CN110217923A - 一种混合重金属废液的处理方法 - Google Patents

一种混合重金属废液的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混合重金属废液的处理方法，通过物化和固化的步骤进行处理，先调节重金属废液的pH值，使废液处于弱碱性环境下，再在重金属废液中加入硫化钠，最后再加入硫脲，进行充分搅拌均匀，最后产生的沉淀和反应液与废催化剂、水泥混合，搅拌均匀，得混合物料，再进行自然养护固化，最后通过检测重金属含量及毒性分析，确保重金属废液达到安全排放，防止对环境造成污染。本发明重金属废液的处理方法其操作简单，处理质量和效率较高，重金属的含量都达到了相应排放的标准，可进行大规模的处理生产，并且可以很好的避免沉淀污泥的二次污染，解决了沉淀污泥的难处理问题。

Description

一种混合重金属废液的处理方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理的技术领域，尤其涉及一种混合重金属废液的处理方法。
背景技术
工业废水按所含主要污染物分为无机废水、有机废水和重金属废水等，其中重金属废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。重金属废水主要来源于焚烧线的料坑废液，包括部分危废单位产生的实验室废液等重金属废水，重金属是自然界固有物质，它只能通过转化形态实现位置的转移，但不能消失，当废水中的重金属进入水体或土壤会发生生物富集现象，重金属进入水体后，在食物链上具有放大作用，可在人体的某些器官上积蓄起来造成慢性中毒，危害人体健康。重金属对健康的影响是对神经系统的长期损害，水体重金属污染已经成为我国乃至世界上严重的环境问题之一，对重金属废水的治理日益受到人们的研究工作者的重视。
目前重金属废液主要以传统化学法、物理法和生物处理法。这三种方法中都存在一定都局限性。
一、传统化学处理方法中主要包括沉淀法和电解法，沉淀法虽然重金属的去除率很好，可是在处理完后，沉淀法的出水往往不能达标，且产生的沉淀物处理不好还容易造成二次污染，电解法则不能很好的降低重金属含量且不适用于处理较低浓度的含重金属离子废水。在化学处理法中，萃取法操作步骤复杂，在多次萃取、反萃过程中溶剂的流失，使此法能耗高；吸附法主要利用吸附剂对重金属离子的交换作用，实现重金属离子的吸附分离，吸附法的关键是对重金属具有高选择性和高吸附容量的吸附材料，这样才能确保高浓缩比。
二、物理法其主要缺点是操作费用高，操作难度大，应用受到很大的限制。
三、生物处理法则是受环境因素影响，技术不够纯熟。膜分离法在作业过程中，产生至少进水体积30％的浓水，需要进一步处理，另外膜材料极易受到污染，需频繁进行清洗，增加运行费用。
所以，本发明则是在传统的化学处理方法上加以改进，在化学沉淀法处理的后续工艺中增加了废水和污泥的处理步骤，本发明提出的处理方法其操作简单，处理质量高，可进行大规模的处理生产，使处理后的出水水质达到排放达标，并且可以很好的避免沉淀污泥的二次污染，解决了沉淀污泥的难处理问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种混合重金属废液的处理方法，解决了处理后的出水水质排放不达标、处理后的沉淀难处理容易造成二次污染的问题。
本发明采用的技术手段如下：一种混合重金属废液的处理方法，通过物化和固化的步骤进行处理：
物化处理：
(1)调节重金属废液的pH值为8～10；
(2)在重金属废液中加入硫化钠，加入比例为1m3重金属废液加入25～30kg的硫化钠；
(3)再加入硫脲，充分搅拌，产生沉淀和反应液进行固化处理；固化处理：
(4)将物化后产生的沉淀和反应液与废催化剂、水泥混合，搅拌均匀，得混合物料；
(5)将混合物料倒在水泥台面上，在固化室内自然养护干燥，得固化块；
(6)取固化块制取浸出液做浸出毒性分析和重金属含量检测。
进一步的，所述步骤(1)中，所述pH值调节剂为NaOH溶液和Ca(OH)2溶液，所述NaOH溶液和Ca(OH)2溶液的体积比为2～2.5：1。
