CN110590007A - 多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，其先将高价金属离子的高盐废液通过碱先调节pH至碱性后使Ca、Mg、Ni、Zn、Mn、Co、Fe、Al金属离子生成难溶盐沉淀析出，将析出的大部分沉淀通过沉淀池去除，将存在于沉淀池上清液中的少部分沉淀进行第一次压滤工序过滤处理去除；将经第一次压滤工序过滤处理去除后得到的废液调节pH至酸性，使废液中的Ni、Fe、Al离子生成难溶盐沉淀，然后依次进行第二次压滤、砂滤、超滤工序过滤处理去除。本发明在不引入杂质的同时，最大限度的回收水资源用于生产用水，不增加企业生产成本的同时，实现高盐废液的零排放。
Description
技术领域
本发明工艺涉及工业废水处理领域，特别是一种多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法。
背景技术
近年来，随着资源危机、环境危机对人们生活的影响，石油及化工类企业产生的大量高盐废水成为影响行业发展的难题，由于该行业高盐废液产水量大，废水中含有钙、镁、锰、铁等不容易去除和回收利用的元素，因此，需寻求符合石油和化工企业生产中产生的大量高盐废液经济有效的处理工艺和方法。
工业生产中高盐废液零排放工艺大多以“预处理→电渗析”或“预处理→反渗透”或者多重形式相结合的方法，无论是那种工艺组合。根据不同的废水水质及成分含量，预处理工艺都显得尤为重要。工业污水预处理是指进入离子交换装置或膜法脱盐装置前的处理过程，包括凝聚、澄清、过滤、消毒等技术。
预处理的主要任务是去除悬浮物、胶体物和有机物；降低生物物质，如浮游生物、藻类和细菌；去除重金属，如铁、锰等；减少除盐设备的负担，去除钙、镁硬度和重碳酸盐。由于钙、镁易沉淀，锰、铁易氧化设备膜，工业污水预处理的一大难题是对钙、镁、锰、铁的处理，这也是预处理的关键所在。
现阶段，预处理的主要形式为：首先格栅除去大的废渣，通过酸或者调节废水pH值，使废水易于形成沉淀，再通过添加PAC、PAM等絮凝剂形成沉淀，沉淀池除去大部分污泥，后续过滤器除去颗粒较小的沉淀。
树脂是一种不可分离的均匀的混床树脂。使用在超纯水抛光处理阶段的不可再生混床里来实现硅、硼、钠、钾、硫酸盐、氯化物、锌、铁和铝离子的较低的ppb水平。
尽管树脂在废水中含多种金属和非金属物质的处理效果表现突出，但仍然存在以下问题：1.在将pH值为7-9的高盐废液经过树脂处理后，树脂层上部明显可见絮状污泥，大量污泥吸附在树脂表面，减少了树脂与溶液的接触面积，降低树脂的性能；2.对于处理含高浓度金属离子的溶液，树脂较易饱和，树脂再生将需耗用大量药剂，增加运行成本；3.树脂易发生铁锰中毒现象，大大降低使用寿命；4.树脂对溶液pH较为敏感。
发明内容
针对上述现有工艺中存在的问题，本发明提供了一种通过“ph一次调节+过滤+ph二次调节+过滤+反渗透”工艺实现磷酸铁高盐废液高价金属离子的预处理，在不引入新的杂质的同时，最大限度的回收水资源用于生产用水，不增加企业生产成本的同时，实现高盐废液的零排放的多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法。
本发明的技术方案如下：
上述的多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，其先将高价金属离子的高盐废液通过碱先调节pH至碱性后使Ca、Mg、Ni、Zn、Mn、Co、Fe、Al金属离子生成难溶盐沉淀析出，将析出的大部分沉淀通过沉淀池去除，将存在于沉淀池上清液中的少部分沉淀进行第一次压滤工序过滤处理去除；将经第一次压滤工序过滤处理去除后得到的废液调节pH至酸性，使废液中的Ni、Fe、Al离子生成难溶盐沉淀，然后依次进行第二次压滤、砂滤、超滤工序过滤处理去除。
所述多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，其中：经所述超滤工序处理后的产水可直接进入超滤产水箱。
