥处理车间4之间，用于控制所述沉淀区12产生的污泥进入污泥处理车间4。所述排泥阀21安装于所述芬顿反应池2与污泥浓缩池3之间，用于控制所述芬顿反应池2产生的化学污泥进入污泥浓缩池3。
本发明还提供一种去除废水中重金属的方法，其包括如下步骤：
S101：将废水与混凝剂在混凝池中进行混凝反应以使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，沉淀后出水；
S102：将经过经过步骤S101处理后的废水排入芬顿反应池内，与芬顿试剂进行芬顿反应以对废水中难降解有机物进行氧化降解，调节pH至中性，沉淀以产生化学污泥；
S103：将芬顿反应产生的化学污泥回流至所述混凝池，并搅拌废水与所述化学污泥进行吸附反应，以使所述化学污泥吸附废水中的重金属离子，沉淀后出水；
S104：将经过步骤S103处理后的废水排入所述芬顿反应池内，与芬顿试剂进行芬顿反应后，调节pH至中性，沉淀后出水排放，并产生用于下一吸附反应的化学污泥。
在步骤S101中，所述废水中的重金属包括锑、铬和砷等重金属，所述混凝剂为铁系混凝剂。在本实施例中，所述混凝剂选自聚硫酸铁(PFS)，氯化铁以及聚氯化铁中的一种或多种，可以理解的是，其它种类的铁系混凝剂也在本发明的保护范围内。在该步骤中，将废水与混凝剂在混凝池内进行混凝反应，目的在于去除废水中的部分悬浮物、大分子有机物以及部分重金属离子。在本实施例中，所述废水为经生化处理后的废水。所述混凝剂投加量根据水质情况决定。
在步骤S101之前，还包括以下步骤：将废水与混凝剂在所述混凝池的进水管道进行凝聚反应。由于凝聚反应阶段所需时间很短，因此在所述混凝池的进水管道中进行凝聚反应，其可以通过进水自身的水动力完成，从而使得凝聚反应充分进行并降低能耗，进一步的，凝聚反应产生的絮体进入混凝池后能够更充分吸附重金属离子。
在步骤S102中所述芬顿试剂为过氧化氢与亚铁离子的结合试剂，具有强氧化性。将所述沉淀出水在芬顿反应池内，与芬顿试剂进行芬顿反应，对废水中的难降解有机物进行氧化降解。需要说明的是，由于芬顿反应的最佳反应条件为2.0～4.0，即酸性条件，因此，在芬顿反应后需要加入碱性试剂以将体系的pH调回中性，才能沉淀产生化学污泥。
在步骤S103中，将所述化学污泥回流至所述混凝池之前，还包括将所述化学污泥进行浓缩处理。所述化学污泥的回流量为产生所述化学污泥的最大量。
在步骤S103之前，还包括以下步骤：废水与混凝剂在所述混凝池的进水管道中进行凝聚反应。
所述废水、混凝剂与化学污泥进行吸附反应的pH条件为中性，在进行吸附反应过程中，为使化学污泥、混凝剂与废水进行充分接触，需要对废水、混凝剂与化学污泥进行搅拌，搅拌条件为在转速300rmp下快速搅拌1min或在转速100rmp下慢速搅拌10min。
所述混凝池中的水力停留时间控制在1-3h，该时间长度可以保证化学污泥充分吸附废水中的重金属离子。
进行吸附反应后，将所述废水、混凝剂与化学污泥排入所述混凝池的沉淀区进行沉淀并进行排泥处理，沉淀时间为20-40min。
需要说明的是，进行完步骤S101～S104之后，由于后续阶段，混凝池中会持续有回流的化学污泥参与吸附反应，因此不再进行步骤S101～S102，会重复进行步骤S103～S104，混凝剂的投加量会根据芬顿反应池的出水水质作相应的调整，出水水质越好，混凝剂的投加量会越少。当芬顿反应池的出水水质达标后，可不再往所述混凝池的进水管道中投加混凝剂。
另需要说明的是，所述步骤S103中，当所述芬顿反应池产生的化学污泥全部回流至所述混凝池的反应区中，所述混凝池的反应区中的化学污泥的浓度[Fe]＝K/[Sb]，化学污泥在混凝池的反应区的停留时间T＝K*t1/([Sb]*t2*[芬顿])，其中，t1表示混凝池的反应区中的水力停留时间，t2表示芬顿反应池中的水力停留时间，[Sb]表示出水水质要求的锑浓度，[芬顿]表示芬顿反应池中的芬顿试剂的浓度，K为经验常数，所述经验常数K的范围值为0.5×10-9～2×10-9。
优选地，所述去除废水中重金属的方法使用所述去除废水中重金属的处理系统100，并包括以下步骤：先将经生化处理后的废水与混凝剂在混凝池1的反应区11中进行混凝反应，然后在所述沉淀区12进行沉淀出水，再进入所述芬顿反应池2进行芬顿反应后调节pH至中性产生化学污泥，化学污泥送至所述污泥浓缩池3，进行浓缩处理后回流至所述混凝池1中的反应区11，充分搅拌废水与所述化学污泥进行吸附反应，将经过吸附反应后得到的沉淀出水排入所述芬顿反应池2内，与芬顿试剂进行芬顿反应后，调节pH至中性，沉淀后出水排放，并产生用于下一吸附反应的化学污泥。后续重复吸附反应和芬顿反应过程。
需要说明的是，芬顿反应后产生的化学污泥中含有铁氧化物，是一种很好的重金属吸附剂。所述化学污泥不仅能够吸附待处理污废水中的重金属离子，还能提高混凝体系中悬浮物浓度及化学污泥沉降性，增加生成化学污泥的密实度，强化混凝效果，从而减少了混凝剂的使用量以及提高混凝剂的使用效率，进而降低了废水处理的成本。
