CN115321721A

CN115321721A - 一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法

Info

Publication number: CN115321721A
Application number: CN202211000590.9A
Authority: CN
Inventors: 刘鹏; 江洁芳; 黄海彬; 王晗飞; 李衍亮; 吕小梅; 廖建波; 伍金华; 梁春连
Original assignee: Guangdong Zhongding Testing Technology Co ltd; Dongguan University of Technology
Current assignee: Guangdong Zhongding Testing Technology Co ltd; Dongguan University of Technology
Priority date: 2022-08-19
Filing date: 2022-08-19
Publication date: 2022-11-11
Anticipated expiration: 2042-08-19
Also published as: CN115321721B

Abstract

本发明公开了一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法，包括分别针对酸性废液和碱性废液的处理方法，针对酸性废液的处理方法包括以下步骤：步骤a，第一次pH调节及氧化反应；步骤b，电解处理及第二次pH调节；步骤c，第三次pH调节；步骤d，电催化除氨；步骤d，电催化除氨；步骤e，沉降；针对碱性废液的处理方法包括以下步骤：步骤a，第一次pH调节；步骤b，电催化除氨及第二次pH调节，步骤c，沉降。本发明通过添加促发剂，实现对金属络合物的高效破络，采用氧化、电解、中和、电催化除氨以及多级沉淀过滤来分离重金属沉淀，实现对银、铜、汞、铬几种重金属的分段回收利用，回收物纯度高，回收彻底，达到排放标准。

Description

一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理的技术领域，特别是涉及一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法。

背景技术

随着我国科学技术的飞速发展和教育的不断进步，教学实验室和科研实验室的规模和数量都在不断增加，与此同时实验室污染问题也日渐突出，尤其是实验室重金属废水的排放问题。针对同时含有多种重金属的酸性极强或碱性极强的实验室废液，现有技术的单一中和沉淀处理方法，存在无法分解废水中重金属与有机物络合形成的金属络合物，产生的重金属沉淀物杂质多、纯度低、回收不彻底，回收的沉淀物不能直接回用的问题。

专利文献CN211078775 U专利名称：一种重金属捕捉去除装置的实验室废水处理设备，公开了对有机废水和无机废水进行分别净化处理，通过酸碱中和、电解以及重金属捕捉处理对废水中的重金属进行处理，但是并没有解决重金属沉淀物杂质多、纯度低、回收不彻底的问题，也没有提出对几种重金属分别进行回收利用的技术方案。因此，需要研发一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法，达到实验室废液中的重金属分段回收利用，得到的回收物纯度高，回收彻底的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法，包括针对酸性废液的处理方法和针对碱性废液的处理方法，将实验室废液根据pH值不同，分别作为酸性废液和碱性废液进行收集，并采用相对应的处理方法对酸性废液和碱性废液进行分开处理。

在一些实施方式中，针对酸性废液的处理方法包括以下步骤：

步骤a，第一次pH调节及氧化反应：

将酸性废液泵入氧化池内，向酸性废液中加入碱液，调节pH值至2-3，生成黄色硫酸汞沉淀，加入氧化剂和促发剂，发生芬顿反应以及类芬顿反应，反应10-30min后，进行压滤，过滤去除黄色硫酸汞沉淀，得到第一中间酸液，并将第一中间酸液泵入电解缓冲池内；

本步骤中调节氧化池内酸性废液的pH值至2-3之间，此时因大量酸碱中和反应放热，使酸性废液温度上升到60-80℃。加碱操作时控制加碱速度，将温度控制在80℃以下，需要快速搅拌，使开始生成的氯化银沉淀溶解，直至碱液添加结束，产生黄色硫酸汞沉淀为止。在加碱操作时，如果加碱过快，生成的初始沉淀为氯化银与硫酸汞的混合物，若初始沉淀没有溶解，则导致酸性废液中的氯离子、银离子形成沉淀，混入硫酸汞沉淀中，造成回收的硫酸汞纯度较低，降低回收价值；