进一步的，所述步骤(3)中，所述硫脲的加入比例为1m3重金属废液加入4～8kg。
进一步的，所述步骤(3)中，加入硫脲，充分搅拌后，置于高能紫外线下照射，产生沉淀和反应液进行固化处理。
进一步的，所述高能紫外线的波长为180～200nm，照射时间为10～20min。
进一步的，所述步骤(4)中，所述废催化剂为粉末状催化剂。
进一步的，所述步骤(4)中，所述沉淀、反应液、废催化剂、水泥的混合比例为：5～10：2～5：3～6：1～3。
进一步的，所述步骤(5)中，水泥台面大小为：长为10～15cm、宽为8～12cm、高为5～8cm。
进一步的，所述步骤(5)中，养护温度为22～25℃、养护湿度为80～90％、干燥时间为22～26h。
进一步的，所述步骤(6)中，所述浸出液的制取步骤为：将固化块加水置于容器内，并固定在振荡器上震荡，震荡频率为130～150r/min，在25～28℃下，震荡3～5h，静置12～18h，分离固液相，得浸出液。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
物化处理中加入硫化钠作为反应沉淀剂，与重金属离子反应生成硫化物沉淀，其硫化物沉淀溶解度低。而加入的硫脲不仅与重金属离子反应生成沉淀，还能够稳定水溶液中的硫化物，防止二次污染。
固化处理可将物化处理中产生的沉淀和反应液进行固化，把含有有害重金属废液微粒分别包覆而逐渐硬化，可以将重金属废液进行无害化、稳定化的处理，减少了重金属对环境的危害，减少废弃物的排放。
经过物化和固化处理，经药剂、水泥固化剂处理后的重金属废液，其特性比较稳定，很难在液体当中浸润出来，进一步减少了重金属离子的迁移率，避免对地下水质的危害，从而达到了降低废液中重金属离子等废弃物成分浸出的目的。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种混合重金属废液的处理方法，通过物化和固化的步骤进行处理：
物化处理：
(1)调节重金属废液的pH值为8，所述pH值调节剂为NaOH溶液和Ca(OH)2溶液，所述NaOH溶液和Ca(OH)2溶液的体积比为2：1。
(2)在重金属废液中加入硫化钠，加入比例为1m3重金属废液加入25kg的硫化钠。
(3)再加入硫脲，充分搅拌，置于高能紫外线下照射10min，高能紫外线的波长为182nm，产生沉淀和反应液进行固化处理，所述硫脲的加入比例为1m3重金属废液加入4kg。
固化处理：
(4)将物化后产生的沉淀和反应液与废催化剂、水泥混合，搅拌均匀，得混合物料，所述废催化剂为粉末状催化剂，可为硫酸亚铁，该类催化剂才能与沉淀、反应液、水泥等反应更加充分完全，小颗粒状的催化剂存在反应不完全等现象，所述沉淀、反应液、废催化剂、水泥的混合比例为：5：2：3：1。
(5)将混合物料倒在水泥台面上，在固化室内自然养护干燥，得固化块，水泥台面大小为：长为10cm、宽为8cm、高为5cm，养护温度为22℃、养护湿度为80％、干燥时间为22h。
(6)取固化块制取浸出液做浸出毒性分析和重金属含量检测，所述浸出液的制取步骤为：将固化块加水置于容器内，并固定在振荡器上震荡，震荡频率为130r/min，在25℃下，震荡3h，静置12h，分离固液相，得浸出液。
实施例2
一种混合重金属废液的处理方法，通过物化和固化的步骤进行处理：
物化处理：
(1)调节重金属废液的pH值为10，所述pH值调节剂为NaOH溶液和Ca(OH)2溶液，所述NaOH溶液和Ca(OH)2溶液的体积比为2.5：1。
(2)在重金属废液中加入硫化钠，加入比例为1m3重金属废液加入30kg的硫化钠。
(3)再加入硫脲，充分搅拌，置于高能紫外线下照射20min，高能紫外线的波长为200nm，产生沉淀和反应液进行固化处理，所述硫脲的加入比例为1m3重金属废液加入8kg。
固化处理：
(4)将物化后产生的沉淀和反应液与废催化剂、水泥混合，搅拌均匀，得混合物料，所述废催化剂为粉末状催化剂，可为硫酸亚铁，该类催化剂才能与沉淀、反应液、水泥等反应更加充分完全，小颗粒状的催化剂存在反应不完全等现象，所述沉淀、反应液、废催化剂、水泥的混合比例为：10：5：6：3。