化学污泥能够吸附废水中的重金属离子是物理吸附和化学吸附的共同作用。化学污泥由于具备疏松的孔隙，因此可以对废水中的重金属产生物理吸附作用。而化学吸附则主要由化学污泥中的三价铁发挥作用。化学污泥吸附废水中的Sb(Ⅴ)的化学原理是：三价铁在废水中大部分以羟基聚合物的形态存在，废水中的Sb(Ⅴ)与三价铁的羟基聚合物发生反应，从而替代部分铁的羟基聚合物中的铁并与铁的羟基聚合物形成混晶，或者Sb(Ⅴ)被铁的羟基聚合物的表面吸附，后随铁的羟基聚合物被更大的絮体包埋或吸附，从而达到共同沉淀。废水中的其它常见的重金属如铬、砷等与锑在废水中的性质和价态类似，因此，化学污泥吸附铬、砷等重金属的化学原理与吸附锑的化学原理基本相同。
请参阅图2，图2为不同的化学污泥投加量与废水中的Sb(Ⅴ)去除率的关系曲线图。其中化学污泥的投加量以其所包含的Fe剂量计算，废水中的Sb(Ⅴ)浓度为192μg/L。可以看出，随着化学污泥的投加量的升高，Sb(Ⅴ)的去除率越高。当化学污泥投加量(以含Fe剂量计)达到4mmol/L时，Sb(Ⅴ)的去除率达到78.1％，这表明该化学污泥对废水中的重金属离子具有较好的去除效果。
请参阅图3，图3为不同的芬顿试剂投加量所产生的化学污泥在不同回流比条件下对废水进行吸附(以Sb(Ⅴ)为例)的结果评价图。从图4可以看出，芬顿试剂投加量越高所产生的化学污泥对废水中Sb(Ⅴ)的吸附效果越好，污泥回流比越高化学污泥对废水中Sb(Ⅴ)的吸附效果越好。
请参阅图4，图4为化学污泥的投加量(以含Fe剂量计)与芬顿反应后出水中的锑浓度的倒数的关系图。从图4中可以看出，化学污泥的投加量与芬顿反应后出水中的锑浓度的倒数呈现良好的线性关系，说明芬顿反应后出水中的锑浓度与化学污泥的投加量有关，且芬顿反应后出水中的锑浓度与混凝池的反应区中的化学污泥中的铁浓度有相乘结果为经验常数K的关系，该经验常数K的范围值为0.5×10-9～2×10-9。根据经验常数K可以计算混凝池的反应区中的化学污泥的浓度和化学污泥在混凝池的反应区的停留时间。例如，混凝池的反应区水力停留时间t1为1h，芬顿反应池的水力停留时间t2为1h，芬顿反应池中的芬顿试剂的浓度[芬顿]为1mmol/L，进水中锑浓度为微克升级别(一般印染厂排水锑浓度为100ug/L)，出水浓度要达到工业废水排放标准，即出水锑浓度低于50ug/L；出水水质要求出水锑浓度[Sb]为50ug/L，即[Sb]＝0.41umol/L；因此，所述混凝池的反应区中的化学污泥的浓度[Fe]＝K/[Sb]＝1.22～4.88mmol/L，为保证出水水质达标可取化学污泥的投加量[Fe]为5mmol/L；当芬顿-混凝反应所产生污泥全部回流至混凝池反应区，则化学污泥在混凝池的反应区的停留时间T＝K*t1/([Sb]*t2*[芬顿])＝[Fe]*t1/(t2*[芬顿])＝1.22～4.88h，为保证出水水质达标可将化学污泥在混凝池的反应区的停留时间控制在5h左右。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，以上实施方式仅是用于解释权利要求书。然本发明的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种去除废水中重金属的处理系统，其特征在于，包括混凝池、芬顿反应池和污泥浓缩池，所述混凝池、芬顿反应池和污泥浓缩池依次连通形成一循环系统，所述混凝池用于将废水与混凝剂进行混凝反应以及将废水与化学污泥进行吸附反应以去除废水中的重金属离子，所述吸附反应是物理吸附和化学吸附的共同作用，所述芬顿反应池用于将所述混凝池产生的沉淀出水与芬顿试剂进行芬顿反应并产生化学污泥，所述污泥浓缩池用于将所述芬顿反应池产生的化学污泥进行浓缩后回流至所述混凝池以进行吸附反应；
所述混凝池包括反应区和沉淀区，所述反应区、沉淀区、芬顿反应池和污泥浓缩池依次连通，所述污泥浓缩池连接于所述反应区，使所述反应区、沉淀区、芬顿反应池和污泥浓缩池连接形成一循环系统，当所述芬顿反应池产生的化学污泥全部回流至所述混凝池的反应区中，所述混凝池的反应区中的化学污泥的浓度[Fe]＝K/[Sb]，化学污泥在混凝池的反应区的停留时间T＝K*t1/([Sb]*t2*[芬顿])，其中，t1表示混凝池的反应区中的水力停留时间，t2表示芬顿反应池中的水力停留时间，[Sb]表示出水水质要求的锑浓度，[芬顿]表示芬顿反应池中的芬顿试剂的浓度，K为经验常数，所述经验常数K的范围值为0.5×10-9～2×10-9。
2.如权利要求1所述的去除废水中重金属的处理系统，其特征在于，所述反应区用于将所述废水与混凝剂进行混凝反应以及所述废水与化学污泥进行吸附反应，所述沉淀区用于对进行混凝反应和吸附反应后的废水与化学污泥进行沉淀和排泥处理。
3.一种去除废水中重金属的方法，所述重金属包括锑，其特征在于，采用如权利要求1—2中任一项所述的去除废水中重金属的处理系统，所述方法包括如下步骤：
