CN116514319B - 一种贵金属粉体生产废水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种贵金属粉体生产废水处理方法，具体操作为：收集贵金属粉体合成车间和研磨漂洗车间的废水，进行预处理，收集预处理产生的污泥和漂浮物，将预处理后的废水混合，调节混合废水的pH值为酸性，然后将其通入流化床芬顿塔内进行反应，然后继续调节反应后废水的pH值为弱酸性至中性，静置沉淀，将沉淀产生的污泥连同预处理产生的污泥脱水处理，获得泥饼；将沉淀后的废水进行膜过滤处理，膜过滤处理后产生的清水达标排放，产生的浓水进行蒸发浓缩处理，蒸发浓缩过程中产生的冷凝水达标排放，蒸发浓缩过程产生的固体物质和泥饼转运处理即可。该处理方法可有效解决现有的处理方法存在的处理难度大，处理后的废水难以达标排放的问题。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种贵金属粉体生产废水处理方法。
背景技术
银粉为贵金属粉体，银粉生产废水主要来源包括银粉合成车间废水和研磨漂洗车间废水，银粉合成车间的反应主要是：将银锭原料投入硝酸银反应釜中，并加入去离子水，将反应釜的口密封，通过计量泵加注63％硝酸溶液，控制加酸速度，反应温度控制在100℃，使氮氧化物完全挥发，然后冷却至30℃，转入硝酸银储罐备用。银粉制备过程中采用37％甲醛溶液作为还原剂，将硝酸银用去离子水稀释到反应浓度，然后投加50％的氢氧化钠溶液，然后加入37％的甲醛还原剂，温度控制在50℃以下，反应完成后，抽取上清液，采用去离子水反复清洗沉淀3次，清洗完后进入粉料干燥工序。因此，银粉合成车间废水主要来自硝酸银反应釜、银粉反应釜反应之后的过滤水。生产过程主要采用硝酸溶解银锭生成硝酸银，硝酸银经甲醛还原为单质银的过程，反应过程的废水中含有甲醛、硝酸盐以及极少量的铅、银、铁等金属离子，废水的pH波动较大。
研磨漂洗车间主要是对干燥的银粉进行机械研磨，对银粉进行深度加工，研磨过程中会产生热量，需要对研磨机实施冷却；研磨过程中投加固体脂肪酸、丙二醇和去离子水，按照工艺要求进行研磨加工，然后经过无水乙醇和去离子水进行清洗，该工艺阶段产生了含有固体脂肪酸、丙二醇、乙醇为主的废水废水中有机污染物含量较高。
针对上述废水，现有的处理方法是通过补充碳源和调节碱度的方式进行处理，但是，现有的处理方法存在工艺操作难度大的问题，且处理后的废水难以实现达标排放的目的。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种贵金属粉体生产废水处理方法，该处理方法可有效解决现有的处理方法存在的处理难度大，处理后的废水难以达标排放的问题。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种贵金属粉体生产废水处理方法，包括以下步骤：
(1)收集贵金属粉体合成车间和研磨漂洗车间的废水，对收集的废水分别采用混凝沉淀法和气浮法进行预处理，收集预处理产生的污泥和漂浮物，并将预处理产生的废气进行处理，然后将预处理后的废水混合，得混合废水；
(2)调节混合废水的pH值为酸性，然后将其通入流化床芬顿塔内进行反应，将反应过程中产生的废气进行处理，然后继续调节反应后废水的pH值为弱酸性至中性，静置沉淀，将沉淀产生的污泥连同预处理产生的污泥脱水处理，获得泥饼；
(3)将沉淀后的废水进行膜过滤处理，膜过滤处理后产生的清水达标排放，产生的浓水进行蒸发浓缩处理，蒸发浓缩过程中产生的冷凝水达标排放，蒸发浓缩过程产生的固体物质和泥饼转运处理即可。
