CN111995145A - 一种含重金属废液处理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种含重金属废液处理方法及系统，所述方法包括以下步骤：(1)向所述含重金属废液中添加酸调节pH至4～5并加入还原剂进行还原反应得到混合体系A；(2)向混合体系A中加入碱分五步调节pH值并搅拌生成沉淀得到混合体系B，第一步调节pH值为6.8～7.2，第二步调节pH为8.8～9.2，第三步调节pH值为9.8～10.2，第四步调节pH值为10.8～11.2，第五步调节pH值为11.8～12.2；(3)向混合体系B中加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺进行絮凝沉淀，固液分离后得到滤液和滤渣；(4)将滤液依次进行蒸发、砂滤、活性炭过滤和RO渗透膜处理。本发明的含重金属废液处理方法安全、有效且处置效果更优，出水可达到工业回用水标准；整体上成本降低，确保资源的有效利用。

Description

一种含重金属废液处理方法及系统
技术领域
本发明涉及废液处理领域，具体涉及一种含重金属废液处理方法及系统。
背景技术
在电镀、金属加工、表面处理、冶金等行业生产过程中往往会产生含重金属废液。此类废液酸度大，pH值低，盐分含量高，重金属种类多，排放到环境中会产生生物累积性或者“三致”(致癌、致畸、致突变)作用，对人体或环境构成了潜在威胁等。
目前，处理含重金属废液的方法主要有物理法和化学法。物理方法包括吸附法、离子交换法。其中，吸附法主要用多孔物质，如炭类、高分子类、纳米材料等进行吸附。但此法再生性较差，应用较少。离子交换法主要以树酯类物质作为离子交换剂，与重金属离子及其配合物进行离子交换，操作简单，但设备复杂，投资较高。化学法包括中和沉淀法和硫化物沉淀法，分别利用氢氧根离子和硫离子与重金属结合生成沉淀将重金属离子除去。其中，硫化物沉淀法可实现分步沉淀，其有利于重金属的回收，但极易产生硫化氢有毒气体，尤其是重金属废液，由于其绝大部分都是强酸性，则硫化氢产生量更大。现有的处理含重金属废液的方法对于重金属的处理效果较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种含重金属废液处理方法及系统。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种含重金属废液处理方法，所述方法包括以下步骤：
(1)向所述含重金属废液中添加酸调节pH至4～5并加入还原剂进行还原反应得到混合体系A；
(2)向混合体系A中加入碱分五步调节pH值并搅拌生成沉淀得到混合体系B，第一步调节pH值为6.8～7.2，第二步调节pH为8.8～9.2，第三步调节pH值为9.8～10.2，第四步调节pH值为10.8～11.2，第五步调节pH值为11.8～12.2；
(3)向混合体系B中加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺进行絮凝沉淀，固液分离后得到滤液和滤渣；
(4)将滤液依次进行蒸发、砂滤、活性炭过滤和RO渗透膜处理。
上述的方法利用酸碱中和沉淀、絮凝沉降、三效蒸发、反渗透的结合处理表面处理废液，并达到中水回用的标准，有效降低处置成本及处置风险，处置效果更佳。而且上述的方法在沉淀过程中采用分步调节pH值并搅拌生成沉淀的方法，第一步调节pH值为6.8～7.2首先去除混合体系A中的Fe3+、Sn2+、Al3+，然后第二步调节pH为8.8～9.2去除混合体系A中的Cu2+、Zn2+、Cr3+、Be2+，第三步调节pH值为9.8～10.2去除混合体系A中的Fe2+，第四步调节pH值为10.8～11.2去除混合体系A中的Cd2+、Ni2+、Co2+和Cu2+，第五步调节pH值为11.8～12.2去除混合体系A中的Ag+、Mn2+和Hg+，上述的方法在沉淀过程中采用分步调节pH值可以对不同重金属分步去除，提高了对废液中重金属的去除效率。废液经过上述方法处理后水质达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)工艺与产品用水标准后，回用于焚烧车间烟气洗涤，替代一部分新鲜水，有利于节约成本。
优选地，所述步骤(3)中，所述聚合氯化铝与所述混合体系B的重量比为(3～7):10000。
发明人通过研究发现，当聚合氯化铝与所述混合体系B的重量比为(3～7):10000时，能够更好的絮凝混合体系B中的颗粒物且成本更低。
优选地，所述步骤(3)中，所述聚合氯化铝与所述混合体系B的重量比为5:10000。
优选地，所述步骤(3)中，所述聚丙烯酰胺与所述混合体系B的重量比为(0.3～0.7):10000。