步骤A.将废水与混凝剂在混凝池中进行混凝反应以使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，沉淀后出水；
步骤B.将经过步骤A处理后的废水排入芬顿反应池内，与芬顿试剂进行芬顿反应以对废水中难降解有机物进行氧化降解，调节pH至中性，沉淀以产生化学污泥；
步骤C.将芬顿反应产生的化学污泥回流至所述混凝池，并搅拌废水与所述化学污泥进行吸附反应以使化学污泥吸附废水中的重金属离子，沉淀后出水；
步骤D.将经过步骤C处理后的废水排入所述芬顿反应池内，与芬顿试剂进行芬顿反应后，调节pH至中性，沉淀后出水排放，并产生用于下一吸附反应的化学污泥。
4.如权利要求3所述的去除废水中重金属的方法，其特征在于，化学污泥回流至所述混凝池的回流量为所述芬顿反应池产生的化学污泥的最大量。
5.如权利要求3所述的去除废水中重金属的方法，其特征在于，所述混凝剂选自聚硫酸铁(PFS)、氯化铁以及聚氯化铁中的一种或多种。
6.如权利要求3所述的去除废水中重金属的方法，其特征在于，所述步骤A和所述步骤C之前，还包括废水与混凝剂在所述混凝池的进水管道中进行凝聚反应。
7.如权利要求3所述的去除废水中重金属的方法，其特征在于，所述步骤C中，所述混凝池中的水力停留时间控制在1—3h。
8.如权利要求3所述的去除废水中重金属的方法，其特征在于，将所述化学污泥回流至所述混凝池之前，还包括将所述化学污泥进行浓缩处理。
9.如权利要求3所述的去除废水中重金属的方法，其特征在于，所述步骤C包括：将所述废水与化学污泥置于所述混凝池的反应区进行吸附反应，随后排入所述混凝池的沉淀区进行沉淀并进行排泥处理，沉淀时间为20—40min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810757690.3A CN108726732B (zh) | 2018-07-11 | 2018-07-11 | 去除废水中重金属的处理系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810757690.3A CN108726732B (zh) | 2018-07-11 | 2018-07-11 | 去除废水中重金属的处理系统及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108726732A CN108726732A (zh) | 2018-11-02 |
| CN108726732B true CN108726732B (zh) | 2024-02-09 |
Family
ID=63926042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810757690.3A Active CN108726732B (zh) | 2018-07-11 | 2018-07-11 | 去除废水中重金属的处理系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108726732B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109336298A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-02-15 | 湖南大辰环保科技有限公司 | 铝制品生产废水处理系统及方法 |
| CN112759106B (zh) * | 2019-10-21 | 2023-04-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种含重金属废水的处理方法 |
| CN112299654A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-02-02 | 安徽理工大学 | 一种可移动式黑臭水体治理设备 |
| CN113277689A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-08-20 | 湖州新利商标制带有限公司 | 一种提高商标织物生产废水生物处理效能的装置和方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN206624744U (zh) * | 2017-03-02 | 2017-11-10 | 南昌大学 | 微电解‑芬顿‑egsb‑a/o‑bco‑baf‑混凝处理制药废水系统 |
| CN207062081U (zh) * | 2017-03-13 | 2018-03-02 | 广东博尔睿水处理技术有限公司 | 一种医药废水处理系统 |
