申请日2017.05.25
公开(公告)日2017.08.22
IPC分类号C02F9/04; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种重金属离子废水处理系统，包括预处理池，用于预处理重金属离子废水;废水酸碱性中和装置，连通于所述预处理池;反渗透膜过滤系统，连通于所述预处理池;吸附处理系统，连通于所述预处理池;排放调节池，分别连通于所述吸附处理系统、反渗透膜过滤系统;搅拌器，组装于所述预处理池和排放调节池中;其中，所述吸附处理系统设有吸附柱，该吸附柱中填充有吸附材料，该吸附材料含有氨基、羧基、羟基、磺酸基、巯基中的至少一种基团。本发明还公开了一种重金属离子废水处理系统的废水处理方法。
权利要求书
1.一种重金属离子废水处理系统，其特征在于，包括
预处理池，用于预处理重金属离子废水;
废水酸碱性中和装置，连通于所述预处理池;
反渗透膜过滤系统，连通于所述预处理池,用于获取所述预处理池的上清液并对该上清液进行反渗透过滤处理，得到膜浓水和膜产水，以及用于将所述膜浓水返回至预处理池;
吸附处理系统，连通于所述预处理池，用于获取所述预处理池的上清液并对该上清液进行吸附处理，得到柱产水;
排放调节池，分别连通于所述吸附处理系统、反渗透膜过滤系统，所述排放调节池用于配比混合所述柱产水和膜产水，得到外排水，该外排水的重金属离子浓度小于0.1mg/L;
搅拌器，组装于所述预处理池和排放调节池中;
其中，所述吸附处理系统设有吸附柱，该吸附柱中填充有吸附材料，该吸附材料含有氨基、羧基、羟基、磺酸基、巯基中的至少一种基团。
2.根据权利要求1所述的重金属离子废水处理系统，其特征在于，所述吸附柱之间并联。
3.根据权利要求1所述的重金属离子废水处理系统，其特征在于，所述吸附柱之间串联。
4.根据权利要求1所述的重金属离子废水处理系统，其特征在于，所述吸附材料为柔性多孔高分子聚合材料。
5.根据权利要求4所述的重金属离子废水处理方法，其特征在于，所述柔性多孔高分子聚合材料压缩后的体积与常态下的体积比为1：5～1:20。
6.根据权利要求1所述的重金属离子废水处理系统，其特征在于，从所述预处理池分别进入所述反渗透膜过滤系统和吸附处理系统的上清液流量比为0.1～10。
7.一种利用权利要求1-6任一项所述的重金属离子废水处理系统处理废水的方法，其特征在于：包括以下步骤，
预处理：
将重金属离子废水排入预处理池，
调控预处理池的pH值，中和重金属离子废水的酸碱性，
获取预处理池的上层清液;
反渗透过滤处理：
将预处理池中部分上层清液通入反渗透膜过滤系统，利用反渗透膜对之进行过滤，获得膜浓水和膜产水，
将所述膜浓水返回至预处理池;
吸附处理：
将预处理池中部分上层清液通入吸附处理系统，利用吸附柱对之进行吸附处理，获得柱产水;
排放处理：
将所述膜产水和所述柱产水在排放调节池混合，得到外排水，该外排水的重金属离子浓度小于0.1mg/L。
8.根据权利要求1所述的重金属离子废水处理方法，其特征在于，在调控预处理池的pH值步骤中，利用碱液对重金属离子废水进行中和处理。
9.根据权利要求2所述的重金属离子废水处理方法，其特征在于，所述碱液包括石灰、石灰石、碳酸钠、苛性钠、氢氧化钠中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的重金属离子废水处理方法，其特征在于，控制所述pH值在3.0～10.0之间。
说明书
一种重金属离子废水处理系统及其废水处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理、化学等领域，具体为一种重金属离子废水处理系统及其废水处理方法。
背景技术
目前我国采矿、冶金、化工、电镀、机械、电子、仪表等行业生产过程中造成的水体污染情况比较严重，也是产生水体中重金属的重要来源。水体中重金属主要指汞、铬、镉、砷、铜、锌、钴、镍、铅等，其通过食物链的放大和富集作用对自然环境和人类健康造成极大的危害。
