CN109292884A - 一种有色金属萃取余液的膜前预处理方法 - Google Patents

一种有色金属萃取余液的膜前预处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种有色金属萃取余液的膜前预处理方法，属于工业废水处理技术领域。该方法的操作步骤包括：第一步：对废水进行除油及调节pH；第二步：采用超细粉末活性炭进行静态吸附，吸附饱和后进行固液分离；第三步：采用颗粒活性炭对超细粉末活性炭吸附出水进行动态吸附；第四步：颗粒活性炭吸附出水采用醋酸纤维丝对废水进行深度处理，吸附出水进行膜的深度处理。本发明基于活性炭粒径差异对特定分子量有机物的选择性吸附，以及醋酸纤维聚合物的选择性过滤分离特性，实现目标污染物的选择性吸附分离，不仅避免目标污染物对后续膜处理中的膜污染，而且不引入新的化学物质及改变萃余液的理化性质，为萃余液的膜处理及回用提供了技术保障。

Description

一种有色金属萃取余液的膜前预处理方法
技术领域
本发明涉及一种有色金属萃取余液的膜前预处理方法，属于工业废水处理技术领域。
背景技术
在有色金属回收行业，广泛采用萃取的方法对液相中有价金属进行资源化回收。萃取废水经反萃后的萃余废水中残留多种有机物，如煤油、残留萃取剂及少量的萃取组分等，由于国家对有色金属回收行业要求废水零排放，企业广泛采用超滤、纳滤、反渗透等工艺对萃余废水进行深度处理回用，但萃余废水中的残留有机物对后续的膜深度处理造成严重的膜污染与孔阻塞，加速膜的性能下降与更换损耗，增加了企业运营成本；同时也对膜处理出水的品质造成不利影响，导致水处理系统中微量污染物的累积，影响生产系统的稳定运行。
目前，关于有色金属回收行业中萃余废水的处理，因其废水中残存有机物种类复杂、理化性质迥异，在后续的膜处理中在膜表面形成油膜造成孔阻塞或膜溶解，造成膜组件的损坏。传统萃余废水的处理有化学氧化、电化学催化等方法，（1）电化学氧化方法，主要存在化学药剂投加量较大导致出水中盐度较高，导致后续膜处理的结垢；处理出水氧化性较强，造成膜材料的功能层及承托层的氧化腐蚀破坏；（2）电催化氧化方法，主要存在催化电极材料对残留微量有机污染物的催化氧化选择性不高，电极腐蚀严重，能耗较大，更换成本较高等问题，电极材料的选择受废水类型及成分波动的影响较大等问题。因此，传统氧化方法对萃余废水中多类型、理化性质迥异的微量有机物处理效果不佳，亟需寻找一种适用广、成本低的有色萃余废水膜前预处理的新方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术去除有色金属萃余废水中微量有机物效果不佳的不足，提出一种高效去除萃余废水中残存的微量有机物等物质的方法，且不引入新的化学物质，为后续膜深度处理及出水回用提供技术保障。
为解决上述技术问题，本发明提供一种有色金属萃取余液的膜前预处理方法，具体步骤如下：
（1）对萃余废水进行预处理，调节pH，并去除悬浮油类；
（2）向经预处理后的萃取废水中投入超细粉末活性炭，搅拌使超细粉末活性炭与萃取废水充分接触，通过超细粉末活性炭进行静态吸附，吸附饱和后进行固液分离；即利用超细粉末活性炭选择性吸附萃取废水中大分子有机污染物，然后进行固液分离；
（3）采用颗粒活性炭对超细粉末活性炭吸附出水进行动态吸附，即将经步骤（2）的吸附出水引入颗粒活性炭吸附柱，用颗粒活性炭进行动态吸附；
（4）颗粒活性炭吸附出水采用醋酸纤维丝对废水进行深度处理，吸附出水进行膜的深度处理。
所述步骤（1）中，pH值调整在0.5~7。
所述步骤（2）中，进行静态吸附的超细粉末活性炭的粒径为0.001~25μm。
所述步骤（2）中，采用超细粉末活性炭进行吸附的时间为1~60min，吸附温度在5~50℃，使超细粉末活性炭充分吸附萃取废水中的大分子有机污染物。