所述多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，其中：经所述超滤工序处理后的产水还可进入后续反渗透工序进行深度处理。
所述多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，其中：可将经混凝沉淀处理后得到的污泥通过污泥浓缩脱水一体机脱水，脱水后后得到的污泥外运处置，浓缩后处理后得到的废水通入回收池；可将经第一次压滤工序和第二次压滤工序处理后得到的滤饼外运处置；可将经砂滤工序处理后的废水通入回收池；将回收池回收的废水通入调节池进行循环处理。
所述多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，其中，所述处理方法的具体流程如下：（1）使用氨水通过管道混合器将pH=1的高盐废液调节至pH为7-9，使Ca、Mg、Ni、Zn、Mn、Co、Fe、Al金属离子生成难溶盐沉淀析出；（2）将上述步骤（1）中调节pH后的溶液通入沉淀池沉淀，大部分通过沉淀池去除，将沉淀池上清液进行第一次压滤工序过滤处理，产水进入中水池；（3）将上述步骤（2）中水池内的溶液通过管道输送，并在管道混合器内用硫酸调节pH，调节至pH=5.0后，使废液中的Ni、Fe、Al离子生产难溶盐沉淀，再依次进行第二次压滤、砂滤、超滤工序过滤处理去除。
所述多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，其中：所述步骤（2）中第一次压滤工序是通过板框压滤机进行；所述步骤（3）中第二次压滤工序是另一通过板框压滤机进行。
所述多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，其中：所述步骤（3）中的砂滤工序是通过砂滤器进行处理。
所述多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，其中：所述步骤（3）中的超滤工序是通过超滤装置进行超滤处理。
有益效果：
本发明多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，流程简单，适用于生产用水量大，高盐废液中钙、镁、锰、铁含量较高，废液产生量大的高盐废水零排放处理体系；同时本发明的处理方法在去掉PAC、PAM絮凝剂工艺环节，节省药剂使用成本的同时，后续工艺不引入新的杂质，保障后续反渗透膜的运行稳定安全及生产副产品的纯度。
本发明还具有以下优点：
（1）本发明针对高盐废液零排放处理环节采用的设备不同，调节废液的pH，提高设备的废水处理效果的同时，延长设备的使用期限；
（2）本发明针对石油、化工企业高盐废液产生量大的特点，利用每个环节高盐废液中物质的成分、含量的特点不同，设定出不同的pH值，在不增加硫酸用量的同时，不引入新的絮凝剂，加大企业生产成本的同时，达到高盐废液零排放的目的；
（3）经过本发明工艺处理后的高盐废液达到生产可循环使用水的标准，Ca、Mg、Ni、Zn、Mn、Co、Fe、Al等元素含量极低。
附图说明
图1为本发明多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，具体是先将高价金属离子的高盐废液通过碱先调节pH至碱性后使Ca、Mg、Ni、Zn、Mn、Co、Fe、Al金属离子生成难溶盐沉淀析出，将析出的大部分沉淀通过沉淀池去除，将存在于沉淀池上清液中的少部分沉淀进行第一次压滤工序过滤处理去除；将经第一次压滤工序过滤处理去除后得到的废液调节pH至酸性，使废液中的Ni、Fe、Al离子生成难溶盐沉淀，然后依次进行第二次压滤、砂滤、超滤工序过滤处理去除。
其中，经前述多次调节pH分段除泥预处理后，废液中金属离子去除率可达到99%以上，足以满足后续反渗透等工艺进水要求，还可将超滤工序处理后的产水进入后续反渗透等工序进行深度处理。
同时，可将经混凝沉淀处理后得到的污泥通过污泥浓缩脱水一体机脱水，脱水后后得到的污泥外运处置，浓缩后处理后得到的废水通入回收池；可将经第一次压滤工序和第二次压滤工序处理后得到的滤饼外运处置；可将经砂滤工序处理后的废水通入回收池；将回收池回收的废水通入调节池进行循环处理。