(5)将混合物料倒在水泥台面上，在固化室内自然养护干燥，得固化块，水泥台面大小为：长为15cm、宽为12cm、高为8cm，养护温度为25℃、养护湿度为90％、干燥时间为26h。
(6)取固化块制取浸出液做浸出毒性分析和重金属含量检测，所述浸出液的制取步骤为：将固化块加水置于容器内，并固定在振荡器上震荡，震荡频率为150r/min，在28℃下，震荡5h，静置18h，分离固液相，得浸出液。
实施例3
一种混合重金属废液的处理方法，通过物化和固化的步骤进行处理：
物化处理：
(1)调节重金属废液的pH值为9，所述pH值调节剂为NaOH溶液和Ca(OH)2溶液，所述NaOH溶液和Ca(OH)2溶液的体积比为2.2：1。
(2)在重金属废液中加入硫化钠，加入比例为1m3重金属废液加入28kg的硫化钠。
(3)再加入硫脲，充分搅拌，置于高能紫外线下照射15min，高能紫外线的波长为190nm，产生沉淀和反应液进行固化处理，所述硫脲的加入比例为1m3重金属废液加入6kg。
固化处理：
(4)将物化后产生的沉淀和反应液与废催化剂、水泥混合，搅拌均匀，得混合物料，所述废催化剂为粉末状催化剂，可为硫酸亚铁，该类催化剂才能与沉淀、反应液、水泥等反应更加充分完全，小颗粒状的催化剂存在反应不完全等现象，所述沉淀、反应液、废催化剂、水泥的混合比例为：8：3：5：2。
(5)将混合物料倒在水泥台面上，在固化室内自然养护干燥，得固化块，水泥台面大小为：长为12cm、宽为10cm、高为6cm，养护温度为23℃、养护湿度为85％、干燥时间为24h。
(6)取固化块制取浸出液做浸出毒性分析和重金属含量检测，所述浸出液的制取步骤为：将固化块加水置于容器内，并固定在振荡器上震荡，震荡频率为140r/min，在26℃下，震荡4h，静置16h，分离固液相，得浸出液。
为了验证本发明的有益效果，进一步进行以下验证试验：
对比例1
该对比例与实施例3的区别在于：步骤(1)的pH值调节剂为NaOH溶液。
对比例2
该对比例与实施例3的区别在于：步骤(2)在重金属废液中加入硫化钠，加入比例为1m3重金属废液加入20kg的硫化钠。
对比例3
该对比例与实施例3的区别在于：步骤(3)未加入硫脲，置于高能紫外线下照射25min，产生沉淀和反应液进行固化处理；
对比例4
该对比例与实施例3的区别在于：步骤(4)加入减水剂等助剂，所述沉淀、反应液、废催化剂、水泥、减水剂的混合比例为：8：6：5：5：3。
对比例5
该对比例与实施例3的区别在于：步骤(5)的养护温度为20℃、养护湿度为85％、干燥时间为28h。
一、将实施例1～3和对比例1～5进行物化处理试验：其中试验方法为：pH值测试方法为《玻璃电极法GB/T6920-86》、砷测试方法为砷检测试纸，汞测试方法为汞检测试纸，其余测试项目均采用《火焰原子吸收光度法GB/T7475-87》，物化试验结果如下表1所示。
表1：
由上表可知，本发明采用的物化处理方式相对于对比例的处理方式，其试验效果好，本发明物化处理能使大部分的重金属沉淀下来，沉淀物稳定性较高，不仅其去除效率高，而且解决了硫化氢气体等二次污染的问题。
二、砷测试方法为砷检测试纸，汞测试方法为汞检测试纸，其余测试项目均采用《火焰原子吸收光度法GB/T7475-87》，浸出液的固化试验结果如下表2所示。
表2：
与对比例1比较，本发明采用氢氧化钠和氢氧化钙混合去除重金属废液，氢氧化钠的处理速度快，能产生大量絮稠而难以沉淀的污泥，此时与氢氧化钙同处理，增加了絮团比重，加速絮状体的下沉，且能快速脱除水分，二者协同使用，其效果更佳。
与对比例2比较，本发明针对产生的混合重金属废液情况，加入一定量的硫化钠，目的是为了提高硫化钠的使用效率及防止环境污染。硫化钠的加入量多于30kg时，会使废液粘稠、形成恶臭污染，不仅对水质造成了污染还使得周围的环境也污染。硫化钠的加入量少于25kg时，会造成重金属废液处理不干净，导致排放值不达标，达不到去除重金属的效果。
