申请日2018.01.26
公开(公告)日2018.05.18
IPC分类号C02F9/04; C01F11/46; C01G45/02; C01B32/215; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种膨胀石墨废水处理方法，通过初沉池、锰处理回收池、硫酸钙生成池、pH值调节池，然后出水循环利用。经本发明的方法处理的膨胀石墨废水，其pH值为7‑8，SS小于70mg/L，Mn2+小于2mg/L，达到《污水综合排放标准》一级排放标准，处理后废水能够进行循环利用。通过本发明的技术方案，膨胀石墨生产废水先通过预处理后，再经过回用处理，使得经过处理后的最终废水达到回用水要求，全部进行循环利用，实现了水资源的再利用。利用本发明废水处理效果好，工艺流程简短，且所需设备投资少，占地省，不使用额外化学中和药剂，运行费用低，易于操作控制，无废物、废水产生，均全部回收利用，有利于节能环保，具有较高的经济效益和环境效益。
权利要求书
1.一种膨胀石墨废水处理方法，其特征在于：所述膨胀石墨废水依次经过初沉池、锰处理回收池、硫酸钙生成池和pH值调节池后被回收利用。
2.根据权利要求1所述的膨胀石墨废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)膨胀石墨粉的回收利用：所述膨胀石墨废水进入初沉池内，经过静沉，膨胀石墨废水的膨胀石墨粉沉淀到池体底部，收集池体底部的膨胀石墨粉回收利用;
(2)锰离子的回收利用：经步骤(1)初沉处理后的废水进入锰处理回收池，加入氧化型金属捕获剂，产生锰沉淀物，经过静沉后回收池底部的锰沉淀物;
(3)硫酸钙的生成：经步骤(2)处理后的废水进入硫酸钙生成池，加入碳酸钙，形成硫酸钙沉淀，经过静沉后回收底部的硫酸钙沉淀;
(4)pH调节：经步骤(3)处理后的废水进入pH值调节池，加入经步骤(1)初沉处理后的废水进行pH调节至6.5-8.0，即得到可循环利用的工业用水。
3.根据权利要求2所述的膨胀石墨废水处理方法，其特征在于：步骤(1)中，所述膨胀石墨废水在初沉池内静沉时的水力停留时间为1-3h。
4.根据权利要求2所述的膨胀石墨废水处理方法，其特征在于：步骤(2)中，所述氧化型金属捕获剂为过氧化钙，所述锰沉淀物为水合二氧化锰沉淀。
5.根据权利要求4所述的膨胀石墨废水处理方法，其特征在于：步骤(2)中，所述过氧化钙的初始反应量为1.8-2.2g/L;静沉时间为0.5-1.5h;反应完成后，锰处理回收池内的pH为10-11。
6.根据权利要求2所述的膨胀石墨废水处理方法，其特征在于：步骤(3)中，所述碳酸钙的初始反应量为13-15g/L;静沉时间为0.5-1.5h。
7.根据权利要求2所述的膨胀石墨废水处理方法，其特征在于：步骤(4)中，经步骤(3)处理后的废水与经步骤(1)初沉处理后的废水按照100-1000：1的体积比混合进行pH调节。
8.根据权利要求1-7任一项所述的膨胀石墨废水处理方法，其特征在于：所述初沉池、锰处理回收池、硫酸钙生成池和pH值调节池内均设有防腐防酸的内衬;所述锰处理回收池、硫酸钙生成池和pH值调节池内还设有混合搅拌装置。
说明书
一种膨胀石墨废水处理方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种膨胀石墨废水处理方法。
背景技术
石墨是世界上分布广泛的一种非金属矿物原料，资源丰富。由于具有众多特殊性能，因而广泛应用于冶金、机械、化工、航空航天以及核工业等领域。随着石墨加工技术的不断发展，石墨各种深加工产品的不断开发，石墨在各工业部门及高科技领域中成为越来越不可或缺的原料之一。膨胀石墨是制造柔性石墨的中间产品，是由天然鳞片石墨经化学或电化学插层处理、水洗、干燥、高温膨化制得的。膨化之后的石墨呈蠕虫状，由于天然鳞片石墨沿微晶C轴方向膨胀数十倍到数百倍，从而在膨胀石墨内部和表面形成许多微小的孔，使表面积大大增加，因此其可作为良好的吸附材料。膨胀石墨作为天然石墨的深加工产品之一，具有石墨的耐高低温、耐腐蚀、耐辐射、润滑性能好、高导热导电等优异性能，而且由于体轻多孔，质地柔软，还具有良好的吸附性、黏结性好、隔音隔热性好、良好的压缩回弹性和密封性等一系列新的优异性能，已在环境保护、化工催化、新能源、航天、机械、冶金、电力、生物医学、复合材料、军事、原子能、石油化工等领域中广泛应用。
随着膨胀石墨深加工产品在国内外市场需求量日益增大，据不完全统计，目前国内具有石墨深加工企业几千家，由此石墨加工企业排放的生产废水量也在不断增加。在对各石墨深加工企业的调查，其主要为膨胀石墨加工。可膨胀石墨加工是为提纯石墨的含量，加工过程中每加工1t石墨产品，硫酸用量高达3t，高锰酸钾100～200kg，总用水量在100t以上。