上述方案中，贵金属粉体合成车间的废水中含有高浓度的硝酸盐，其生化性能较差，不易于进行生物降解，且废水中投加大量的氢氧化钠，pH波动较大；研磨漂洗车间废水含有大量的固体脂肪酸、甲醛等有机物，固体脂肪酸属于表面活性剂类物质，不宜直接生化处理，且该车间的废水与贵金属粉体合成车间的废水不宜直接进行混合，否则会产生硝酸酯类化合物，更加难以去除，因此，本申请中先分别对两个车间产生的废水进行预处理，先通过向贵金属粉体合成车间的废水中添加药剂，进行混凝沉淀，去除废水中的SS、部分有机物和少量的重金属，同时，能够将部分废水中硝态氮还原为氨，实现对氮的去除；通过气浮的方式使得研磨漂洗车间废水中的固体脂肪酸等物质漂浮在水体上层，然后进行去除，同时，还能够将废水中易挥发的丙二酮等成分进行挥发去除，对挥发的气体进行收集，采用车间常规的气体处理装置进行处理即可；对两个车间的废水进行预处理，可降低后续废水的处理难度，且预处理过程操作简单，便于实现；将预处理后的废水进行混合，然后将其通入流化床芬顿塔内进行高级氧化处理，废水中的甲醛等有机物被氧化成二氧化碳和水，从而降低污泥的产量，使得污泥产量减少70％，且反应过程中不会产生有毒有害物质，反应条件温和，便于操作；
调节流化床芬顿塔处理后废水的pH值为酸性，使得废水中残留的SS等物质进行二次沉淀，由于流化床芬顿塔处理后对废水中的有机物进行了去除，此时再对废水进行沉淀处理，由于废水中的污染物浓度下降，使得废水中残留的SS等物质的稳定性变差，更易于形成沉淀，实现进一步对SS进行去除的目的。
将沉淀后的废水进行膜过滤处理，通过过滤操作，进一步去除废水中的SS、胶体、高分子有机物、无机盐离子、硝酸根离子等污染物，使得废水达到排放标准；本申请中先对废水采用流化床芬顿塔进行高级氧化，再进行沉淀，去除废水中的大部分污染物，然后再进行膜过滤处理，可降低污染物对膜造成堵塞，提高膜的使用寿命，降低生产成本。
进一步地，步骤(1)中贵金属为银粉，混凝沉淀法采用的药剂为亚铁盐混凝剂。
进一步地，亚铁盐混凝剂为三氯化铁水合物或硫酸亚铁水合物。
上述方案中，亚铁盐混凝剂可在废水中形成絮凝，将废水中的污染物进行沉降，同时，亚铁盐混凝剂中的铁离子残留在废水中，可随着水体进入流化床芬顿塔，参与氧化反应，降低后续亚铁离子的添加量。
进一步地，步骤(2)中混合废水调节pH值至3.5-4。
进一步地，步骤(2)中调节流化床芬顿塔处理后废水的pH值为6.5-8。
进一步地，步骤(2)中流化床芬顿塔包括塔体，塔体内部倾斜设置有若干挡板，挡板与塔体固定连接，挡板与塔体之间设置有流通孔，流通孔内设置有滤网，相邻挡板之间设置有催化剂。
进一步地，塔体内部设置有搅拌装置，搅拌装置设置于所述塔体底部。
上述方案中，对现有技术中的流化床芬顿塔的结构进行调整，在塔体内部增设挡板，挡板为倾斜的，挡板之间设置有催化剂，通过该设置，提高水体在芬顿塔内停留的时间，增加水体与催化剂的接触面积，进而提高对水体中有机物的高级氧化效果，降低污泥的产量；在塔体底部设置搅拌装置，利用搅拌装置将进水中的过氧化氢和亚铁离子等进行充分混合接触，提高氧化效果。
进一步地，步骤(3)中膜过滤处理包括超滤膜过滤处理和反渗透膜过滤处理。
上述方案中，超滤处理可以滤除废水中的悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等物质，超滤的回收率可达到95％以上，反渗透过滤的精度更高，操作压力更大，可以进一步的滤除废水中的杂质，对高分子有机物、无机盐等具有较好的过滤效果，但是产水效率较低，本申请中设置两级反渗透膜过滤处理，进一步减少浓缩液中的含水率，提高后续操作的效率；本申请中将超滤处理和反渗透处理进行结合，可充分的提高过滤效果，去除废水中的污染物。