所述步骤（2）中，搅拌使超细粉末活性炭与萃取废水充分接触可通过空气搅拌和机械搅拌进行，空气搅拌为每立方萃余废水通入空气0.1~1m3/min，机械搅拌速度为2~10转/min。
所述步骤（2）中，进行静态吸附的超细粉末活性炭为木质活性炭，优选为椰壳活性炭及核桃壳活性炭。
所述步骤（3）中，进行动态吸附的颗粒活性炭的粒径为50~2000μm。
所述步骤（3）中，采用颗粒活性炭进行动态吸附时，吸附过塔滤速为0.5~5床体积/小时，吸附温度在5~50℃。
所述步骤（3）中，用于进行动态吸附的颗粒活性炭优选为木质活性炭。
所述步骤（4）中，采用聚合物醋酸纤维素对废水进行过滤吸附处理时，接触时间为0.1~2小时，吸附温度在5~50℃，聚合物醋酸纤维素优选为二醋酸纤维素为基质。
上述步骤中，各工艺参数可结合具体的处理对象，根据实际需要在给定范围内确定。
本发明利用超细粉末活性炭对萃余废水中大分子有机物进行选择性吸附分离，后采用颗粒活性炭对萃余废水中小分子有机物进行选择性吸附分离，随后再利用聚合醋酸纤维素的亲和吸附对萃余废水中的特征污染物进行选择性吸附分离，通过吸附处理，杜绝了传统处理中的大量化学品投加所造成的水质复杂及二次污染等问题，避免了外投化学物质对后续膜处理造成膜污染问题。
本发明的有益效果是：（1）超细粉末活性炭可对萃余废水中大分子有机物进行选择性吸附分离，有效降低了吸附剂的用量；（2）颗粒活性炭可对萃余废水中小分子有机物进行选择性吸附分离，有效提高了出水水质；（3）聚合醋酸纤维素的亲和吸附可对萃余废水中的特征污染物进行选择性吸附分离，对膜污染特征污染物进行了有效分离；（4）整个工艺无化学品投加，不引入新的化学污染物，不增加废水的盐度，避免膜污染与膜阻塞，为后续膜深度处理提供了技术保障。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，实施例中未注明的技术或产品，均为现有技术或可以通过购买获得的常规产品。
实施例1：如图1所示，本有色金属萃取余液的膜前预处理方法的具体步骤如下：
（1）对萃余废水进行预处理，经过滤等分离去除其中残存的悬浮油类，并调节pH值为1.5；
（2）向经预处理后的萃取废水中投入粒径为0.05μm的椰壳超细粉末活性炭，搅拌使超细粉末活性炭与萃取废水充分接触，通过超细粉末活性炭进行静态吸附，利用超细粉末活性炭选择性吸附萃取废水中大分子有机污染物，吸附饱和后进行固液分离；静态吸附反应条件为废水温度为5℃，吸附接触反应时间为1min，利用搅拌机进行机械搅拌，搅拌速度为5转/min；
（3）将经步骤（2）处理的静态吸附出水引入颗粒活性炭吸附柱，采用颗粒活性炭对其进行动态吸附；颗粒活性炭吸附柱内充填粒径为250μm的椰壳木质颗粒活性炭，动态吸附温度为5℃，过塔滤速为0.5床体积/小时；
（4）将吸附柱动态吸附出水引入聚合物醋酸纤维丝过滤吸附系统，采用醋酸纤维丝对废水进行深度处理，水固接触时间为0.1小时，吸附温度在5℃，处理出水COD降至130mg/L以下后，引入后续膜深度处理系统。
实施例2：如图1所示，本有色金属萃取余液的膜前预处理方法的具体步骤如下：
（1）对萃余废水进行预处理，经过滤等分离去除其中残存的悬浮油类，并调节pH值为7；
（2）向经预处理后的萃取废水中投入粒径为0.5μm的椰壳超细粉末活性炭，搅拌使超细粉末活性炭与萃取废水充分接触，通过超细粉末活性炭进行静态吸附，利用超细粉末活性炭选择性吸附萃取废水中大分子有机污染物，吸附饱和后进行固液分离；静态吸附反应条件为废水温度为25℃，吸附接触反应时间为10min，利用空压机通入空气进行搅拌，每立方萃余废水通入空气0.6m3/min；
