CN111453880A - 一种联合沉淀法去除多种类重金属废液的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种联合沉淀法去除多种类重金属废液的方法，采用消石灰、酸液、硫酸亚铁、双氧水和硫酸铝药剂处理废液中的铜、锌、镍、镉、铬多种类重金属，包括以下步骤：步骤1)粗沉淀；步骤2)粗过滤；步骤3)加铁盐：步骤2)滤液中加入酸液调节pH至2.0，然后加入硫酸亚铁；步骤4)氧化反应；步骤5)碱化；步骤6)：步骤5)废液进入板框压滤机进行压滤，压滤污泥到稳定化车间进行稳定化处置，压滤清液转至污水处理设施进行脱盐和生化处置。使重金属废液经此方法处理后的废水中总镍、总锌、总铜、总铬、六价铬、总铅和总镉等重金属达到污水综合排放标准(GB8978‑1996)。

Description

一种联合沉淀法去除多种类重金属废液的方法

技术领域

本发明属于危险废物处理技术领域，具体涉及一种联合沉淀法去除多种类重金属废液的方法，更具体的是一种联合沉淀法处理重金属(铜、锌、镍、镉、铬)废液的方法。

背景技术

重金属废液是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中产生的含重金属废液，是造成环境污染和人类危害的工业废物之一。废液中的重金属是各种常用方法不能分解破坏的，而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理和化学形态，处理方法通常采用化学法、物理处理法和生物处理法三大类，但是含多种重金属的废液在处置后存在一种或多种重金属去除不尽的情况，需要二次去除，同时，处置后废液中硬度很高，需加入辅助药剂去除硬度，这就导致处置成本较高，处置程序复杂，处置周期长。为解决这类问题，亟需研究一种联合沉淀法可以一次性去除废液中多种重金属，处置后废液达到生化处理标准。

发明内容

本发明的目的在于提供一种联合沉淀法去除多种类重金属废液的方法，解决了背景技术中的工艺问题，使重金属废液经此方法处理后的废水中总镍、总锌、总铜、总铬、六价铬、总铅和总镉等重金属达到污水综合排放标准(GB8978-1996)。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种联合沉淀法去除多种类重金属废液的方法，采用消石灰、酸液、硫酸亚铁、双氧水和硫酸铝药剂处理废液中的铜、锌、镍、镉、铬等多种类重金属，包括以下步骤：

步骤1)粗沉淀：向重金属废液中加入消石灰调节pH至7.0，废液中有大量沉淀物产生，搅拌反应2h；

步骤2)粗过滤：将步骤1)中的反应后混合物通过板框压滤机压滤，滤液进行下一步处置，滤饼送至稳定化车间进行固化稳定化处置；

步骤3)加铁盐：步骤2)滤液中加入酸液调节pH至2.0，然后加入硫酸亚铁；

步骤4)氧化反应：向步骤3)废液中加入双氧水，控制二价铁、三价铁、M金属离子的摩尔比，所述的M为二价和三价的重金属；

步骤5)碱化：向氧化后的废液加入片碱、硫酸亚铁和硫酸铝，调节废液pH至9.0，溶液中有大量絮状沉淀物产生，生成复合沉淀，控制废液中钙离子浓度；

步骤6)：步骤5)废液泵入板框压滤机压滤，滤饼送至稳定化车间进行稳定化处置，压滤清液转至污水处理设施进行脱盐和生化处置。

进一步的，所述的酸液为无机酸。

进一步的，所述的硫酸铝为聚合硫酸铝。

进一步的，步骤4)中双氧水含量为8.4mol/L。

再进一步的，所述的无机酸为硫酸。

有益效果：本发明为利用联合沉淀法来解决废液中多种类重金属的一次性同步去除工艺，经此法处理后的废水可以满足进入生化处理系统的水质要求。

具体实施方式：

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

采用本发明方法的反应机理如下：

反应机理1)：重金属废液中多种金属离子与消石灰氢氧根离子结合生成金属氢氧化物沉淀，但是溶度积不同，沉淀程度不同，导致处理后的废液中仍然有部分重金属离子残留，达不到污水综合排放标准。

反应机理2)：铁氧体是复合金属氧化物，化学式是M₂FeO₄，M是金属离子，控制摩尔比Fe²⁺：Fe³⁺＝1：2，反应体系pH为9.0，在生成沉淀物时，溶液中重金属离子与Fe²⁺Fe³⁺生成铁氧体沉淀物沉淀。

反应机理3)：SO₄ ^2-，Al³⁺，Ca²⁺，OH^-在碱性溶液中生成难溶于水的复合物沉淀Ca_mAl_n(SO₄)_x(OH)_y·zH₂O，将已去除重金属的废液中Ca²⁺以复合物沉淀的形式去除。同时聚合硫酸铝吸附废液中微小颗粒，达到净化水质的作用。