该步骤中温度上升至60-80℃，为后续进行芬顿反应、类芬顿反应提供反应条件。此时，以酸性废液中本身含有的二价铁离子作为催化剂，催化酸性废液与氧化剂双氧水发生芬顿反应，以酸性废液中本身含有的银离子、铜离子、三价铁离子作为催化剂，催化酸性废液与双氧水发生类芬顿反应，加入的促发剂C1-C6短链碳水化合物，产生有机自由基，可以促进芬顿反应进行，与酸性废液中的络合态重金属进行破络反应，同时产生的有机自由基也可以直接与酸性废液中的络合态重金属进行破络反应，从而最大限度使酸性废液中的络合态重金属分解成游离态重金属，并使酸性废液中有机物被彻底分解。本步骤中还将酸性废液中含有的六价铬离子还原成三价铬离子，亚铁离子被氧化成三价铁离子。反应完毕后，经过压滤的第一中间酸液的COD值低于20mg/L，其中汞离子含量低于10mg/L，络合态重金属转化为离子态、铬离子为三价铬离子、铁离子部分转变为三价铁离子；

步骤b，电解处理及第二次pH调节：

将电解缓冲池内的第一中间酸液由循环泵入电解池内，利用电解池内的阳极以及阴极对第一中间酸液进行电解处理，回收第一中间酸液内的银离子以及铜离子，完成电解处理的第一中间酸液位于电解缓冲池内，向其中加入碱液，调节pH值至4，反应5-10min后，生成氢氧化铁沉淀，进行压滤，过滤去除氢氧化铁沉淀，得到第二中间酸液，并将第二中间酸液泵入调节池内；

电解池对第一中间酸液进行电解，电解处理时电流密度为0.6A/cm²，电解时间为2-3h，用于回收第一中间酸液中含有的银离子和铜离子，依次得到银单质和铜单质，此步骤中电解处理对银离子的回收率在50％左右。将电解处理工序安排在氧化处理之后，为电解回收银、铜单质，排除了金属络合物的干扰，同时提高了电解回收的金属沉淀物的纯度，电解处理还可以去除氧化处理工序残留的少量双氧水，同时将第一中间酸液含有的亚铁离子彻底转变成三价铁离子，便于后续去除回收铁；

本步骤中将完成电解处理的第一中间酸液的pH值调节至4左右，然后反应5-10min，生成氢氧化铁沉淀，通过压滤装置去除氢氧化铁沉淀。因第一中间酸液的低COD值环境(COD值低于20mg/L)，pH值为4左右时，第一中间酸液含有的三价铁离子形成氢氧化铁沉淀析出，经过滤将氢氧化铁去除后，将第一中间酸液内含有的铁离子去除；

步骤c，第三次pH调节：

向第二中间酸液加入碱液，调节pH值至7，反应5-10min后，生成氢氧化铬沉淀，进行压滤，过滤去除氢氧化铬沉淀，得到第四中间废液，并将第四中间废液泵入电催化缓冲池内；

本步骤中加入碱液，使第二中间酸液的pH值调节至7左右，反应5-10min，此时，第二中间酸液内的三价铬离子生成氢氧化铬沉淀，通过压滤装置去除氢氧化铬沉淀，将第二中间酸液中铬离子去除。

步骤d，电催化除氨：

电催化缓冲池内的第四中间废液循环泵入电催化除氨池内，进行电解除氨处理，去除第四中间废液含有的氨氮有机物，完成电解除氨处理的第四中间废液位于电催化缓冲池内，加入重金属捕捉剂，生成沉淀，进行压滤，过滤去除沉淀，得到第五中间废液，并将第五中间废液泵入沉淀池内；

本步骤中进行电解除氨氮处理，进一步去除第四中间废液中的有机物，降低第四中间废液的COD值，并排除铵根与金属离子形成配合物的干扰；电解除氨氮处理后，加入重金属捕捉剂硫化钠，第四中间废液中的汞离子与硫离子结合，生成硫化汞沉淀，第四中间废液中剩余的银离子与游离氯离子形成氯化银沉淀，将第四中间废液中的银离子全部去除，保证经过压滤后的第五中间废液中金属离子的含量达到排放标准。第五中间废液内汞离子含量低于0.05mg/L；

步骤e，沉降：

第五中间废液在沉淀池内，停留1-2h后，上清液通过排液泵排放，下层的混合沉淀进行压滤，过滤去除混合沉淀，并将压滤出水回流到沉淀池，继续进行沉降；

本步骤在沉淀池内经过沉降，第五中间废液停留1-2h，便于废液中的细小悬浮物(例如步骤d的电催化缓冲池内生成的硫化汞沉淀)，进行沉淀。该步骤进一步降低上清液内汞离子含量，使上清液中汞离子含量低于0.005mg/L，COD值小于20mg/L，有机物基本被去除，达到排放标准。