（3）将经步骤（2）处理的静态吸附出水引入颗粒活性炭吸附柱，采用颗粒活性炭对其进行动态吸附；颗粒活性炭吸附柱内充填粒径为2000μm的椰壳木质颗粒活性炭，动态吸附温度为25℃，过塔滤速为2床体积/小时；
（4）将吸附柱动态吸附出水引入聚合物醋酸纤维丝过滤吸附系统，采用醋酸纤维丝对废水进行深度处理，水固接触时间为0.5小时，吸附温度在25℃，处理出水COD降至120mg/L以下后，引入后续膜深度处理系统。
实施例3：如图1所示，本有色金属萃取余液的膜前预处理方法的具体步骤如下：
（1）对萃余废水进行预处理，经过滤等分离去除其中残存的悬浮油类，并调节pH值为3；
（2）向经预处理后的萃取废水中投入粒径为3μm的椰壳超细粉末活性炭，搅拌使超细粉末活性炭与萃取废水充分接触，通过超细粉末活性炭进行静态吸附，利用超细粉末活性炭选择性吸附萃取废水中大分子有机污染物，吸附饱和后进行固液分离；静态吸附反应条件为废水温度为20℃，吸附接触反应时间为10min，利用空压机通入空气进行搅拌，每立方萃余废水通入空气1m3/min；
（3）将经步骤（2）处理的静态吸附出水引入颗粒活性炭吸附柱，采用颗粒活性炭对其进行动态吸附；颗粒活性炭吸附柱内充填粒径为1000μm的椰壳木质颗粒活性炭，动态吸附温度为20℃，过塔滤速为4床体积/小时；
（4）将吸附柱动态吸附出水引入聚合物醋酸纤维丝过滤吸附系统，采用醋酸纤维丝对废水进行深度处理，水固接触时间为1小时，吸附温度在20℃，处理出水COD降至100mg/L以下后，引入后续膜深度处理系统。
实施例4：如图1所示，本有色金属萃取余液的膜前预处理方法的具体步骤如下：
（1）对萃余废水进行预处理，经过滤等分离去除其中残存的悬浮油类，并调节pH值为0.5；
（2）向经预处理后的萃取废水中投入粒径为25μm的核桃壳超细粉末活性炭，搅拌使超细粉末活性炭与萃取废水充分接触，通过超细粉末活性炭进行静态吸附，利用超细粉末活性炭选择性吸附萃取废水中大分子有机污染物，吸附饱和后进行固液分离；静态吸附反应条件为废水温度为50℃，吸附接触反应时间为5min，利用搅拌机进行机械搅拌，搅拌速度为10转/min；
（3）将经步骤（2）处理的静态吸附出水引入颗粒活性炭吸附柱，采用颗粒活性炭对其进行动态吸附；颗粒活性炭吸附柱内充填粒径为50μm的核桃壳木质颗粒活性炭，动态吸附温度为50℃，过塔滤速为5床体积/小时；
（4）将吸附柱动态吸附出水引入聚合物醋酸纤维丝过滤吸附系统，采用醋酸纤维丝对废水进行深度处理，水固接触时间为1.5小时，吸附温度在50℃，处理出水COD降至150mg/L以下后，引入后续膜深度处理系统。
实施例5：如图1所示，本有色金属萃取余液的膜前预处理方法的具体步骤如下：
（1）对萃余废水进行预处理，经过滤等分离去除其中残存的悬浮油类，并调节pH值为5；
（2）向经预处理后的萃取废水中投入粒径为0.001μm的椰壳超细粉末活性炭，搅拌使超细粉末活性炭与萃取废水充分接触，通过超细粉末活性炭进行静态吸附，利用超细粉末活性炭选择性吸附萃取废水中大分子有机污染物，吸附饱和后进行固液分离；静态吸附反应条件为废水温度为10℃，吸附接触反应时间为60min，利用搅拌机进行机械搅拌，搅拌速度为2转/min；
（3）将经步骤（2）处理的静态吸附出水引入颗粒活性炭吸附柱，采用颗粒活性炭对其进行动态吸附；颗粒活性炭吸附柱内充填粒径为500μm的椰壳木质颗粒活性炭，动态吸附温度为10℃，过塔滤速为1床体积/小时；
（4）将吸附柱动态吸附出水引入聚合物醋酸纤维丝过滤吸附系统，采用醋酸纤维丝对废水进行深度处理，水固接触时间为1小时，吸附温度在15℃，处理出水COD降至130mg/L以下后，引入后续膜深度处理系统。
实施例6：如图1所示，本有色金属萃取余液的膜前预处理方法的具体步骤如下：