进一步地，超滤膜过滤处理采用管式超滤膜，反渗透膜过滤处理采用蝶管式膜。
进一步地，步骤(3)中蒸发浓缩处理采用MVR蒸发处理。
上述方案中，MVR蒸发处理过程将现有蒸发过程产生蒸汽进行压缩，提高蒸汽的温度和压力，然后重新作为热源对废水进行加热，该过程中无需额外消耗能源，实现了能源的再利用，降低废水处理成本。
本发明所产生的有益效果为：
1、本发明中先分别对两个车间产生的废水进行预处理，去除废水中的污染物和固体脂肪酸等物质，避免将两者混合产生更难以去除的污染物，然后将预处理后的废水通入流化床芬顿塔内，通过高级氧化的方式去除废水中的有机污染物，使得有机污染物分解成二氧化碳和水，降低处理过程中污泥的产量；然后对废水进行沉降，利用废水中污染物浓度下降，废水中剩余SS污染物不稳定的特性，对废水中的SS污染物进行二次去除，最后采用膜过滤的方式去除废水中的剩余污染物，按照本申请中的操作顺序对废水进行处理，可提高废水的处理效果，降低废水的处理难度，使得处理后废水满足排放标准，同时，降低产生的污泥量，便于进行后续处理。
2、本申请中对流化床芬顿塔的结构进行改进，使得含过氧化氢和亚铁离子的废水与催化剂的接触时间更多，进而提高废水中有机污染物的去除效果，采用该流化床芬顿塔，只需进行一次处理即可，无需设置多个流化床芬顿塔，降低了投入成本，减小了占地面积。
附图说明
图1为该方法的流程图；
图2为流化床芬顿塔的结构图；
附图标记：1、塔体；2、挡板；3、滤网；4、催化剂；5、搅拌装置。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。
因此，以下对提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，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。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
一种贵金属粉体生产废水处理方法，包括以下步骤：
(1)收集银粉合成车间和研磨漂洗车间的废水，对收集的废水分别采用混凝沉淀法和气浮法进行预处理，混凝沉淀法处理时，投加硫酸亚铁水合物作为絮凝剂，投加量为50mg/L；气浮法处理时，向废水中通入15μm直径的气泡，利用气泡将水体中的固体脂肪酸进行聚集，收集预处理产生的污泥和漂浮物，并将预处理产生的废气通入生产车间原有的空气处理装置内进行处理后达标排放，然后将预处理后的废水混合，得混合废水；
(2)调节混合废水的pH值为3.5，然后将其通入流化床芬顿塔内进行反应，将反应过程中产生的废气通入生产车间原有的废气处理装置内进行处理，然后继续调节反应后废水的pH值为7，静置沉淀，将沉淀产生的污泥连同预处理产生的污泥脱水处理，获得泥饼，将泥饼转运至专门的处理机构进行处理；
其中，流化床芬顿塔包括塔体1，塔体1内部倾斜设置有若干挡板2，挡板2与塔体1固定连接，挡板2与塔体1之间设置有流通孔，倾斜设置的挡板2用于改变水体的流通角度，提高水体与催化剂的接触面积和接触时间，进而提高对水体中污染物的氧化效果；流通孔内设置有滤网3，相邻挡板2之间设置有催化剂，催化剂为现有催化剂SiG2，用于催化产生羟基自由基，滤网3用于对催化剂进行过滤，避免催化剂随着水体流走，塔体1内部设置有搅拌装置5，搅拌装置5设置于塔体1底部，通过搅拌装置5对进水进行混合，提高水体中污染物与过氧化氢和亚铁离子的接触效果，该流化床芬顿塔可一次性实现对废水中有机物的氧化降解，避免设置多个流化床芬顿塔，降低成本投入的同时，还能减小占地面积；