在一些实施方式中，针对碱性废液的处理方法包括以下步骤：

步骤a，第一次pH调节：

将碱性废液泵入调节池内，向碱性废液中加入酸液，调节pH值至9，反应5-10min，生成红色碘化汞沉淀，进行压滤，过滤去除红色碘化汞沉淀，得到第一中间碱液，并将第一中间碱液泵入电解除氨缓冲池内；

本步骤中，向碱性废液中加入酸液，将碱性废液的pH值调至9左右，反应时间5-10min，使碱性废液中的汞离子生成红色碘化汞沉淀，经过压滤去除碘化汞沉淀。该步骤中回收的碘化汞沉淀纯度在99％以上，可以直接利用；

步骤b，电催化除氨及第二次pH调节：

将电催化缓冲池内的第一中间碱液循环泵入电催化除氨池内，进行电解除氨处理，去除第一中间碱液含有的氨氮有机物，完成电解除氨处理的第一中间碱液位于电催化缓冲池内，加入酸液，调节pH值至8，加入重金属捕捉剂，生成硫化汞沉淀，进行压滤，过滤去除硫化汞沉淀，得到第二中间废液，并将第二中间废液泵入沉淀池内；

本步骤中进行电解除氨氮处理，进一步去除第一中间碱液含有的氨氮有机物，降低第一中间碱液的COD值，并排除铵根与金属离子形成配合物的干扰；电解除氨氮后，加入酸液，调节pH值至8左右，加入重金属捕捉剂硫化钠，产生硫化汞沉淀，经过压滤对硫化汞沉淀进行去除。

步骤c，沉降：

第二中间废液在沉淀池内，停留1-2h后，上清液通过排液泵排放，下层的混合沉淀进行压滤，过滤去除混合沉淀，并将压滤出水回流到沉淀池，继续进行沉降；

本步骤在沉淀池内进行沉降，第二中间废液停留1-2h，便于废液中的细小悬浮物(例如步骤b中产生的硫化汞沉淀)进行沉淀。该步骤进一步降低汞离子含量，使上清液中汞离子含量低于0.005mg/L，COD值小于20mg/L，有机物基本被去除，达到排放标准。

在一些实施方式中，酸性废液含游离硫酸10％-15％，含Hg 0.5-2.0g/L、Cr 1.0-2.0g/L、Fe 1.0-2.0g/L、Cu 0-50mg/L，其COD值为100-500mg/L，pH值小于1。

在一些实施方式中，碱性废液含游离碱5％，含Hg 5-10g/L、氨氮以及有机物，其COD值为200-1000mg/L，pH值大于14。

在一些实施方式中，步骤a中碱液为氢氧化钠溶液，氧化剂为双氧水，双氧水的添加量为酸性废液体积的0.5％-1％，促发剂为C1-C6短链碳水化合物，促发剂的添加浓度为100-500mg/L。双氧水用于进行芬顿反应。酸性废液中含有难降解的有机污染物以及络合态重金属污染物，其与芬顿反应产生的羟基自由基反应较缓慢，甚至无法直接被羟基自由基氧化，仅通过芬顿反应对难降解的有机污染物(以R′H表示)以及络合态重金属污染物的降解效果较差。因此，本发明加入C1-C6短链碳水化合物(例如甲醇、乙酸、丙醛等C1-C6短链碳水化合物)作为促发剂，其优先与芬顿反应产生的羟基自由基发生反应生成有机自由基R·，有机自由基R·与难降解有机物R′H发生氢原子提取反应，生成有机自由基R′·，有机自由基R′·处于不稳定状态，比难降解有机物R′H更容易与羟基自由基发生氧化反应，进而R′·被氧化分解成小分子有机物R′₁H、R′₂H和水分子，小分子有机物再逐渐被彻底氧化分解，实现对难降解有机物的降解以及对络合态重金属进行破络。

在一些实施方式中，阳极为钌铱钛阳极，阴极为钛阴极。

在一些实施方式中，步骤b中电解处理时电流密度为0.6A/cm²，电解时间为2-3h。第一中间酸液内银离子含量较低，约0.1-0.4g/L，因此不能采用传统电解回收银的电解参数，本发明中加大电流密度0.6A/cm²，电解时间设置为2-3h，可以实现对第一中间酸液内50％银离子的回收。

在一些实施方式中，重金属捕捉剂为硫化钠，步骤d中电催化除氨处理时电流密度为0.6A/cm²，电催化除氨时间为1-3h。

在一些实施方式中，酸液为硫酸。

本发明的有益效果：本发明的方法可以分别对实验室产生的酸性废液和碱性废液进行处理，针对同时含有多种重金属的实验室酸性废液，传统单一的酸碱中和沉淀处理，无法分解酸性废液中的重金属与有机物形成的金属络合物，产生的重金属沉淀物杂质多、纯度低、回收不彻底。而本发明的方法通过添加促发剂，实现对金属络合物的高效破络，采用氧化、电解、中和、电催化除氨以及多级沉淀过滤来分离废液中含的重金属，如铜、银以单质的形式回收，汞以硫酸盐、碘化盐、硫化盐的形式回收，铬、铁均以氢氧化物的形态回收，从而实现对银、铜、汞、铬几种重金属的分段回收利用，具有回收物纯度高，回收彻底的特点，达到排放标准。

附图说明

图1为本发明的一种实施方式的一种针对实验室酸性废液的重金属回收以及污水降解的处理方法的流程图。

图2为本发明的一种实施方式的一种针对实验室碱性废液的重金属回收以及污水降解的处理方法的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例中双氧水选择国药集团化学试剂有限公司供应的分析纯30％过氧化氢溶液，甲醇选择国药集团化学试剂有限公司供应的分析纯甲醇，乙酸选择国药集团化学试剂有限公司供应的分析纯乙酸，丙醛选择国药集团化学试剂有限公司供应的化学纯丙醛，硫化钠选择国药集团化学试剂有限公司供应的分析纯98％九水硫化钠，氢氧化钠选择国药集团化学试剂有限公司供应的分析纯氢氧化钠，硫酸选择国药集团化学试剂有限公司供应的分析纯硫酸，以下实施例2-6均采用本实施例1中的试剂。

实施例2

本发明的一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法，实验室的酸性废液含游离硫酸10％，含Hg 0.5g/L、Cr 1.0g/L、Fe 1.0g/L、Cu 10mg/L，其COD值为100mg/L，pH值为0.9，采用针对酸性废液的处理方法进行处理，包括以下步骤：

步骤a，第一次pH调节及氧化反应：

将酸性废液泵入氧化池内，向酸性废液中加入氢氧化钠溶液，调节pH值至2，此过程中发生酸碱中和反应放热，酸性废液的温度上升至60℃，生成黄色硫酸汞沉淀，加入双氧水后，使体系内双氧水的体积分数为0.5％，加入甲醇作为促发剂，使体系内甲醇的浓度为100mg/L，以酸性废液本身含有的二价铁离子作为催化剂，催化酸性废液与双氧水发生芬顿反应，以酸性废液中本身含有的银离子、铜离子、三价铁离子作为催化剂，催化酸性废液与双氧水发生类芬顿反应，反应10min后，进行压滤，过滤去除黄色硫酸汞沉淀，得到第一中间酸液，并将第一中间酸液泵入电解缓冲池内，第一中间酸液的汞离子含量低于10mg/L，COD值低于20mg/L，该硫酸汞沉淀的纯度达到99％以上，可以直接回用；

本步骤中促发剂甲醇发生的主要反应如下：

(1)Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+·OH+OH^-，该反应为芬顿反应，亚铁和双氧水反应生成羟基自由基；

(2)Fe³⁺+OH^-→Fe(OH)²⁺；

(3)RH+·OH→R·+H₂O，该反应中羟基自由基和短链有机物(RH)反应生成有机自由基R·；

(4)R·+R′H→R′·+RH，该反应中有机自由基R·通过氢原子提取反应攻击难降解有机物(R′H)，使难降解有机物(R′H)失去氢原子而生成有机自由基R′·；

(5)R′·+·OH→R′₁H+R′₂H+H₂O，该反应中有机自由基R′·处于不稳定状态，更容易被羟基自由基氧化，进而分解成小分子有机物R′₁H和R′₂H，小分子有机物R′₁H和R′₂H比较容易与羟基自由基结合，与羟基自由基反应较快，可以直接被羟基自由基氧化，进而被羟基自由基分解。本步骤的反应过程可以实现对难降解有机物的降解以及对络合态重金属进行破络；

步骤b，电解处理及第二次pH调节：

将电解缓冲池内的第一中间酸液循环泵入电解池内，利用电解池内的钌铱钛阳极以及钛阴极对第一中间酸液进行电解处理，电流密度为0.6A/cm²，电解时间为2h，依次回收第一中间酸液内的银离子以及铜离子。此步骤中对银离子的回收率达到50％，回收得到银单质、铜单质。完成电解处理的第一中间酸液位于电解缓冲池内，向其中加入氢氧化钠，调节pH值至4，反应5min后，生成氢氧化铁沉淀，进行压滤，过滤去除氢氧化铁沉淀，得到第二中间酸液，并将第二中间酸液泵入调节池内；

步骤c，第三次pH调节：

向第二中间酸液加入氢氧化钠，调节pH值至7，反应5min后，生成氢氧化铬沉淀，进行压滤，过滤去除氢氧化铬沉淀，得到第四中间废液，并将第四中间废液泵入电催化缓冲池内；

步骤d，电催化除氨：

电催化缓冲池内的第四中间废液循环泵入电催化除氨池内，进行电解除氨处理，去除第四中间废液含有的氨氮有机物，完成电解除氨处理的第四中间废液位于电催化缓冲池内，加入重金属捕捉剂硫化钠，生成硫化汞沉淀、氯化银沉淀，进行压滤，过滤去除硫化汞沉淀、氯化银沉淀，去除部分汞离子、银离子，得到第五中间废液，并将第五中间废液泵入沉淀池内，第五中间废液内汞离子含量低于0.05mg/L；

步骤e，沉降：

第五中间废液在沉淀池内，停留1h后，第五中间废液含有的细小悬浮物(例如步骤d生成的硫化汞沉淀、氯化银沉淀)进行沉降，进一步降低上清液内汞离子含量，上清液通过排液泵排放，下层的混合沉淀即硫化汞沉淀、氯化银沉淀，进行压滤，过滤去除混合沉淀，并将压滤出水回流到沉淀池，继续进行沉降。上清液中汞离子含量低于0.005mg/L，COD值小于20mg/L，有机物基本被去除，达到排放标准。

本发明的方法对实验室酸性废液的处理具有以下创新点：

(1)在氧化处理中，加入少量的促发剂(即C1-C6短链碳水化合物)，能产生有机自由基，促使重金属络合物被彻底降解为游离金属离子，从而大大改善了重金属的沉淀效果以及回收纯度，极大降低了重金属离子排放指标的控制难度；

(2)对酸性废液中含有的汞主要以硫酸汞的形式回收，过滤得到的硫酸汞纯度达到99％以上，可以直接回用，而现有技术中硫化汞法回收的硫化汞纯度只有80％左右，杂质较多，不能直接回用；

(3)本发明中对酸性废液的处理方法，所采用的工艺流程顺序不可随意调换：①氧化工序必须在沉淀工序之前，若不经过氧化而直接沉淀，则回收的硫酸汞沉淀会混入其他杂质，而大大降低硫酸汞的纯度；②沉淀工序必须在电解工序之前，硫酸汞沉淀必须在电解工序之前全部沉淀，以免电解过程中汞析出，影响银、铜单质的纯度；③氢氧化铁沉淀必须在氧化工序之后、氢氧化铬沉淀之前，因为氢氧化铬的沉淀条件与氢氧化铁重合，两者同时沉淀会造成回收的氢氧化铬与氢氧化铁的纯度不佳。

实施例3

本发明的一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法，实验室的酸性废液含游离硫酸12.5％，含Hg 1.25g/L、Cr 1.5g/L、Fe 1.5g/L、Cu 25mg/L，其COD值为300mg/L，pH值为0.8，采用针对酸性废液的处理方法进行处理，包括以下步骤：

步骤a，第一次pH调节及氧化反应：

将酸性废液泵入氧化池内，向酸性废液中加入氢氧化钠溶液，调节pH值至2.5，此过程中发生酸碱中和反应放热，酸性废液的温度上升至70℃，生成黄色硫酸汞沉淀，加入双氧水后，使体系内双氧水的体积分数为0.75％，加入乙酸作为促发剂，使体系内乙酸的浓度为300mg/L，以酸性废液中含有的亚铁离子作为催化剂，催化体系内发生芬顿反应，以酸性废液中含有的银离子、铜离子作为催化剂，催化体系内发生类芬顿反应，反应20min后，有机物被彻底分解，体系内COD值低于20mg/L，络合态的重金属转化为离子态重金属，六价铬离子被还原为三价铬离子，亚铁离子被氧化为三价铁离子。

