CN111762916A - 含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法 - Google Patents

含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法。属于废水处理技术领域。包括如下步骤：集中废水→处理六价铬→絮凝剂处理→净水剂处理→泥水分离。与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：(1)利用壳聚糖具有吸附痕量重金属的特性，确保出水中重金属离子浓度达标，利用壳聚糖溶液既有颗粒物絮凝又有重金属补集的特性，同时实现颗粒物分离和重金属离子浓度控制；(2)净水剂各成分之间协同增效，共同作用；(3)经处理后的污水，COD为2860mg/L，氨氮为650mg/L，六价铬未检出，总铬未检出，处理后污水可进入污水处理厂。

Description

含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，更具体的说是涉及含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法。
背景技术
重金属是指比重大于5g/cm3的金属，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、钒、汞。随着现代工业的飞速发展，重金属工业废水的排放量日益增加。排放重金属废水的行业除了传统的采矿、天然气、造纸、电镀、制革、金属表面处理和氯碱工业外，还有与目前IT产业密切相关的微电子工业，以及环保行业。因此，许多国家都执行了严格的水中重金属离子排放标准，以保护水资源免受重金属污染。
然而，重金属污水水质成分十分复杂，通常具有悬浮物和浊度高，盐含量高，化学需氧量高，重金属种类多的特点。目前，重金属污水处理主要综合使用物理法、化学法和生物法等技术方案；物理法包括多效蒸发、电离、反渗透、超滤、纳滤等，需要大量的电力资源，运行成本昂贵；化学法通常是在水中加入高分子氧化剂和化学絮凝剂，存在加药量大、静置时间长、产生二次污染的缺点；生化法在生活污水处理上具有稳定、成本低的优点，但是无法处理重金属含量高、有机物浓度高的污水。
综上，如何提供一种含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法，包括如下步骤：
(1)预处理：捞取池中固体废弃物，集中池中废水；
(2)六价铬处理：向废水中加入N2处理剂，将废水中的六价铬转化成三价铬，得预处理废水；
(3)絮凝剂处理：向预处理废水中加入絮凝剂处理，得到浓缩底泥和上清液；
(4)净水剂处理：向上述上清液中加入净水剂，发生金属鳌合反应；
(5)泥水分离：净水剂处理后使用压滤机进行泥水分离。
优选的，步骤(3)中所述絮凝剂包括PAM和CaO，二者质量比为1:10～100。
高分子化合物PAM的长链通过架桥作用，形成大块絮团，吸附废水中较大颗粒，金属氧化物CaO在水体中一方面形成Ca2+压缩双电层，使带负电荷弱碱性胶体体系脱稳凝聚，另一方面Ca2+可与水体中无机离子和有机杂质结合生成难溶钙盐，凝聚废水中的细颗粒。
优选的，步骤(3)中加入絮凝剂后进行搅拌处理15～20min。
优选的，步骤(3)还包括将所述浓缩底泥依次进行压滤、鼓膜二次挤压、滤渣全流量高压气体吹扫多重脱水，得干化后泥饼。
优选的，步骤(4)所述净水剂包括如下质量份数的组分：壳聚糖28～35份、腐殖酸15～20份、草木灰5～10份、沸石7～15份、硫酸亚铁7～15份、双氧水8～10份和钠长石2～5份。
溶液中的壳聚糖与重金属离子形成的鳌合物在颗粒物存在条件下，可以与其发生共沉淀。但溶液中的壳聚糖对颗粒物的絮凝作用优先于对重金属离子的鳌合作用，因此，只有当颗粒物充分絮凝后，壳聚糖与重金属离子形成的鳌合物才能与颗粒物絮凝体发生共沉淀，从而从废水中去除重金属离子。