发明人通过研究发现，当聚丙烯酰胺与所述混合体系B的重量比为(0.3～0.7):10000时，能够更好的絮凝混合体系B中的颗粒物且成本更低。
优选地，所述步骤(3)中，所述聚丙烯酰胺与所述混合体系B的重量比为0.5:10000。
优选地，所述第一步调节pH值为7，第二步调节pH为9，第三步调节pH值为10，第四步调节pH值为11，第五步调节pH值为12。
优选地，所述还原剂为硫酸亚铁。
优选地，所述步骤(4)中，所述蒸发为三效蒸发。
三效蒸发蒸出分离蒸馏液和蒸发废盐，蒸发废盐最终填埋处理。
优选地，所述步骤(3)中的滤渣进行填埋处理。
本发明还提供一种含重金属废液处理系统，所述含重金属废液处理系统包括依次管路连通的预处理反应器、重金属反应器、固液分离器、三效蒸发单元、砂滤器、碳滤器和RO渗透膜设备；
所述预处理反应器包括第一容器和第一加料斗，所述第一容器中设置有搅拌装置，所述重金属反应器包括第二容器和第二加料斗，所述第二容器中设置有搅拌装置。
上述的含重金属废液处理系统在预处理反应器中进行调节pH和还原反应，然后在重金属反应器加碱液沉淀重金属，然后通过固液分离器分离，滤渣进行填埋，滤液在三效蒸发单元蒸发后蒸发废盐通过HDPE膜热焊吨包包装后专区填埋，蒸馏也依次经过砂滤器、碳滤器和RO渗透膜深度处理；砂滤器是以石英砂为填料进行过滤的过滤器，砂滤器对原水浓度、操作条件、前置工艺等具有较强的适应能力，拥有过滤阻力小，比表面积大，过滤精度高，耐酸碱性强，抗污染性好等优点，可有效去除水中的悬浮物，并对水中的胶体、铁、有机物、农药、锰、细菌、病毒等污染物有明显的去除作用。砂滤器运行时滤床自动形成上疏下密状态，有利于在各种不利的运行条件下保证出水水质，反洗时滤料能够充分散开，清洗恢复效果好。碳滤器是指以活性炭为填料进行过滤的过滤器。碳滤器主要用于吸附水中的有机物和色度，用于RO膜系统的预处理设备。碳滤器的过滤作用是通过活性炭床来完成的，组成炭床的活性炭颗粒有非常多的微孔和巨大的比表面积，具有很强的物理吸附能力，能有效地吸附水中的有机污染物。RO渗透膜设备设计为集成式一体化设备，采用了反渗透技术，主要作用是对活性炭滤罐出水进行深度处理，与传统工艺相比主要RO反渗透技术有以下几个方面优势：可以适应不同阶段的填埋场渗滤液水质，出水水质稳定；出水水质好，总氮和重金属可轻松达标，完全满足产水要求；系统运行灵活，启动快，维护方便；设备投资费用低，运行费用低，自动化程度高，操作简单。废液经过上述系统处理后的出水水质达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)工艺与产品用水标准后，回用于焚烧车间烟气洗涤，替代一部分新鲜水。
优选地，所述固液分离器为板框压滤机。
优选地，所述含重金属废液处理系统还包括输水泵。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种含重金属废液处理方法及系统，本发明的含重金属废液处理方法安全、有效且处置效果更优，出水可达到工业回用水标准；整体上成本降低，确保资源的有效利用。
附图说明
图1为本发明实施例的含重金属废液处理系统的结构示意图。
其中，1、预处理反应器，2、重金属反应器，3、固液分离器，4、三效蒸发单元，5、砂滤器，6、碳滤器，7、RO渗透膜设备。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
一种含重金属废液处理方法，所述方法包括以下步骤：
(1)向所述含重金属废液中添加酸调节pH至4～5并加入还原剂进行还原反应得到混合体系A；
(2)向混合体系A中加入碱分五步调节pH值并在每步调节pH之后搅拌生成沉淀得到混合体系B，第一步调节pH值为6.8～7.2，第二步调节pH为8.8～9.2，第三步调节pH值为9.8～10.2，第四步调节pH值为10.8～11.2，第五步调节pH值为11.8～12.2；
(3)向混合体系B中加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺进行絮凝沉淀，固液分离后得到滤液和滤渣；
(4)将滤液依次进行蒸发、砂滤、活性炭过滤和RO渗透膜处理。
一种含重金属废液处理系统，如图1所示，所述含重金属废液处理系统包括依次管路连通的预处理反应器1、重金属反应器2、固液分离器3、三效蒸发单元4、砂滤器5、碳滤器6和RO渗透膜设备7；
所述预处理反应器包括第一容器和第一加料斗，所述第一容器中设置有搅拌装置，所述重金属反应器包括第二容器和第二加料斗，所述第二容器中设置有搅拌装置。
实施例1
作为本发明实施例的一种含重金属废液处理方法，所述方法包括以下步骤：
(1)向所述含重金属废液中添加酸调节pH至4～5并加入还原剂进行还原反应得到混合体系A；