| CN107935149A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-04-20 | 清华大学深圳研究生院 | 混凝絮体回流的污废水处理方法及系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5520666A (en) * | 1978-07-31 | 1980-02-14 | Gunze Ltd | Sludge recovery method |
-
2018
- 2018-07-11 CN CN201810757690.3A patent/CN108726732B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN206624744U (zh) * | 2017-03-02 | 2017-11-10 | 南昌大学 | 微电解‑芬顿‑egsb‑a/o‑bco‑baf‑混凝处理制药废水系统 |
| CN207062081U (zh) * | 2017-03-13 | 2018-03-02 | 广东博尔睿水处理技术有限公司 | 一种医药废水处理系统 |
| CN107935149A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-04-20 | 清华大学深圳研究生院 | 混凝絮体回流的污废水处理方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108726732A (zh) | 2018-11-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108726732B (zh) | 去除废水中重金属的处理系统及方法 | |
| Capponi et al. | Modified column flotation of adsorbing iron hydroxide colloidal precipitates | |
| CN105174413A (zh) | 一种铁废弃物回用于芬顿技术的方法及其水处理装置 | |
| JP2007203291A (ja) | 水処理のシステムおよび方法 | |
| CN113754198A (zh) | 一种含重金属综合废水深度处理工艺 | |
| CN107935149B (zh) | 混凝絮体回流的污废水处理方法及系统 | |
| US11753322B2 (en) | Side stream treatment for overflow | |
| CN109311711B (zh) | 在压载工艺中除去重金属 | |
| WO2015164316A1 (en) | Removal of selenocyanate from refinery sour water stripper wastewater | |
| CN105601049B (zh) | 一种pcb综合有机废水处理及回收装置 | |
| CN110451681B (zh) | 一种促进高级氧化效果的废水处理控制方法 | |
| CN103332827A (zh) | Ro反渗透浓水的除盐及有机物降解再资源化工艺 | |
| CN102887582A (zh) | Fe0-Al0/O2体系高级氧化水处理方法 | |
| CN107226554A (zh) | 一种亚铁盐活化过硫酸盐预处理加纳滤分盐处理ro/nf浓水的方法 | |
| CN104211154A (zh) | 一种磁性絮凝剂及其应用方法 | |
| CN111196668A (zh) | 一种含苯系物强酸性化工废水应急处理方法 | |
| CN103253757B (zh) | 利用纳米零价铁深度处理复杂工业废水的方法 | |
| CN109502900A (zh) | 一种铅锌矿选矿废水处理回用工艺及设备 | |
| CN211999335U (zh) | 酸洗磷化生产废水集成处理装置 | |
| CN210559747U (zh) | 一种工业重金属污水处理系统 | |
| CN208700770U (zh) | 去除废水中重金属的处理系统 | |
| CN113371934A (zh) | 污水处理方法 | |
| KR102142882B1 (ko) | 철 전기분해 및 오존을 이용한 하폐수의 질소와 인 및 색도 제거 공정 및 장치 | |
| Dushkin et al. | Thin-Layer Sedimentation Tanks in Water Clarification at Coke Plants | |
| CN112299668B (zh) | 一种高cod铅锌工业选矿废水处理系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |