申请日2015.07.28
公开(公告)日2015.10.21
IPC分类号C02F101/20; C02F9/04
摘要
本发明公开了一种常温铁氧体循环处理重金属污水的方法及装置，所述方法包括以下步骤：S1，在污水中先加入七水合硫酸亚铁，常温下有氧搅拌均匀;再加入氢氧化钠，隔绝空气搅拌15～30min;S2，然后将污水进行自然沉降，沉降后，进行固液分离;S3，固液分离后，上层清液排出，下层污泥取出备用;S4，在所述的污泥中加入氢氧化钠，并在空气中搅拌15min，得磁性污泥;S5，将该磁性污泥与步骤S1中的七水合硫酸亚铁一同加入污水中。本发明在常温下即可一次性有效去除污水中的多种重金属离子，反应时间短，排水水质高，循环过程中的污泥存在磁性，且磁性污泥可回收利用。
权利要求书
1.一种常温铁氧体循环处理重金属污水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，在污水中先加入七水合硫酸亚铁，常温下有氧搅拌均匀;再加入氢氧化钠，隔绝空气 搅拌15～30min;
S2，然后将污水进行自然沉降，沉降后，进行固液分离;
S3，固液分离后，上层清液排出，下层污泥取出备用;
S4，在所述的污泥中加入氢氧化钠，并在空气中搅拌15min，得磁性污泥;
S5，将该磁性污泥与步骤S1中的七水合硫酸亚铁一同加入污水中。
2.根据权利要求1所述的常温铁氧体循环处理重金属污水的方法，其特征在于，步骤S1 中，污水中总重金属质量：七水合硫酸亚铁质量=1:12～25。
3.根据权利要求2所述的常温铁氧体循环处理重金属污水的方法，其特征在于，步骤S1 中，对污水进行第一次处理时，加入的氢氧化钠的质量是七水合硫酸亚铁质量的6～7倍。
4.根据权利要求3所述的常温铁氧体循环处理重金属污水的方法，其特征在于，步骤S4中 加入的氢氧化钠的质量为步骤S1中加入的氢氧化钠质量的70%～80%。
5.根据权利要求4所述的常温铁氧体循环处理重金属污水的方法，其特征在于，当连续循 环处理第N次时，步骤S1中加入的七水合硫酸亚铁的质量为第N-1次时的80%～90%， 加入的氢氧化钠的质量为第N-1次时的70%～80%，其中，N≥2。
6.根据权利要求1所述的常温铁氧体循环处理重金属污水的方法，其特征在于，步骤S2 中，将污水进行自然沉降24h。
7.根据权利要求1～6任一项所述的常温铁氧体循环处理重金属污水的方法，其特征在于， 还包括：S0，常温条件下，在污水中加入消石灰进行中和预处理，使得污水的PH值为5～ 8。
8.根据权利要求7所述的常温铁氧体循环处理重金属污水的方法，其特征在于，所述的污 水为含有Cu、Zn、Cr、Ni、Cd或Pb中的一种或几种离子的污水。
9.实现权利要求1～8任一项所述方法的常温铁氧体循环处理重金属污水的装置，其特征在 于，包括：反应装置(1)、沉淀装置(2)、过滤装置(3)和脱水装置(4)，所述的反应装 置(1)中设有反应槽(5)和混合槽(6)，沉淀装置(2)中设有沉淀槽(7)，过滤装置 (3)中设有过滤槽(8)，所述的反应槽(5)分别与混合槽(6)和沉淀槽(7)连接，沉淀 槽(7)分别与过滤槽(8)、混合槽(6)和脱水装置(4)连接。
10.根据权利要求9所述的常温铁氧体循环处理重金属污水的装置，其特征在于，所述的反 应装置(1)采用型号为5000的不锈钢反应釜，沉淀装置(2)采用型号为LW-350的卧式 螺旋卸料沉降离心机，过滤装置(3)采用型号为XZS-450的过滤筛分机。
说明书
一种常温铁氧体循环处理重金属污水的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种常温铁氧体循环处理重金属污水的方法及装置，属于重金属污水处理 领域。
背景技术
我国水体重金属污染问题十分突出，已经由环境问题发展为社会问题。随着环境要求 提高，国家对于重金属污水排放标准越来越严格，电镀、半导体、矿山行业的排水要求也 越来越高，因此需要开发新的工艺，满足日益提高的环保标准。
目前常用的重金属污水处理方式有：化学沉淀法、反渗透法、离子交换法和吸附法 等。其中，化学沉淀法最为简单成熟，但是沉淀去除效率容易受到多方面因素的影响，效 果不稳定;传统的铁氧体循环处理法操作温度在70℃，能耗比较高，同时出水标准较低， 且产生大量的污泥，污泥需要深度处理。反渗透处理法需要进行严格的预处理，处理效果 较好，但成本较高。离子交换法是重金属离子与离子交换剂进行交换，达到去除废水中重 金属离子的方法，处理容量大，出水水质好，可回收重金属资源，对环境无二次污染，但 离子交换剂易氧化失效，再生频繁，操作费用高。吸附法是利用多孔性固态物质吸附去除 水中重金属离子的一种有效方法，工艺的关键是吸附剂，吸附剂的种类很多，常用的有活 性炭，但活性炭价格高，使用寿命短，需再生，操作费用高。因此当前急需一种新的重金 属污水处理技术来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种常温铁氧体循环处理重金属污水的方法及装置，它可以有 效解决现有技术中存在的问题，尤其是传统的铁氧体循环处理法操作温度在70℃，能耗比 较高，同时出水标准较低，且产生大量的污泥需要进行深度处理的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种常温铁氧体循环处理重金属 污水的方法，包括以下步骤：