(2)向混合体系A中加入碱分五步调节pH值并在每步调节pH之后搅拌生成沉淀得到混合体系B，第一步调节pH值为7，第二步调节pH为9，第三步调节pH值为10，第四步调节pH值为11，第五步调节pH值为12；
(3)向混合体系B中加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺进行絮凝沉淀，固液分离后得到滤液和滤渣，所述聚合氯化铝与所述混合体系B的重量比为5:10000，所述聚丙烯酰胺与所述混合体系B的重量比为0.5:10000；
(4)将滤液依次进行三效蒸发、砂滤、活性炭过滤和RO渗透膜处理。
经过本实施例的方法处理后的水质如表1所示。
表1本实施例的方法各步骤处理后的水质
Figure BDA0002587992380000061
注：序号1表示待处理废液，序号2表示步骤(2)处理后的废水水质，序号3表示步骤(3)处理后的废水水质，序号4表示步骤(4)三效蒸发处理后的废水水质，序号5表示步骤(4)砂滤器处理后的废水水质，序号6表示步骤(4)碳滤器处理后的废水水质，序号7表示步骤(4)RO膜处理后的废水水质。序号1的出水在混合其他废水后进入序号2工艺，并且监测序号2工艺的进水水质。序号2的出水在混合其他废水后进入序号3工艺，并且监测序号3工艺的进水水质。序号3的出水在混合其他废水后进入序号4工艺，并且监测序号4工艺的进水水质。
由表1可知，废液经过本实施例方法处理后水质达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)工艺与产品用水标准后，回用于焚烧车间烟气洗涤，替代一部分新鲜水，有利于节约成本。而且本实施例方法的各步骤通过协同配合提高了对废液的处理效果。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种含重金属废液处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)向所述含重金属废液中添加酸调节pH至4～5并加入还原剂进行还原反应得到混合体系A；
(2)向混合体系A中加入碱分五步调节pH值并搅拌生成沉淀得到混合体系B，第一步调节pH值为6.8～7.2，第二步调节pH为8.8～9.2，第三步调节pH值为9.8～10.2，第四步调节pH值为10.8～11.2，第五步调节pH值为11.8～12.2；
(3)向混合体系B中加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺进行絮凝沉淀，固液分离后得到滤液和滤渣；
(4)将滤液依次进行蒸发、砂滤、活性炭过滤和RO渗透膜处理。
2.根据权利要求1所述的含重金属废液处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述聚合氯化铝与所述混合体系B的重量比为(3～7):10000。
3.根据权利要求2所述的含重金属废液处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述聚合氯化铝与所述混合体系B的重量比为5:10000。
4.根据权利要求1所述的含重金属废液处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述聚丙烯酰胺与所述混合体系B的重量比为(0.3～0.7):10000。
5.根据权利要求4所述的含重金属废液处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述聚丙烯酰胺与所述混合体系B的重量比为0.5:10000。
6.根据权利要求1所述的含重金属废液处理方法，其特征在于，所述第一步调节pH值为7，第二步调节pH为9，第三步调节pH值为10，第四步调节pH值为11，第五步调节pH值为12。
7.根据权利要求1所述的含重金属废液处理方法，其特征在于，所述还原剂为硫酸亚铁。
8.根据权利要求1所述的含重金属废液处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述蒸发为三效蒸发。
9.根据权利要求1所述的含重金属废液处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中的滤渣进行填埋处理。
10.一种含重金属废液处理系统，其特征在于，所述含重金属废液处理系统包括依次管路连通的预处理反应器、重金属反应器、固液分离器、三效蒸发单元、砂滤器、碳滤器和RO渗透膜设备；
所述预处理反应器包括第一容器和第一加料斗，所述第一容器中设置有搅拌装置，所述重金属反应器包括第二容器和第二加料斗，所述第二容器中设置有搅拌装置。
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