通过压滤机进行压滤，过滤得到黄色硫酸汞沉淀，该硫酸汞沉淀的纯度达到99％以上，可以直接回用；压滤还得到第一中间酸液，并将第一中间酸液泵入电解缓冲池内，第一中间酸液的汞离子含量低于10mg/L，COD值低于20mg/L；

步骤b，电解处理及第二次pH调节：

将电解缓冲池内的第一中间酸液循环泵入电解池内，利用电解池内的钌铱钛阳极以及钛阴极对第一中间酸液进行电解处理，电流密度为0.6A/cm²，电解时间为2.5h，依次回收第一中间酸液内的银离子以及铜离子。此步骤中对银离子的回收率达到50％，回收得到银单质、铜单质。完成电解处理的第一中间酸液位于电解缓冲池内，向其中加入氢氧化钠，调节pH值至4，反应7.5min后，生成氢氧化铁沉淀，进行压滤，过滤去除氢氧化铁沉淀，得到第二中间酸液，并将第二中间酸液泵入调节池内；

步骤c，第三次pH调节：

向第二中间酸液加入氢氧化钠，调节pH值至7，反应7.5min后，生成氢氧化铬沉淀，进行压滤，过滤去除氢氧化铬沉淀，得到第四中间废液，并将第四中间废液泵入电催化缓冲池内；

步骤d，电催化除氨：

电催化缓冲池内的第四中间废液循环泵入电催化除氨池内，进行电解除氨处理，去除第四中间废液含有的氨氮有机物，完成电解除氨处理的第四中间废液位于电催化缓冲池内，加入重金属捕捉剂，生成硫化汞沉淀、氯化银沉淀，进行压滤，过滤去除硫化汞沉淀、氯化银沉淀，去除银离子，得到第五中间废液，并将第五中间废液泵入沉淀池内，第五中间废液内汞离子含量低于0.05mg/L；

步骤e，沉降：

第五中间废液在沉淀池内，停留1.5h后，第五中间废液含有的细小悬浮物(例如步骤d生成的硫化汞沉淀、氯化银沉淀)进行沉降，进一步降低上清液内汞离子含量，上清液通过排液泵排放，下层的混合沉淀即硫化汞沉淀、氯化银沉淀，进行压滤，过滤去除混合沉淀，并将压滤出水回流到沉淀池，继续进行沉降。上清液中汞离子含量低于0.005mg/L，COD值小于20mg/L，有机物基本被去除，达到排放标准。

实施例4

本发明的一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法，实验室的酸性废液含游离硫酸15％，含Hg 2.0g/L、Cr 2.0g/L、Fe 2.0g/L、Cu 50mg/L，其COD值为500mg/L，pH值为0.7，采用针对酸性废液的处理方法进行处理，包括以下步骤：

步骤a，第一次pH调节及氧化反应：

将酸性废液泵入氧化池内，向酸性废液中加入氢氧化钠溶液，调节pH值至3，此过程中发生酸碱中和反应放热，酸性废液的温度上升至80℃，生成黄色硫酸汞沉淀，加入双氧水后，使体系内双氧水的体积分数为1.0％，加入丙醛作为促发剂，使体系内丙醛的浓度为500mg/L，以酸性废液中含有的亚铁离子作为催化剂，催化体系内发生芬顿反应，以酸性废液中含有的银离子、铜离子作为催化剂，催化体系内发生类芬顿反应，反应30min后，有机物被彻底分解，体系内COD值低于20mg/L，络合态的重金属转化为离子态重金属，六价铬离子被还原为三价铬离子，亚铁离子被氧化为三价铁离子。

步骤b，电解处理及第二次pH调节：

将电解缓冲池内的第一中间酸液循环泵入电解池内，利用电解池内的钌铱钛阳极以及钛阴极对第一中间酸液进行电解处理，电流密度为0.6A/cm²，电解时间为3h，依次回收第一中间酸液内的银离子以及铜离子。此步骤中对银离子的回收率达到50％，回收得到银单质、铜单质。完成电解处理的第一中间酸液位于电解缓冲池内，向其中加入氢氧化钠，调节pH值至4，反应10min后，生成氢氧化铁沉淀，进行压滤，过滤去除氢氧化铁沉淀，得到第二中间酸液，并将第二中间酸液泵入调节池内；