近年来国内外处理水中重金属方法很多，主要有吸附法、化学法、反渗透法、电化学法、离子交换法等。虽然重金属废水的常规处理已普遍施行，但由于工业废水组分复杂、重金属形态各异，面对日益严格的提标减排要求，目前仍缺乏经济高效的深度处理技术。膜分离法是一种较好的可以深度净化废水中重金属的方法，可以实现水的资源化，然而，膜分离法存在膜浓水的排放问题，也是限制其广泛应用的重大技术瓶颈。吸附法是一种常用的低成本废水处理方法，吸附材料对污染物的吸附容量大，材料可再生利用，使用成本较低，而且通过解吸饱和的吸附材料，可以实现重金属材料的资源化回收利用。但在实际应用中，吸附法也存在问题。一方面在高盐高TDS条件下，极大影响到对重金属的吸附性能，另一方面因工作稳定性的制约，难以实现废水的深度处理与资源化，排放水质不稳定，排放不达标，存在较多污染隐患等缺点，因此选择合适的特异性吸附材料是吸附法处理重金属废水的关键。
发明内容
本发明的目的是：提供一种重金属离子废水处理系统，有效处理废水中的至少一种重金属离子，使外排水的重金属离子浓度小于0.1mg/L，达到排放标准。
实现上述目的的技术方案是：一种重金属离子废水处理系统，包括预处理池，用于预处理重金属离子废水;废水酸碱性中和装置，连通于所述预处理池;反渗透膜过滤系统，连通于所述预处理池,用于获取所述预处理池的上清液并对该上清液进行反渗透过滤处理，得到膜浓水和膜产水，以及用于将所述膜浓水返回至预处理池;吸附处理系统，连通于所述预处理池，用于获取所述预处理池的上清液并对该上清液进行吸附处理，得到柱产水;排放调节池，分别连通于所述吸附处理系统、反渗透膜过滤系统，所述排放调节池用于配比混合所述柱产水和膜产水，得到外排水，该外排水的重金属离子浓度小于0.1mg/L;搅拌器，组装于所述预处理池和排放调节池中;其中，所述吸附处理系统设有吸附柱，该吸附柱中填充有吸附材料，该吸附材料含有氨基、羧基、羟基、磺酸基、巯基中的至少一种基团。
在本发明一具体实施例中，所述吸附柱之间并联。
在本发明一具体实施例中，所述吸附柱之间串联。
在本发明一具体实施例中，所述吸附材料为柔性多孔高分子聚合材料。
在本发明一具体实施例中，所述柔性多孔高分子聚合材料压缩后的体积与常态下的体积比为1：5～1:20。
在本发明一具体实施例中，从所述预处理池分别进入所述反渗透膜过滤系统和吸附处理系统的上清液的流量比为0.1～10。
本发明的另一个目的在于：提供一种利用重金属离子废水处理系统处理废水的方法。
实现上述目的的技术方案是：一种利用重金属离子废水处理系统处理废水的方法，包括以下步骤，预处理：将重金属离子废水排入预处理池，调控预处理池的pH值，中和重金属离子废水的酸碱性，获取预处理池的上层清液;反渗透过滤处理：将预处理池中部分上层清液通入反渗透膜过滤系统，利用反渗透膜对之进行过滤，获得膜浓水和膜产水，将所述膜浓水返回至预处理池;吸附处理：将预处理池中部分上层清液通入吸附处理系统，利用吸附柱对之进行吸附处理，获得柱产水;排放处理：将所述膜产水和所述柱产水以一定的比例在排放调节池混合得到外排水，使该外排水的重金属离子浓度小于0.1mg/L。
在本发明一具体实施例中，在调控预处理池的pH值步骤中，利用碱液对重金属离子废水进行中和处理。
在本发明一具体实施例中，所述碱液包括石灰、石灰石、碳酸钠、苛性钠、氢氧化钠中的至少一种。
在本发明一具体实施例中，控制所述pH值在3.0～10.0之间。
进一步地，所述重金属离子废水为含镍废水时，所述预处理中pH值调制至6.0-8.0。
进一步地，所述重金属离子废水为含铜废水时，所述预处理中pH值调制至8.0-10.0。
进一步地，所述重金属离子废水为含铬废水时，所述预处理中pH值调制至7.0-9.0。
进一步地，所述重金属离子废水为含砷废水时，所述预处理中pH值调制至3.0-5.0。
本发明的优点是：本发明的重金属离子废水处理系统及其废水处理方法，有效处理废水中的至少一种重金属离子，使外排水的重金属离子浓度小于0.1mg/L，达到排放标准;同时采用的吸附材料具有多孔结构，不易被堵塞，流体力学性能较好，传质性能好，便于水中重金属离子在其内部孔结构中的迁移，及与内表面孔结构中活性官能团的结合，形成稳定的络合物或螯合物。吸附材料在吸附饱和后可再生，再生后吸附能力可恢复95%以上，并可循环利用多次;吸附材料是一种柔性材料，可以被压缩为常态下的体积(原始体积)的五分之一到二十分之一，便于进行固废或实现资源化回收利用，极大的降低重金属废水的处理成本。