膨胀石墨生产废水的特点是强酸性，总悬浮物含量、金属离子含量高。目前常用的处理方法是加碱中和，再加絮凝剂絮凝，后沉淀分离，再加化学物质去除。这样虽然能够大大降低废水中的污染指标，但运行费用高，且达不到日益严格的环保要求，污泥处理不好易造成二次污染，更谈不上废水及其水中污染物质的回收利用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种膨胀石墨废水处理方法，以解决传统处理膨胀石墨废水对金属离子以及硫酸根离子效果较差，处理成本高，较难达到《污水综合排放标准》的二级排放标准的技术问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为一种膨胀石墨废水处理方法，所述膨胀石墨废水依次经过初沉池、锰处理回收池、硫酸钙生成池和pH值调节池后被回收利用。
一种膨胀石墨废水处理方法，包括以下步骤：
(1)膨胀石墨粉的回收利用：所述膨胀石墨废水进入初沉池内，经过静沉，膨胀石墨废水的膨胀石墨粉沉淀到池体底部，收集池体底部的膨胀石墨粉回收利用;
(2)锰离子的回收利用：经步骤(1)初沉处理后的废水进入锰处理回收池，加入氧化型金属捕获剂，产生锰沉淀物，经过静沉后回收池底部的锰沉淀物;
(3)硫酸钙的生成：经步骤(2)处理后的废水进入硫酸钙生成池，加入碳酸钙，形成硫酸钙沉淀，经过静沉后回收底部的硫酸钙沉淀;
(4)pH调节：经步骤(3)处理后的废水进入pH值调节池，加入经步骤(1)初沉处理后的废水进行PH调节至6.5-8.0，即得到可循环利用的工业用水。
优选的，步骤(1)中，所述膨胀石墨废水在初沉池内静沉时的水力停留时间为1-3h。
优选的，步骤(2)中，所述氧化型金属捕获剂为过氧化钙，所述锰沉淀物为水合二氧化锰沉淀。
进一步，步骤(2)中，所述过氧化钙的初始反应量为1.8-2.2g/L;静沉时间为0.5-1.5h;反应完成后，锰处理回收池内的pH为10-11。
进一步，步骤(3)中，所述碳酸钙的初始反应量为13-15g/L;静沉时间为0.5-1.5h。
优选的，步骤(4)中，经步骤(3)处理后的废水与经步骤(1)初沉处理后的废水按照100-1000：1的体积比混合进行pH调节。
优选的，所述初沉池、锰处理回收池、硫酸钙生成池和pH值调节池内均设有防腐防酸的内衬;所述锰处理回收池、硫酸钙生成池和pH值调节池内还设有混合搅拌装置。
与现有技术先比，本发明的有益技术效果：
(1)本发明在处理废水时，通过分步加入处理剂，逐步进行反应，使废水中的相关离子更容易进行反应并彻底析出，能够使废水中反应生成的沉淀物快速沉淀，从而有效提高废水的处理效果以及回收效率。
(2)本发明的废水进入初沉池，经过一段时间静沉，通过自然沉淀法大部分膨胀石墨粉沉淀到池体底部，定期收集池体底部膨胀石墨粉进行回收循环利用，提高了生产效益。
(3本发明在锰离子回收处理中，加入氧化型金属捕获剂，产生锰沉淀物，经过静沉后，定期回收池底部的金属锰。该处理方法能够避免加入化学絮凝剂，节约资金，产生的污泥避免造成二次污染，而且能够回收利用金属资源。
(4)本发明选择过氧化钙作为金属捕捉剂，其能够直接与Mn2+生成棕色的水合二氧化锰沉淀MnO(OH)2，进而可以生产二氧化锰工业产品。
(5)本发明在经锰回收处理后的废水中加入廉价粉状石灰石，水中的Ca2+反应生成常温下难容于水的白色细小固体CaSO4沉淀，以从而达到去除废水中SO42-的目的，而CaSO4沉淀通过自然沉降后，积累在池底，定期回收池底部的CaSO4沉淀，可以作为石膏及硫酸钙晶须的原料。
(6)本发明最后将经废水引入pH值调节池内，引入部分初沉池处理后酸性废水，对其pH值进行调节，pH调节到膨胀石墨生产用水的pH值即可，可节省大量水资源，而且引入酸性废水调节可以节省大量强酸，节约生产成本。
(7)本发明所使用的所有池体均设有内衬，内衬为防腐、防酸的材料，避免在污水处理过程中，由于酸性或腐蚀性物质对池体进行腐蚀，延长设备的使用寿命，降低生产及运行成本。
(8)本发明的锰处理回收池、硫酸钙生成池、pH值调节池均有混合搅拌装置，提高反应效率，均具有一定水力停留时间，有利于提高废水处理效率及资源回收。
综合上述，本发明的投资及建设费用低，运行费用低，处理成本低，易于操作控制，节约人力资源，废水处理速度快，净化效果好。利用本发明的方法能够将废水内所有物质进行循环利用，不产生剩余污泥，不产生二次污染，实现废水零排放，利用本发明的方法处理后的污水符合污水综合排放标准一级标准，并能够进行循环利用，本发明的方法尤其适合参与市场竞争的中小企业采用。