与对比例3比较，本发明加入的硫脲不仅与重金属离子反应生成沉淀，还能够稳定水溶液中的硫化物，防止二次污染。在高能紫外线照射下，不仅能达到脱臭及杀灭细菌的目的，污染物能氧化成无毒无害的物质，无硫化氢等二次污染，而且能加速硫脲的处理效果。
与对比例4比较，本发明未加入任何的减水剂等助剂，不易造成固化块性能强度低，稳定性较好。且沉淀、反应液、废催化剂、水泥按照一定的混合比例混合，增加了固化块的稳定性，固化重金属的效果好。
与对比例5比较，本发明的氧护条件使得固化块的结构致密，抗剪强度大，对重金属等有毒物质更好的包裹，防止排放不达标等二次污染。
综上，本发明的一种混合重金属废液的处理方法，通过物化和固化的步骤进行处理，先调节重金属废液的pH值，使废液处于弱碱性环境下，在重金属废液中加入硫化钠，最后加入硫脲，产生沉淀和反应液与废催化剂、水泥混合，搅拌均匀，得混合物料，再进行养护固化，最后检测重金属含量及毒性分析。本发明处理方法其操作简单，处理质量高，重金属的含量都达到了相应排放的标准，可进行大规模的处理生产，并且可以很好的避免沉淀污泥的二次污染，解决了沉淀污泥的难处理问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种混合重金属废液的处理方法，其特征在于，通过物化和固化的步骤进行处理：
物化处理：
(1)调节重金属废液的pH值为8～10；
(2)在重金属废液中加入硫化钠，加入比例为1m3重金属废液加入25～30kg的硫化钠；
(3)再加入硫脲，充分搅拌，产生沉淀和反应液进行固化处理；
固化处理：
(4)将物化后产生的沉淀和反应液与废催化剂、水泥混合，搅拌均匀，得混合物料；
(5)将混合物料倒在水泥台面上，在固化室内自然养护干燥，得固化块；
(6)取固化块制取浸出液做浸出毒性分析和重金属含量检测。
2.根据权利要求1所述的一种混合重金属废液的处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述pH值调节剂为NaOH溶液和Ca(OH)2溶液，所述NaOH溶液和Ca(OH)2溶液的体积比为2～2.5：1。
3.根据权利要求1所述的一种混合重金属废液的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述硫脲的加入比例为1m3重金属废液加入4～8kg。
4.根据权利要求1所述的一种混合重金属废液的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，加入硫脲，充分搅拌后，置于高能紫外线下照射，产生沉淀和反应液进行固化处理。
5.根据权利要求4所述的一种混合重金属废液的处理方法，其特征在于，所述高能紫外线的波长为180～200nm，照射时间为10～20min。
6.根据权利要求1所述的一种混合重金属废液的处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述废催化剂为粉末状催化剂。
7.根据权利要求1所述的一种混合重金属废液的处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述沉淀、反应液、废催化剂、水泥的混合比例为：5～10：2～5：3～6：1～3。
8.根据权利要求1所述的一种混合重金属废液的处理方法，其特征在于，所述步骤(5)中，水泥台面大小为：长为10～15cm、宽为8～12cm、高为5～8cm。
9.根据权利要求1所述的一种混合重金属废液的处理方法，其特征在于，所述步骤(5)中，养护温度为22～25℃、养护湿度为80～90％、干燥时间为22～26h。
10.根据权利要求1所述的一种混合重金属废液的处理方法，其特征在于，所述步骤(6)中，所述浸出液的制取步骤为：将固化块加水置于容器内，并固定在振荡器上震荡，震荡频率为130～150r/min，在25～28℃下，震荡3～5h，静置12～18h，分离固液相，得浸出液。
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