腐殖酸是自然界植物残体经腐烂分解后的产物，是一种复杂的天然大分子有机质，其分子内含有羰基、羧基、醇羟基和酚羟基等多种活性官能团，因而能够与许多金属离子发生相互作用，形成稳定的鳌合物。
草木灰的投入可以提高污水的pH值，促进重金属生成沉淀；其次，草木灰是一种含炭无机物，具有较高的比表面积和孔容，对重金属有较高的吸附能力和表面络合能力；最后，草木灰中的成分，如碳酸根离子、磷的溶出也会与重金属发生反应。
沸石是一族具有连通孔道、呈架状构造的含水铝硅酸盐矿物，特殊的晶体化学结构使沸石拥有离子交换、高效选择吸附、耐酸的优异性。
钠长石无论是在高、中温条件下还是在低温条件下，都能表现出一定的离子交换性，具有明显的孔道结构矿物特征。
优选的，步骤(4)所述净水剂包括如下质量份数的组分：壳聚糖33份、腐殖酸16份、草木灰6份、沸石12份、硫酸亚铁7份、双氧水8份和钠长石5份。
优选的，步骤(4)加入净水剂后搅拌处理40～60min。
优选的，步骤(4)中所述净水剂的加入量为0.5～1.5公斤/吨上清液。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：(1)利用壳聚糖具有吸附痕量重金属的特性，确保出水中重金属离子浓度达标，利用壳聚糖溶液既有颗粒物絮凝又有重金属补集的特性，同时实现颗粒物分离和重金属离子浓度控制；(2)净水剂各成分之间协同增效，共同作用；(3)经处理后的污水，COD为2860mg/L，氨氮为650mg/L，六价铬未检出，总铬未检出，处理后污水可进入污水处理厂。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为实施例1处理前图；
图2附图为实施例1步骤(1)附图，其中，a为处理前，b为处理后；
图3附图为实施例1步骤(2)附图；
图4附图为实施例1步骤(3)污泥暂存池附图；
图5附图为实施例1步骤(51)絮凝剂小瓶处理附图，a为处理前，b为处理后；
图6附图为实施例1步骤(52)安装气浮设备图；
图7附图为实施例1步骤(5)气浮设备处理后出水图；
图8附图为实施例1步骤(7)附图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
本发明所需药剂为常规实验药剂，采购自市售渠道；未提及的实验方法为常规实验方法，在此不再一一赘述。
实施例1
(一)处理地点：山东省某生物科技公司。处理前如图1所示。
(二)治理目标：
(1)废水：
根据现场勘探，现场有约2000立方米的废水，计划上小型污水处理设施1套，处理后经检测达到相应排放标准就近输入到污水处理厂。
(2)污泥：
池子中污泥为危险废物，拟将其挖出，脱水后，转移给具有相应处置资质单位进行处理。
(三)投入设备如表1所示：
表1投入设备清单
序号 设备名称 设备型号
1 挖掘机 SDLG/220、CAT/150
2 叉车 杭州叉车H30
3 气浮设备 定制10平方型号
4 压滤机 带式压滤机
5 吊车 XCMGQY70K
6 搅拌机 定制2立方型号
7 涡轮离心机 R2E220
8 泥浆泵 HW120、HW250、HW360
9 电缆 国标10立方
10 污水泵 3KM*1.5、5.5KW*1.7
11 空压机 JN7.5-8
(四)处理步骤如下：
(1)挖掘机进入现场，平整道路，清除杂草。处理前后如图2所示。
(2)集中污水：捞取池中固体废弃物(如图3所示)，用叉车将固体废弃物运输出去，使用污水泵集中池中废水，并腾出空水池；
(3)池底污泥清理工作：人工开挖了一处长5米，宽1.5米，深度60公分的土坑，坑内铺塑料隔膜，用来放置池底污泥，以防对周边土壤产生污染。(污泥暂存池如图4所示)。用泥浆泵将池底污泥泵出，使用压滤机将污泥脱水压成泥饼，转至有处理资质的单位进行处理。