(3)将沉淀后的废水进行膜过滤处理，膜过滤处理包括超滤膜过滤处理和两级反渗透膜过滤处理，超滤膜过滤处理采用管式超滤膜，反渗透膜过滤处理采用蝶管式膜，膜过滤处理后产生的清水达标排放，产生的浓水进行MVR蒸发浓缩处理，蒸发浓缩过程中产生的冷凝水达标排放，蒸发浓缩过程产生的固体物质和泥饼转运至专业机构进行处理即可。
对比例1
在实施例1的基础上，将流化床芬顿塔改成目前常规的形式。
试验例
分别采用实施例1和对比例1中的方法和装置都同一批废水进行处理，测定处理后废水中各种污染物的含量，具体结果见表1-2。
表1：实施例1中废水中污染物含量
表2：对比例1中废水中污染物含量
通过表1和表2中的数据可以看出，采用不同的方法处的的废水，最终出水水质存在一定差别，采用实施例1中方法处理的废水符合出水标准，而采用对比例1中的方法处理的废水，废水中CODCr和BOD5不符合水体排放标准，实施例1与对比例1的区别在于采用的流化床芬顿塔不同，通过结果可以得知，采用本申请中的流化床芬顿塔可以提高对废水中污染物的处理效果，提高废水的出水水质。
Claims (6)
1.一种贵金属粉体生产废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）收集贵金属粉体合成车间和研磨漂洗车间的废水，对收集的废水分别采用混凝沉淀法和气浮法进行预处理，收集预处理产生的污泥和漂浮物，并将预处理产生的废气进行处理，然后将预处理后的废水混合，得混合废水；
（2）调节混合废水的pH值为酸性，然后将其通入流化床芬顿塔内进行反应，将反应过程中产生的废气进行处理，然后继续调节反应后废水的pH值弱酸至中性，静置沉淀，将沉淀产生的污泥连同预处理产生的污泥脱水处理，获得泥饼；
（3）将沉淀后的废水进行膜过滤处理，膜过滤处理后产生的清水达标排放，产生的浓水进行蒸发浓缩处理，蒸发浓缩过程中产生的冷凝水达标排放，蒸发浓缩过程产生的固体物质和泥饼转运处理即可；
所述贵金属粉体合成车间的废水含有高浓度的硝酸盐，所述研磨漂洗车间的废水含有固体脂肪酸和丙二醇；
所述贵金属为银粉；
所述混凝沉淀法是通过向贵金属粉体合成车间的废水中添加亚铁盐混凝剂，将废水中硝态氮还原为氨，所述亚铁盐混凝剂为硫酸亚铁水合物；
所述气浮法是通过气浮的方式使得研磨漂洗车间的废水中的固体脂肪酸漂浮在水体上层进行去除；
所述流化床芬顿塔包括塔体，所述塔体内部倾斜设置有若干挡板，所述挡板与所述塔体固定连接，所述挡板与所述塔体之间设置有流通孔，所述流通孔内设置有滤网，相邻所述挡板之间设置有催化剂；
所述膜过滤处理包括超滤膜过滤处理和反渗透膜过滤处理。
2.如权利要求1所述的贵金属粉体生产废水处理方法，其特征在于，步骤（2）中混合废水调节pH值至3.5-4。
3.如权利要求1所述的贵金属粉体生产废水处理方法，其特征在于，步骤（2）中调节流化床芬顿塔处理后废水的pH值为6.5-8。
4.如权利要求1所述的贵金属粉体生产废水处理方法，其特征在于，所述塔体内部设置有搅拌装置，所述搅拌装置设置于所述塔体底部。
5.如权利要求1所述的贵金属粉体生产废水处理方法，其特征在于，所述超滤膜过滤处理采用管式超滤膜，所述反渗透膜过滤处理采用蝶管式膜。
6.如权利要求1所述的贵金属粉体生产废水处理方法，其特征在于，步骤（3）中蒸发浓缩处理采用MVR蒸发处理。
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