本发明多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子（包括Ca、Mg、Ni、Zn、Mn、Co、Fe、Al）预处理方法，具体包括以下步骤：
（1）使用氨水通过管道混合器将pH=1的高盐废液调节至pH为7-9，使Ca、Mg、Ni、Zn、Mn、Co、Fe、Al金属离子生成难溶盐沉淀析出；
（2）将上述步骤（1）中调节pH后的溶液通入沉淀池沉淀，将析出的大部分沉淀通过沉淀池去除，将存在于沉淀池上清液中的少部分沉淀进行第一次压滤工序过滤处理，产水进入中水池。其中，该步骤（2）中第一次压滤工序是通过板框压滤机进行；该步骤（2）的工艺段产水中Ca、Mg、Ni、Zn、Mn、Co去除率为90%以上，Fe、Al去除率70%以上；
（3）将上述步骤（2）中水池内的溶液通过管道输送，并在管道混合器内用硫酸调节pH，调节至pH=5.0后，使废液中的Ni、Fe、Al离子生产难溶盐沉淀，依次进行第二次压滤、砂滤、超滤工序过滤处理去除。其中，该步骤（3）中的第二次压滤工序是通过另一板框压滤机进行，该步骤（3）中的砂滤工序是通过砂滤器进行处理，超滤工序是通过超滤装置进行超滤处理；该步骤（3）的工艺段产水Ni、Fe、Al去除率达90%以上
其中，经上述步骤（1）-（3）多次调节pH分段除泥预处理后，废液中金属离子综合去除率可达到99%以上，足以满足后续反渗透等工艺进水要求；且经超滤工序处理后的产水可直接进入超滤产水箱，经超滤工序处理后的产水还可进入后续反渗透等工序进行深度处理。
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述：
实施例1
表1
（1.1）某高盐废液含Ca、Mg、Ni、Zn、Mn、Co、Fe、Al浓度见上表1，使用氨水通过管道混合器将pH=1的高盐废液调节至pH为8，使Ca、Mg、Ni、Zn、Mn、Co、Fe、Al金属离子生成难溶盐沉淀析出；
（1.2）将上述步骤（1.1）中调节pH后的溶液通入沉淀池沉淀，将析出的大部分沉淀通过沉淀池去除，将存在于沉淀池上清液中的少部分沉淀进行第一次压滤工序过滤处理，将通过第一次压滤工序过滤处理后的产水进入中水池。其中，该步骤（1.2）中第一次压滤工序是通过板框压滤机进行；该步骤（1.2）的工艺段产水中Ca、Mg、Ni、Zn、Mn、Co去除率为90%以上，Fe、Al去除率70%以上；
（1.3）将上述步骤（1.2）中水池内的溶液通过管道输送，并在管道混合器内用硫酸调节pH，调节至pH=5.0后，使废液中的Ni、Fe、Al离子生产难溶盐沉淀，依次进行第二次压滤、砂滤、超滤工序过滤处理去除，产水进入超滤产水箱。其中，该步骤（1.3）中的第二次压滤工序是通过另一板框压滤机进行，该步骤（1.3）中的砂滤工序实通过砂滤器进行处理，超滤工序是通过超滤装置进行超滤处理；该步骤（1.3）的工艺段产水中Ni、Fe、Al去除率达90%以上。
其中，经上述步骤（1.1）-（1.3）中多次调节pH分段除泥预处理后，废液中金属离子综合去除率可达到95%以上，足以满足后续反渗透等工艺进水要求，还可将超滤工序处理后的产水进入后续反渗透等工序进行深度处理。
实施例2
表2
（2.1）某高盐废液含Ca、Mg、Ni、Zn、Mn、Co、Fe、Al浓度见上表2，使用氨水通过管道混合器将pH=1的高盐废液调节至pH为5，使、Fe、Al金属离子生成难溶盐沉淀析出；
（2.2）将上述步骤（2.1）中调节pH后的溶液通入沉淀池沉淀，将析出的大部分沉淀通过沉淀池去除，将存在于沉淀池上清液中的少部分沉淀进行第一次压滤工序过滤处理，将通过第一次压滤工序过滤处理后的产水进入中水池。该步骤（2.2）中第一次压滤工序是通过板框压滤机进行；该步骤（2.2）的工艺段产水中Fe、Al去除率70%以上；