S1，在污水中先加入七水合硫酸亚铁，常温下有氧搅拌均匀(时间不超过2分钟，搅 拌均匀即可);再加入氢氧化钠，隔绝空气搅拌15～30min;
S2，然后将污水进行自然沉降，沉降后，进行固液分离;
S3，固液分离后，上层清液排出，下层污泥取出备用;
S4，在所述的污泥中加入氢氧化钠，并在空气中搅拌15min，得磁性污泥;
S5，将该磁性污泥与步骤S1中的七水合硫酸亚铁一同加入污水中。
优选的，步骤S1中，加入氢氧化钠，隔绝空气搅拌30min，从而可以更有效的去除污 水中的重金属。
优选的，步骤S1中，污水中总重金属质量：七水合硫酸亚铁质量=1:12～25，利用该配 比并根据水中重金属离子总量来确定药品的添加量，不仅污水处理效果最好，而且生产成 本较低。
优选的，步骤S1中，对污水进行第一次处理时，加入的氢氧化钠的质量是七水合硫酸 亚铁质量的6～7倍，按照该限定条件确定氢氧化钠的投药量，从而可以达到较好的污水处 理效果，有效去除污水中的多种重金属离子，同时处理效率较高。
更优选的，步骤S1中，对污水进行第一次处理时，加入的氢氧化钠的质量是七水合硫 酸亚铁质量的6.4倍，从而可以达到更好的污水处理效果，有效去除污水中的多种重金属离 子，同时处理效率更高。
本发明的步骤S4中，加入的氢氧化钠的质量为步骤S1中加入的氢氧化钠质量的 70%～80%，按照该条件确定后期污水处理过程中氢氧化钠的投药量，从而可以达到较好的 污水处理效果。
优选的，当连续循环处理第N次时，步骤S1中加入的七水合硫酸亚铁的质量为第N-1 次时的80%～90%，加入的氢氧化钠的质量为第N-1次时的70%～80%，其中，N≥2， 从而可以一次性有效去除污水中的多种重金属离子，同时反应时间更短，处理效率更高， 且成本更低。
本发明的步骤S2中，将污水进行自然沉降24h，在条件允许的情况下，自然沉降可以 节省人工或机器分离的能源消耗;当然为了提高生产效率，也可以采用磁鼓分离机或其他 离心设备进行处理。
前述的常温铁氧体循环处理重金属污水的方法中，还包括：S0，常温条件下，在污水 中加入消石灰进行中和预处理，使得污水的PH值为5～8，从而可以减少处理后期氢氧化 钠的添加量，采用价格相对较低的消石灰，能节省一部分开支;另外，还有一定的杀菌消 毒作用;此外，还可以对废水的胶体微粒起到助凝的作用，并作为颗粒核增重剂，有助于 不溶物的分离。
上述方法中，所述的污水为含有Cu、Zn、Cr、Ni、Cd或Pb中的一种或几种离子的 污水。
实现前述方法的常温铁氧体循环处理重金属污水的装置，包括：反应装置、沉淀装 置、过滤装置和脱水装置，所述的反应装置中设有反应槽和混合槽，沉淀装置中设有沉淀 槽，过滤装置中设有过滤槽，所述的反应槽分别与混合槽和沉淀槽连接，沉淀槽分别与过 滤槽、混合槽和脱水装置连接。
优选的，所述的反应装置采用型号为5000的不锈钢反应釜，沉淀装置采用型号为LW- 350的卧式螺旋卸料沉降离心机，过滤装置采用型号为XZS-450的过滤筛分机，不仅成本 低，而且污水中重金属离子的脱除速率更高。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、可对电镀、矿山等行业产生的重金属污水进行处理，常温下即可一次性有效去 除污水中的多种重金属离子，有效克服了铁氧体氧化法处理过程中高能耗的问题，同时反 应时间短，占地面积小;
2、随着循环次数的增加，污泥的沉降速率逐渐加快，处理效率逐步提高;
3、沉降率低，污泥产量低;
4、能有效去除污水中的重金属，排水水质高，处理后的污水PH、重金属含量均达 标(参考污水综合排放标准GB8978-1996)，去除率达94%以上;
5、循环过程中的污泥存在磁性，且磁性污泥可回收利用，如用作催化剂等;
6、本发明从污水处理过程中的PH、重金属离子含量和沉降效果出发，通过调节氢 氧化钠、七水合硫酸亚铁的用量以及调整搅拌时间，使磁性污泥的含水率、沉降速率、纯 度、可利用性能得到最大优化，从而最大效率的去除了污水中的重金属离子;
7、本发明中的磁性污泥可以循环使用和再次利用，从而降低了污水处理成本;
8、污水处理成本较低，且处理药剂来源广泛;
9、本发明采用二价铁离子和部分三价，在碱性条件下生成铁氧体，将污水中的重 金属离子夹带脱除;采用沉降或磁性分离，将污泥再次用于污水处理，从而可以大大提高 污泥的沉降速率，进而提高污水中重金属离子的脱除速率。