本发明的一种联合沉淀法去除多种类重金属废液的方法，采用消石灰，酸液，硫酸亚铁，双氧水，硫酸铝去除废液中的多种类重金属(铜、锌、镍、镉、铬)。

进一步的，所述的酸液为无机酸，再进一步的，所述的无机酸为硫酸。

进一步的，所述的硫酸铝为聚合硫酸铝。

所述的方法包括如下步骤：

步骤1)粗沉淀：向重金属废液中加入消石灰调节pH至7.0，废液中有大量沉淀物产生，搅拌反应2h；

OH^-+H⁺＝H₂O

OH^-+M^x+＝M(OH)_x

注：M为二价和三价的重金属，如铜，铁，锌，镍，铬；

步骤2)粗过滤：将步骤1)中的固液混合液通过板框压滤机压滤，滤液进行下一步处置，滤饼送至稳定化车间进行稳定化处置；

步骤3)加铁盐：步骤2)滤液中加入酸液调节pH至2.0，然后加入硫酸亚铁；

步骤4)氧化反应：向步骤3)废液中加入双氧水溶液(双氧水含量为8.4mol/L)，控制二价铁、三价铁、M金属离子的摩尔比；

Fe²⁺+2H₂O₂＝Fe³⁺+2H₂O+O₂

步骤5)碱化：向氧化后的废液中加入片碱、硫酸亚铁和聚合硫酸铝，调节废液pH至9.0，废液中有大量絮状物产生，生成复合沉淀，控制废水中钙离子浓度；

2H₂O₂＝2H₂O+O₂残余的双氧水在碱性条件下分解氧气

Fe²⁺+Fe³⁺+4M^x++O₂＝2M₂FeO₄

mCa²⁺+nAl³⁺+xSO₄ ^2-+yOH^-+zH₂O＝Ca_m Al_n(SO₄)_x(OH)_y·zH₂O

步骤6)：步骤5)废液进入板框压滤机进行压滤，压滤污泥到稳定化车间进行稳定化处置，压滤清液转至污水处理设施进行脱盐和生化处置。

下面结合实施例对本发明的方案作进一步详述。

实施案例1：重金属(Zn²⁺：1000mg/L，Ni²⁺：1000mg/L，Cr³⁺：1000mg/L)废液100ml，消石灰4.2g，废硫酸(酸度为25mol/L)2ml，硫酸亚铁0.6g，双氧水溶液(双氧水含量为8.4mol/L)0.2ml，片碱2g，聚合硫酸铝1g；

经本发明处置工序后，对滤液中的重金属进行检测，检测数据为Zn²⁺：2.5mg/L，Ni^{2 +}：0.7mg/L，Cr³⁺：0.8mg/L，硬度(以CaCO₃计)：34mg/L。

实施案例2：重金属(Zn²⁺：1000mg/L，Ni²⁺：1000mg/L，Cr³⁺：1000mg/L，Cu²⁺：1000mg/L)废液100ml，消石灰5.4g，废硫酸(酸度为25mol/L)2ml，硫酸亚铁0.8g，双氧水溶液(双氧水含量为8.4mol/L)0.25ml，片碱2g，聚合硫酸铝1g；

滤液进行检测：Zn²⁺：2.7mg/L，Ni²⁺：0.5mg/L，Cr³⁺：0.7mg/L，硬度(以CaCO₃计)：32mg/L。

实施案例3：重金属(Zn²⁺：1000mg/L，Ni²⁺：1000mg/L，Cr³⁺：1000mg/L，Cu²⁺：1000mg/L，Cd²⁺：1000mg/L)废液100ml，消石灰5.5g，废硫酸(酸度为25mol/L)2ml，硫酸亚铁0.6g，双氧水溶液(双氧水含量为8.4mol/L)0.3ml，片碱2g，聚合硫酸铝1g；

滤液进行检测：Zn²⁺：3.1mg/L，Ni²⁺：0.8mg/L，Cr³⁺：0.6mg/L，硬度(以CaCO₃计)：36mg/L。

以下为上述三个实施案例的处理结果统计表格：

Claims (5)

1.一种联合沉淀法去除多种类重金属废液的方法，采用消石灰、酸液，硫酸亚铁、双氧水和硫酸铝药剂处理废液中的铜、锌、镍、镉、铬多种类重金属，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)粗沉淀：向重金属废液中加入消石灰调节pH至7，废液中有大量沉淀物产生，搅拌反应2h；

步骤2)粗过滤：将步骤1)中的的反应后混合物通过板框压滤机压滤，滤液进行下一步处置，滤饼送至稳定化车间进行稳定化处置；

步骤3)加铁盐：步骤2)滤液中加入酸液调节pH至2.0，然后加入硫酸亚铁；

步骤4)氧化反应：向步骤3)废液中加入双氧水溶液，控制二价铁、三价铁、M金属离子的摩尔比，所述的M为二价和三价的重金属；

步骤5)碱化：向氧化后的废液加入片碱、硫酸亚铁和硫酸铝，调节废液pH至9，溶液中有大量絮状沉淀物产生，溶液中生成复合沉淀，控制废液中钙离子浓度；

步骤6)：步骤5)废液泵入板框压滤机进行压滤，滤饼送至稳定化车间进行稳定化填埋，压滤清液转至污水处理设施进行脱盐和生化处置。

2.根据权利要求1所述的一种联合沉淀法去除多种类重金属废液的方法，其特征在于：所述的酸液为无机酸。

3.根据权利要求1所述的一种联合沉淀法去除多种类重金属废液的方法，其特征在于：所述的硫酸铝为聚合硫酸铝。

4.根据权利要求1所述的一种联合沉淀法去除多种类重金属废液的方法，其特征在于：步骤4)中双氧水含量为8.4mol/L。

5.根据权利要求2所述的一种联合沉淀法去除多种类重金属废液的方法，其特征在于：所述的无机酸为硫酸。