（2.3）将上述步骤（2.2）中水池内的溶液通过管道输送，并在管道混合器内用氨水调节pH，调节至pH=8后，使废液中的Ca、Mg、Ni、Zn、Mn、Co离子生产难溶盐沉淀，依次进行第二次压滤、砂滤、超滤工序过滤处理去除，产水进入超滤产水箱。其中，该步骤（2.3）中的第二次压滤工序是通过另一板框压滤机进行，该步骤（2.3）中的砂滤工序实通过砂滤器进行处理，超滤工序是通过超滤装置进行超滤处理；该步骤（2.3）的工艺段产水Ca、Mg、Ni、Zn、Mn、Co去除率达90%以上。
本实施例2中经上述步骤（2.1）-（2.3）中多次调节pH分段除泥预处理后，废液中金属离子综合去除率可达到95%以上，足以满足后续反渗透等工艺进水要求，还可将超滤工序处理后的产水进入后续反渗透等工序进行深度处理。
本发明流程简单，适用于生产用水量大，高盐废液中钙、镁、锰、铁含量较高，废液产生量大的高盐废液零排放处理体系；同时本发明的处理方法在去掉PAC、PAM絮凝剂工艺环节，节省药剂使用成本的同时，后续工艺不引入新的杂质，保障后续反渗透膜的运行稳定安全及生产副产品的纯度。
Claims (8)
1.一种多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，其先将高价金属离子的高盐废液通过碱先调节pH至碱性后使Ca、Mg、Ni、Zn、Mn、Co、Fe、Al金属离子生成难溶盐沉淀析出，将析出的大部分沉淀通过沉淀池去除，将存在于沉淀池上清液中的少部分沉淀进行第一次压滤工序过滤处理去除；将经第一次压滤工序过滤处理去除后得到的废液调节pH至酸性，使废液中的Ni、Fe、Al离子生成难溶盐沉淀，然后依次进行第二次压滤、砂滤、超滤工序过滤处理去除。
2.如权利要求1所述的多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，其特征在于：经所述超滤工序处理后的产水可直接进入超滤产水箱。
3.如权利要求1所述的多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，其特征在于：经所述超滤工序处理后的产水还可进入后续反渗透工序进行深度处理。
4.如权利要求1所述的多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，其特征在于：可将经混凝沉淀处理后得到的污泥通过污泥浓缩脱水一体机脱水，脱水后后得到的污泥外运处置，浓缩后处理后得到的废水通入回收池；可将经第一次压滤工序和第二次压滤工序处理后得到的滤饼外运处置；可将经砂滤工序处理后的废水通入回收池；将回收池回收的废水通入调节池进行循环处理。
5.如权利要求1所述的多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，其特征在于，所述处理方法的具体流程如下：
（1）使用氨水通过管道混合器将pH=1的高盐废液调节至pH为7-9，使Ca、Mg、Ni、Zn、Mn、Co、Fe、Al金属离子生成难溶盐沉淀析出；
（2）将上述步骤（1）中调节pH后的溶液通入沉淀池沉淀，大部分通过沉淀池去除，将沉淀池上清液进行第一次压滤工序过滤处理，产水进入中水池；
（3）将上述步骤（2）中水池内的溶液通过管道输送，并在管道混合器内用硫酸调节pH，调节至pH=5.0后，使废液中的Ni、Fe、Al离子生产难溶盐沉淀，再依次进行第二次压滤、砂滤、超滤工序过滤处理去除。
6.如权利要求5所述的多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，其特征在于：所述步骤（2）中第一次压滤工序是通过板框压滤机进行；所述步骤（3）中第二次压滤工序是另一通过板框压滤机进行。
7.如权利要求5所述的多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，其特征在于：所述步骤（3）中的砂滤工序是通过砂滤器进行处理。
8.如权利要求5所述的多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法，其特征在于：所述步骤（3）中的超滤工序是通过超滤装置进行超滤处理。
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