(4)六价铬处理：向废水中加入N2处理剂(AO-C6R-N2(A/B))，将废水中的六价铬转化成三价铬，得预处理废水；
(5)絮凝剂处理：
(51)使用絮凝剂对预处理废水进行小瓶处理，结果如图5所示；
絮凝剂包括PAM和CaO，二者质量比为1:50。
(52)气浮设备进入现场，图6为工人安装气浮设备图。
场地需求，需要在设备排泥、排水口挖掘两块沉淀池，以便暂存污水、污泥，沉淀池用防渗膜铺设，以免对周边土壤产生二次污染。
首先预处理废水进入主设备主罐，搅拌罐将絮凝剂充分搅拌后注入设备主罐，然后空压机运行将有机物悬浮水面上，设备刮板挂掉上层浮泥，上清液从排水口排除，浓缩底泥排泥口排出。气浮设备出水图如图7所示。
之后将浓缩底泥依次进行压滤、鼓膜二次挤压、滤渣全流量高压气体吹扫多重脱水，得干化后泥饼。
(6)净水剂制备：壳聚糖33kg、腐殖酸16kg、草木灰6kg、沸石12kg、硫酸亚铁7kg、双氧水8kg和钠长石5kg；
(7)净水剂处理：向上清液中加入净水剂，加入量为1公斤/吨，发生金属鳌合反应(如图8所示)；
(8)泥水分离：净水剂处理后使用压滤机进行泥水分离。
(五)处理后水质监测结果。
(1)监测对象：处理前、步骤(4)预处理废水、步骤(5)絮凝剂处理后上清液、步骤(8)处理后。
(2)监测指标：氨氮、COD、六价铬、总铬。
(3)检测方法：
氨氮检测采用HJ535-2009纳氏试剂分光光度法；
COD检测采用HJ828-2017重铬酸盐法；
六价铬检测采用GB7467-1987二苯碳酰二肼分光光度法；
总铬检测采用GB7466-1987高锰酸钾氧化-二苯碳酰二肼分光光度法。
(4)检测结果：检测结果如表2所示。
表2水质监测结果
Figure BDA0002575810280000071
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)集中废水：捞取池中固体废弃物，集中池中废水；
(2)六价铬处理：向废水中加入N2处理剂，将废水中的六价铬转化成三价铬，得预处理废水；
(3)絮凝剂处理：向预处理废水中加入絮凝剂处理，得到浓缩底泥和上清液；
(4)净水剂处理：向上述上清液中加入净水剂，发生金属鳌合反应；
(5)泥水分离：净水剂处理后使用压滤机进行泥水分离。
2.如权利要求1所述的含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法，其特征在于，步骤(3)中所述絮凝剂包括PAM和CaO，二者质量比为1:10～100。
3.如权利要求1所述的含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法，其特征在于，步骤(3)中加入絮凝剂后进行搅拌处理15～20min。
4.如权利要求1所述的含高浓度悬浮物的重金属废水处理方法，其特征在于，步骤(3)还包括将所述浓缩底泥依次进行压滤、鼓膜二次挤压、滤渣全流量高压气体吹扫多重脱水，得干化后泥饼。
5.如权利要求1所述的高浓度悬浮物的重金属废水处理方法，其特征在于，步骤(4)所述净水剂包括如下质量份数的组分：壳聚糖28～35份、腐殖酸15～20份、草木灰5～10份、沸石7～15份、硫酸亚铁7～15份、双氧水8～10份和钠长石2～5份。
6.如权利要求5所述的高浓度悬浮物的重金属废水处理方法，其特征在于，步骤(4)所述净水剂包括如下质量份数的组分：壳聚糖33份、腐殖酸16份、草木灰6份、沸石12份、硫酸亚铁7份、双氧水8份和钠长石5份。
7.如权利要求1所述的高浓度悬浮物的重金属废水处理方法，其特征在于，步骤(4)加入净水剂后搅拌处理40～60min。
8.如权利要求1所述的高浓度悬浮物的重金属废水处理方法，其特征在于，步骤(4)中所述净水剂的加入量为0.5～1.5公斤/吨上清液。
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