步骤c，第三次pH调节：

向第二中间酸液加入氢氧化钠，调节pH值至7，反应10min后，生成氢氧化铬沉淀，进行压滤，过滤去除氢氧化铬沉淀，得到第四中间废液，并将第四中间废液泵入电催化缓冲池内；

步骤d，电催化除氨：

步骤e，沉降：

第五中间废液在沉淀池内，停留2h后，第五中间废液含有的细小悬浮物(例如步骤d生成的硫化汞沉淀、氯化银沉淀)进行沉降，进一步降低上清液内汞离子含量，上清液通过排液泵排放，下层的混合沉淀即硫化汞沉淀、氯化银沉淀，进行压滤，过滤去除混合沉淀，并将压滤出水回流到沉淀池，继续进行沉降。上清液中汞离子含量低于0.005mg/L，COD值小于20mg/L，有机物基本被去除，达到排放标准。

实施例5

本发明的一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法，实验室的碱性废液含游离碱5％，含Hg 5g/L、氨氮以及有机物，其COD值为200mg/L，pH值为15，采用针对碱性废液的处理方法进行处理，包括以下步骤：

步骤a，第一次pH调节：

将碱性废液泵入调节池内，向碱性废液中加入硫酸，调节pH值至9，反应5min，生成红色碘化汞沉淀，进行压滤，过滤去除红色碘化汞沉淀，该碘化汞沉淀纯度在99％以上，可以直接利用，得到第一中间碱液，并将第一中间碱液泵入电解除氨缓冲池内；

步骤b，电催化除氨及第二次pH调节：

将电催化缓冲池内的第一中间碱液循环泵入电催化除氨池内，进行电解除氨处理，去除第一中间碱液含有的氨氮有机物，降低第一中间碱液的COD值，并排除铵根与金属离子形成配合物的干扰。完成电解除氨处理的第一中间碱液位于电催化缓冲池内，加入硫酸，调节pH值至8，加入重金属捕捉剂硫化钠，生成硫化汞沉淀，进行压滤，过滤去除硫化汞沉淀，得到第二中间废液，并将第二中间废液泵入沉淀池内；

步骤c，沉降：

第二中间废液在沉淀池内进行沉降，停留1h，便于第二中间废液的细小悬浮物(例如步骤b中产生的硫化汞沉淀)进行沉淀，进一步降低汞离子含量，上清液通过排液泵排放，下层的沉淀进行压滤，过滤去除沉淀，并将压滤出水回流到沉淀池，继续进行沉降，上清液中汞离子含量低于0.005mg/L，COD值小于20mg/L，有机物基本被去除，达到排放标准。

实施例6

本发明的一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法，实验室的碱性废液含游离碱5％，含Hg 10g/L、氨氮以及有机物，其COD值为1000mg/L，pH值为16，采用针对碱性废液的处理方法进行处理，包括以下步骤：

步骤a，第一次pH调节：

将碱性废液泵入调节池内，向碱性废液中加入硫酸，调节pH值至9，反应10min，生成红色碘化汞沉淀，进行压滤，过滤去除红色碘化汞沉淀，该碘化汞沉淀纯度在99％以上，可以直接利用，得到第一中间碱液，并将第一中间碱液泵入电解除氨缓冲池内；

步骤b，电催化除氨及第二次pH调节：

步骤c，沉降：

本发明的方法通过两次调节pH值，对碱性废液中的汞经过两次沉淀回收，第一次先转化成碘化汞沉淀完全析出，过滤得到的碘化汞纯度在99％以上，可以直接回用；第二次以硫化汞沉淀析出，极大提高了对碱性废液中汞的回收利用效率。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法，包括针对酸性废液的处理方法和针对碱性废液的处理方法，将实验室废液根据pH值不同，分别作为酸性废液和碱性废液进行收集，并采用相对应的处理方法对所述酸性废液和所述碱性废液进行分开处理。

2.根据权利要求1所述的一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法，其特征在于，所述针对酸性废液的处理方法包括以下步骤：

步骤a，第一次pH调节及氧化反应：

将所述酸性废液泵入氧化池内，向所述酸性废液中加入碱液，调节pH值至2-3，生成黄色硫酸汞沉淀，加入氧化剂和促发剂，发生芬顿反应以及类芬顿反应，反应10-30min后，进行压滤，过滤去除黄色硫酸汞沉淀，得到第一中间酸液，并将所述第一中间酸液泵入电解缓冲池内；

