申请日2015.02.13
公开(公告)日2015.05.13
IPC分类号C02F9/06
摘要
本发明公开了一种含重金属表面处理废水的处理方法，经废水收集，一次反应工序添加氢氧化钠除去磷酸根，二次反应工序添加氢氧化钠除去铝离子，再经微电解反应工序将混合废水中的重金属离子进行还原，最后经钝化反应工序添加硫酸亚铁和氢氧化钠及CSE试剂，使混合废水中的重金属离子反应形成尖晶石型铁氧体沉淀排出。本发明避免钙盐沉淀的产生，实现了磷酸铁和氢氧化铝的回收利用，最终产生的污泥主要为铁氧体，其结构稳定，难溶于酸碱盐，无二次污染，脱水性好，易于分离。
权利要求书
1.一种含重金属表面处理废水的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)废水收集：将各股废水汇合在调节池(11)，形成混合废水，调节所述混合废水 的水质水量，所述混合废水的水质为磷酸盐≤30000mg/L、铝≤350mg/L、铬≤350mg/L、 铜≤350mg/L、镍≤350mg/L;
2)一次反应工序：所述混合废水进入一次反应池(12)，在所述一次反应池(12) 中添加硫酸铁，所述硫酸铁与混合废水中的磷酸根反应生成磷酸铁沉淀;所述一次反应 池(12)中还添加氢氧化钠，调节pH;
所述一次反应池(12)中反应后的悬浊液进入一次沉淀池(13)，静置沉降后，上 清液进入二次反应池(14)，底部沉淀排出;
3)二次反应工序：所述二次反应池(14)中添加氢氧化钠，调节pH，并与铝离子 反应生成氢氧化铝沉淀;
所述二次反应池(14)中反应后的悬浊液进入二次沉淀池(15)，静置沉降后，上 清液进入微电解反应器(16)，底部沉淀排出;
4)微电解反应工序：所述微电解反应器(16)内进行曝气，曝气量为5L/min，所 述电解反应器(16)中添加硫酸，调节pH，进行微电解反应，将混合废水中的重金属 离子进行还原;所述电解反应器(16)反应后的悬浊液进入钝化池(17);
5)钝化反应工序：所述钝化池(17)中添加硫酸亚铁，再加入氢氧化钠调节pH， 并加入CSE试剂，搅拌，使混合废水中的重金属离子反应形成尖晶石型铁氧体沉淀;
所述钝化池(17)反应后的悬浊液进入三次沉淀池(18)，静置沉降后，上清液达 标排放，底部沉淀排出。
2.根据权利要求1所述的含重金属表面处理废水的处理方法，其特征在于：步骤2) 中，所述一次反应池(12)中添加氢氧化钠，调节pH值为1.8-2.0;设置停留时间为2 小时。
3.根据权利要求1所述的含重金属表面处理废水的处理方法，其特征在于：步骤3) 中，所述二次反应池(14)中添加氢氧化钠，调节pH值为3.2-3.5;设置停留时间为30min。
4.根据权利要求1所述的含重金属表面处理废水的处理方法，其特征在于：步骤4) 中，所述微电解反应器(16)中添加硫酸，调节pH值为2.0-3.0。
5.根据权利要求1所述的含重金属表面处理废水的处理方法，其特征在于：步骤4) 中，所述微电解反应器(16)中设置停留时间为2.0-3.0h，保持ORP<300mv。
6.根据权利要求1所述的含重金属表面处理废水的处理方法，其特征在于：步骤4) 中，所述微电解反应器(16)中设有微电解填料，所述微电解填料的比重为1.1吨/m3， 比表面积为1.2m2/g，空隙率约为65%，所述微电解填料的各组分按质量百分比计分别 为Fe：75-85%、C：10-20%、催化剂：5%。
7.根据权利要求1所述的含重金属表面处理废水的处理方法，其特征在于：步骤5) 中，所述钝化池(17)中添加硫酸亚铁，使混合废水中物质的量之比即TFe：TM达到5～ 8:1，所述M为重金属离子，包括Cr3+、Ni2+;再加入氢氧化钠调节pH至9.5-10.0，并 加入1-3ppm的CSE试剂;所述钝化池(17)中保持ORP<280mv。
8.根据权利要求1所述的含重金属表面处理废水的处理方法，其特征在于：所述 二次沉淀池(15)和三次沉淀池(18)中添加3～5‰的PAM;所述PAM存储于PAM储 罐(23)中，PAM储罐(23)经四号计量泵(29)向所述二次沉淀池(15)输送PAM， PAM储罐(23)经九号计量泵(31)向所述三次沉淀池(18)输送PAM。
9.根据权利要求1所述的含重金属表面处理废水的处理方法，其特征在于：所述 一次反应池(12)、二次反应池(14)及所述钝化池(17)中添加的氢氧化钠均来自氢 氧化钠储罐(22)，所述氢氧化钠储罐(22)经一号计量泵(26)向所述一次反应池(12) 输送氢氧化钠，所述氢氧化钠储罐(22)经三号计量泵(27)向所述二次反应池(14) 输送氢氧化钠，所述氢氧化钠储罐(22)经七号计量泵(28)向所述钝化池(17)输送 氢氧化钠。
10.根据权利要求1至9任一所述的含重金属表面处理废水的处理方法，其特征在 于：步骤2)中，所述一次反应池(12)中反应后的悬浊液进入一次沉淀池(13)，静置 沉降后，上清液进入二次反应池(14)，底部沉淀排出，进入一次压滤池(34)进行沉 淀压滤，所得滤液和一次沉淀池(13)的上清液一起进入二次反应池(14);
步骤3)中，所述二次反应池(14)中反应后的悬浊液进入二次沉淀池(15)，静置 沉降后，上清液进入微电解反应器(16)，底部沉淀排出，进入二次压滤池(35)进行 沉淀压滤，所得滤液和二次沉淀池(15)的上清液一起进入微电解反应器(16);
步骤5)中，所述钝化池(17)反应后的悬浊液进入三次沉淀池(18)，静置沉降后， 上清液达标排放，底部沉淀排出，进入三次压滤池(36)进行沉淀压滤，所得滤液和三 次沉淀池(18)的上清液一起达标排放。
说明书
一种含重金属表面处理废水的处理方法
技术领域
本发明属于水处理领域，具体涉及一种含重金属表面处理废水的处理方法。
背景技术
在汽车行业中，汽车零部件的表面处理会产生大量废水，废水中含有硫酸、磷酸、 铬酸、镍、铝、有机物等，废水pH值较低。目前，厂家对废水的处理方式一般为分股 后采用石灰中和沉淀法。
这种处理方法具有以下缺点：
1、由于采用的中和剂为石灰，导致污泥中不仅含有大量金属氢氧化物，还含有大 量以硫酸钙为主的钙盐，污泥量大且疏水性差，固液分离困难;
2、废水分股处理导致设备投资大，工艺复杂;
3、由于以氢氧化物形式处理的含重金属污泥稳定性差，在中性和酸性条件下易返 溶，造成二次污染，故该类污泥属于危废，需后续委托相关资质单位处理，费用昂贵;
4、处理含铬酸废水时，需先添加还原剂将Cr(VI)还原为Cr(III)，再加碱沉淀。
上述缺点制约了石灰中和沉淀法的应用，也给废水处理带来不可避免的技术难题， 亟需采用新的技术方案来解决。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种流程简单、操作方便、 成本低廉且能稳定达标，并同时实现污泥无害化、资源化的含重金属表面处理废水的处 理方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种含重金属表面处理废水的处理方法，包括以下步骤：
1)废水收集：将各股废水汇合在调节池，形成混合废水，调节所述混合废水的水 质水量，所述混合废水的水质为磷酸盐≤30000mg/L、铝≤350mg/L、铬≤350mg/L、铜 ≤350mg/L、镍≤350mg/L;
2)一次反应工序：所述混合废水进入一次反应池，在所述一次反应池中添加硫酸 铁，所述硫酸铁与混合废水中的磷酸根反应生成磷酸铁沉淀;所述一次反应池中还添加 氢氧化钠，调节pH;
所述一次反应池中反应后的悬浊液进入一次沉淀池，静置沉降后，上清液进入二次 反应池，底部沉淀排出;
3)二次反应工序：所述二次反应池中添加氢氧化钠，调节pH，并与铝离子反应生 成氢氧化铝沉淀;