（1）对萃余废水进行预处理，经过滤等分离去除其中残存的悬浮油类，并调节pH值为5；
（2）向经预处理后的萃取废水中投入粒径为10μm的椰壳超细粉末活性炭，搅拌使超细粉末活性炭与萃取废水充分接触，通过超细粉末活性炭进行静态吸附，利用超细粉末活性炭选择性吸附萃取废水中大分子有机污染物，吸附饱和后进行固液分离；静态吸附反应条件为废水温度为15℃，吸附接触反应时间为30min，利用空压机通入空气进行搅拌，每立方萃余废水通入空气0.1m3/min；
（3）将经步骤（2）处理的静态吸附出水引入颗粒活性炭吸附柱，采用颗粒活性炭对其进行动态吸附；颗粒活性炭吸附柱内充填粒径为1500μm的椰壳木质颗粒活性炭，动态吸附温度为30℃，过塔滤速为1.5床体积/小时；
（4）将吸附柱动态吸附出水引入聚合物醋酸纤维丝过滤吸附系统，采用醋酸纤维丝对废水进行深度处理，水固接触时间为1.5小时，吸附温度在15℃，处理出水COD降至110mg/L以下后，引入后续膜深度处理系统。
上面对本发明的技术内容作了说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下对本发明的技术内容做出各种变化，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有色金属萃取余液的膜前预处理方法，其特征在于：具体步骤如下：
（1）对萃余废水进行预处理，调节pH，并去除悬浮油类；
（2）向经预处理后的萃取废水中投入超细粉末活性炭，搅拌使超细粉末活性炭与萃取废水充分接触，通过超细粉末活性炭进行静态吸附，吸附饱和后进行固液分离；
（3）采用颗粒活性炭对超细粉末活性炭吸附出水进行动态吸附；
（4）颗粒活性炭吸附出水采用醋酸纤维丝对废水进行深度处理，吸附出水进行膜的深度处理。
2.根据权利要求1所述的有色金属萃取余液的膜前预处理方法，其特征在于：所述步骤（1）中，pH调整在0.5~7。
3.根据权利要求1所述的有色金属萃取余液的膜前预处理方法，其特征在于：所述步骤（2）中，进行静态吸附的超细粉末活性炭的粒径为0.001~25μm。
4.根据权利要求1所述的有色金属萃取余液的膜前预处理方法，其特征在于：所述步骤（2）中，采用超细粉末活性炭进行吸附的时间为1~60min，吸附温度在5~50℃。
5.根据权利要求1所述的有色金属萃取余液的膜前预处理方法，其特征在于：所述步骤（2）中，搅拌使超细粉末活性炭与萃取废水充分接触通过空气搅拌和机械搅拌进行，空气搅拌为每立方萃余废水通入空气0.1~1m3/min，机械搅拌速度为2~10转/min。
6.根据权利要求1所述的有色金属萃取余液的膜前预处理方法，其特征在于：所述步骤（2）中，进行静态吸附的超细粉末活性炭为木质活性炭，优选为椰壳活性炭及核桃壳活性炭。
7.根据权利要求1所述的有色金属萃取余液的膜前预处理方法，其特征在于：所述步骤（3）中，进行动态吸附的颗粒活性炭的粒径为50~2000μm。
8.根据权利要求1所述的有色金属萃取余液的膜前预处理方法，其特征在于：所述步骤（3）中，采用颗粒活性炭进行动态吸附时，吸附过塔滤速为0.5~5床体积/小时，吸附温度在5~50℃。
9.根据权利要求1所述的有色金属萃取余液的膜前预处理方法，其特征在于：所述步骤（3）中，用于进行动态吸附的颗粒活性炭优选为木质活性炭。
10.根据权利要求1所述的有色金属萃取余液的膜前预处理方法，其特征在于：所述步骤（4）中，采用聚合物醋酸纤维素对废水进行过滤吸附处理时，接触时间为0.1~2小时，吸附温度在5~50℃，聚合物醋酸纤维素优选为二醋酸纤维素为基质。
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