步骤b，电解处理及第二次pH调节：

将所述电解缓冲池内的第一中间酸液循环泵入电解池内，利用电解池内的阳极以及阴极对所述第一中间酸液进行电解处理，回收所述第一中间酸液内的银离子以及铜离子，完成电解处理的所述第一中间酸液位于所述电解缓冲池内，向其中加入所述碱液，调节pH值至4，反应5-10min后，生成氢氧化铁沉淀，进行压滤，过滤去除氢氧化铁沉淀，得到第二中间酸液，并将所述第二中间酸液泵入调节池内；

步骤c，第三次pH调节：

向所述第二中间酸液加入所述碱液，调节pH值至7，反应5-10min后，生成氢氧化铬沉淀，进行压滤，过滤去除氢氧化铬沉淀，得到第四中间废液，并将所述第四中间废液泵入电催化缓冲池内；

步骤d，电催化除氨：

所述电催化缓冲池内的所述第四中间废液循环泵入电催化除氨池内，进行电解除氨处理，去除所述第四中间废液含有的氨氮有机物，完成电解除氨处理的所述第四中间废液位于所述电催化缓冲池内，加入重金属捕捉剂，生成沉淀，进行压滤，过滤去除沉淀，得到第五中间废液，并将所述第五中间废液泵入沉淀池内；

步骤e，沉降：

所述第五中间废液在所述沉淀池内，停留1-2h后，上清液通过排液泵排放，下层的混合沉淀进行压滤，过滤去除混合沉淀，并将压滤出水回流到所述沉淀池，继续进行沉降。

3.根据权利要求1所述的一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法，其特征在于，所述针对碱性废液的处理方法包括以下步骤：

步骤a，第一次pH调节：

将所述碱性废液泵入调节池内，向所述碱性废液中加入酸液，调节pH值至9，反应5-10min，生成红色碘化汞沉淀，进行压滤，过滤去除红色碘化汞沉淀，得到第一中间碱液，并将所述第一中间碱液泵入电解除氨缓冲池内；

步骤b，电催化除氨及第二次pH调节：

将所述电催化缓冲池内的所述第一中间碱液循环泵入电催化除氨池内，进行电解除氨处理，去除所述第一中间碱液含有的氨氮有机物，完成电解除氨处理的所述第一中间碱液位于所述电催化缓冲池内，加入所述酸液，调节pH值至8，加入重金属捕捉剂，生成硫化汞沉淀，进行压滤，过滤去除硫化汞沉淀，得到第二中间废液，并将所述第二中间废液泵入沉淀池内；

步骤c，沉降：

所述第二中间废液在所述沉淀池内，停留1-2h后，上清液通过排液泵排放，下层的混合沉淀进行压滤，过滤去除混合沉淀，并将压滤出水回流到所述沉淀池，继续进行沉降。

4.根据权利要求1所述的一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法，其特征在于，所述酸性废液含游离硫酸10％-15％，含Hg0.5-2.0g/L、Cr 1.0-2.0g/L、Fe1.0-2.0g/L、Cu 0-50mg/L，其COD值为100-500mg/L，pH值小于1。

5.根据权利要求1所述的一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法，其特征在于，所述碱性废液含游离碱5％，含Hg 5-10g/L、氨氮以及有机物，其COD值为200-1000mg/L，pH值大于14。

6.根据权利要求2所述的一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法，其特征在于，所述步骤a中碱液为氢氧化钠溶液，所述氧化剂为双氧水，所述双氧水的添加量为所述酸性废液体积的0.5％-1％，所述促发剂为C1-C6短链碳水化合物，所述促发剂的添加浓度为100-500mg/L。

7.根据权利要求2所述的一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法，其特征在于，所述阳极为钌铱钛阳极，所述阴极为钛阴极。

8.根据权利要求2所述的一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法，其特征在于，所述步骤b中电解处理时电流密度为0.6A/cm²，电解时间为2-3h。

9.根据权利要求2或3中任一权利要求所述的一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法，其特征在于，所述重金属捕捉剂为硫化钠，所述步骤d中电催化除氨处理时电流密度为：0.6A/cm²，电催化除氨时间为1h-3h。

10.根据权利要求3所述的一种针对实验室废液的重金属回收以及污水降解的处理方法，其特征在于，所述酸液为硫酸。