所述二次反应池中反应后的悬浊液进入二次沉淀池，静置沉降后，上清液进入微电 解反应器，底部沉淀排出;
4)微电解反应工序：所述微电解反应器内进行曝气，曝气量为5L/min，所述电解 反应器中添加硫酸，调节pH，进行微电解反应，将混合废水中的重金属离子进行还原; 所述电解反应器反应后的悬浊液进入钝化池;
5)钝化反应工序：所述钝化池中添加硫酸亚铁，再加入氢氧化钠调节pH，并加入 CSE试剂，搅拌，使混合废水中的重金属离子反应形成尖晶石型铁氧体沉淀;
所述钝化池反应后的悬浊液进入三次沉淀池，静置沉降后，上清液达标排放，底部 沉淀排出。
进一步的，在本发明中，步骤2)中，所述一次反应池中添加氢氧化钠，调节pH 值为1.8-2.0;设置停留时间为2小时。
进一步的，在本发明中，步骤3)中，所述二次反应池中添加氢氧化钠，调节pH 值为3.2-3.5，设置停留时间为30min。
进一步的，在本发明中，步骤4)中，所述微电解反应器中添加硫酸，调节pH值 为2.0-3.0。
进一步的，在本发明中，步骤4)中，所述微电解反应器中设置停留时间为2.0-3.0h， 保持ORP<300mv。
进一步的，在本发明中，步骤4)中，所述微电解反应器中设有微电解填料，所述 微电解填料的比重为1.1吨/m3，比表面积为1.2m2/g，空隙率约为65%，所述微电解填 料的各组分按质量百分比计分别为Fe：75-85%、C：10-20%、催化剂：5%。
进一步的，在本发明中，步骤5)中，所述钝化池中添加硫酸亚铁，使混合废水中 物质的量之比即TFe：TM达到5～8:1，所述M为重金属离子，包括Cr3+、Ni2+;再加入 氢氧化钠调节pH至9.5-10.0，并加入1-3ppm的CSE试剂;所述钝化池中保持 ORP<280mv。
进一步的，在本发明中，所述二次沉淀池和三次沉淀池中添加3～5‰的PAM;所述 PAM存储于PAM储罐中，PAM储罐经四号计量泵向所述二次沉淀池15输送PAM，PAM 储罐经九号计量泵向所述三次沉淀池输送PAM。
进一步的，在本发明中，所述一次反应池、二次反应池及所述钝化池中添加的氢氧 化钠均来自氢氧化钠储罐，所述氢氧化钠储罐经一号计量泵向所述一次反应池输送氢氧 化钠，所述氢氧化钠储罐经三号计量泵向所述二次反应池输送氢氧化钠，所述氢氧化钠 储罐经七号计量泵向所述钝化池输送氢氧化钠。
进一步的，在本发明中，步骤2)中，所述一次反应池中反应后的悬浊液进入一次 沉淀池，静置沉降后，上清液进入二次反应池，底部沉淀排出，进入一次压滤池进行沉 淀压滤，所得滤液和一次沉淀池的上清液一起进入二次反应池;
步骤3)中，所述二次反应池中反应后的悬浊液进入二次沉淀池，静置沉降后，上 清液进入微电解反应器，底部沉淀排出，进入二次压滤池进行沉淀压滤，所得滤液和二 次沉淀池的上清液一起进入微电解反应器;
步骤5)中，所述钝化池反应后的悬浊液进入三次沉淀池，静置沉降后，上清液达 标排放，底部沉淀排出，进入三次压滤池进行沉淀压滤，所得滤液和三次沉淀池的上清 液一起达标排放。
有益效果：本发明与传统的技术方案相比，具有以下改进之处：
1、本方案使用氢氧化钠来提高pH，避免带入钙离子，从而防止了大量钙盐沉淀的 产生;
2、本方案实现了较高品质的磷酸铁的回收，其可用于制造磷酸锂铁电极材料，同 时规避了磷酸根对后续工艺的干扰作用;
3、本方案实现了氢氧化铝的回收利用，其可作为电解铝行业、阻燃剂等的基础原 料，同时规避了铝离子及其氢氧化物对后续工艺的干扰作用;
4、本方案最终产生的污泥主要为铁氧体，其结构稳定，难溶于酸碱盐，无二次污 染;脱水性好，易于分离;具有磁性，可回收利用至其他行业;
5、本方案将各股废水汇合处理，减少了设备投资和占地面积;
6、采用微电解法还原铬酸根，既为接下来的铁氧体法提供了大量铁源，大大减少 了常规铁氧体法需要添加的硫酸亚铁量，同时还可以去除废水中存在的一些有机物和其 他难降解物质。
