申请日2018.07.11
公开(公告)日2018.11.02
IPC分类号C02F9/04; C02F101/30; C02F101/20
摘要
本发明提供一种去除废水中重金属的处理系统，包括混凝池、芬顿反应池和污泥浓缩池，所述混凝池、芬顿反应池和污泥浓缩池依次连通形成一循环系统，所述混凝池用于将废水与混凝剂进行混凝反应以及将废水与化学污泥进行吸附反应以去除废水中的重金属离子，所述芬顿反应池用于将所述混凝池产生的沉淀出水与芬顿试剂进行芬顿反应并产生化学污泥，所述污泥浓缩池用于将所述芬顿反应池产生的化学污泥进行浓缩后回流至所述混凝池以进行吸附反应。本发明还提供一种去除废水中重金属的方法。本发明最大限度发挥芬顿反应产生的化学污泥的吸附作用，降低混凝剂投加量，从而减小废水处理工艺的总成本。
权利要求书
1.一种去除废水中重金属的处理系统，其特征在于，包括混凝池、芬顿反应池和污泥浓缩池，所述混凝池、芬顿反应池和污泥浓缩池依次连通形成一循环系统，所述混凝池用于将废水与混凝剂进行混凝反应以及将废水与化学污泥进行吸附反应以去除废水中的重金属离子，所述芬顿反应池用于将所述混凝池产生的沉淀出水与芬顿试剂进行芬顿反应并产生化学污泥，所述污泥浓缩池用于将所述芬顿反应池产生的化学污泥进行浓缩后回流至所述混凝池以进行吸附反应。
2.如权利要求1所述的去除废水中重金属的处理系统，其特征在于，所述混凝池包括反应区和沉淀区，所述反应区、沉淀区、芬顿反应池和污泥浓缩池依次连通，所述污泥浓缩池连接于所述反应区，使所述反应区、沉淀区、芬顿反应池和污泥浓缩池连接形成一循环系统，所述反应区用于将所述废水与混凝剂进行混凝反应以及所述废水与化学污泥进行吸附反应，所述沉淀区用于对进行混凝反应和吸附反应后的废水与化学污泥进行沉淀和排泥处理。
3.一种去除废水中重金属的方法，所述重金属包括锑，其特征在于，包括如下步骤:
步骤A.将废水与混凝剂在混凝池中进行混凝反应以使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，沉淀后出水;
步骤B.将经过经过步骤A处理后的废水排入芬顿反应池内，与芬顿试剂进行芬顿反应以对废水中难降解有机物进行氧化降解，调节pH至中性，沉淀以产生化学污泥;
步骤C.将芬顿反应产生的化学污泥回流至所述混凝池，并搅拌废水与所述化学污泥进行吸附反应以使化学污泥吸附废水中的重金属离子，沉淀后出水;
步骤D.将经过步骤C处理后的废水排入所述芬顿反应池内，与芬顿试剂进行芬顿反应后，调节pH至中性，沉淀后出水排放，并产生用于下一吸附反应的化学污泥。
4.如权利要求3所述的去除废水中重金属的方法，其特征在于，化学污泥回流至所述混凝池的回流量为所述芬顿反应池产生的化学污泥的最大量。
5.如权利要求3所述的去除废水中重金属的方法，其特征在于，所述混凝剂选自聚硫酸铁(PFS)、氯化铁以及聚氯化铁中的一种或多种。
6.如权利要求3所述的去除废水中重金属的方法，其特征在于，所述步骤A和所述步骤C之前，还包括废水与混凝剂在所述混凝池的进水管道中进行凝聚反应。
7.如权利要求3所述的去除废水中重金属的方法，其特征在于，所述步骤C中，当所述芬顿反应池产生的化学污泥全部回流至所述混凝池的反应区中，所述混凝池的反应区中的化学污泥的浓度[Fe]=K/[Sb]，化学污泥在混凝池的反应区的停留时间T=K*t1/([Sb]*t2*[芬顿])，其中，t1表示混凝池的反应区中的水力停留时间，t2表示芬顿反应池中的水力停留时间，[Sb]表示出水水质要求的锑浓度，[芬顿]表示芬顿反应池中的芬顿试剂的浓度，K为经验常数，所述经验常数K的范围值为0.5×10-9～2×10-9。
8.如权利要求3所述的去除废水中重金属的方法，其特征在于，所述步骤C中，所述混凝池中的水力停留时间控制在1-3h。
9.如权利要求3所述的去除废水中重金属的方法，其特征在于，将所述化学污泥回流至所述混凝池之前，还包括将所述化学污泥进行浓缩处理。
10.如权利要求3所述的去除废水中重金属的方法，其特征在于，所述步骤C包括：将所述废水与化学污泥置于所述混凝池的反应区进行吸附反应，随后排入所述混凝池的沉淀区进行沉淀并进行排泥处理，沉淀时间为20-40min。
说明书
去除废水中重金属的处理系统及方法
技术领域
本发明涉及污废水处理领域，尤其是涉及一种去除废水中重金属的处理系统及方法。
背景技术
随着环保事业的不断推进，工业废水中各类污染物的排放标准日益严格。而以印染废水为代表的工业废水，含有大量成分复杂、种类繁多且难生物降解的有机物。为去除废水中难降解有机物，提高废水可生化性，芬顿工艺被广泛应用。芬顿工艺能对很多种类的有机物进行氧化降解，这是由于芬顿反应的本质是H2O2在Fe2+的催化作用下能生成氧化还原电位仅次于F2的·OH，但Fe2+在催化H2O2反应生成·OH后，大部分被氧化为三价铁的水合氧化物，从而失去催化作用，变为含铁量很高的底泥。目前，芬顿反应底泥的处理回用是很多污水处理厂面临的一大难题。
除难降解有机物外，工业废水中还含有浓度低但生物毒性大的多种重金属特征污染物。为保证水质安全，控制生态风险，必须将水体中的重金属离子浓度控制在安全范围内。在重金属尤其是微量阴离子形态重金属去除领域，目前，用铁盐或铝盐进行混凝是最常用最有效的去除重金属的工艺。铁盐或铝盐水解后产生的水合氧化物吸附是混凝沉淀去除金属离子的主要机理之一。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种去除废水中重金属的处理系统及方法。
本发明提供一种去除废水中重金属的处理系统，包括混凝池、芬顿反应池和污泥浓缩池，所述混凝池、芬顿反应池和污泥浓缩池依次连通形成一循环系统，所述混凝池用于将废水与混凝剂进行混凝反应以及将废水与化学污泥进行吸附反应以去除废水中的重金属离子，所述芬顿反应池用于将所述混凝池产生的沉淀出水与芬顿试剂进行芬顿反应并产生化学污泥，所述污泥浓缩池用于将所述芬顿反应池产生的化学污泥进行浓缩后回流至所述混凝池以进行吸附反应。
优选地，所述混凝池包括反应区和沉淀区，所述反应区、沉淀区、芬顿反应池和污泥浓缩池依次连通，所述污泥浓缩池连接于所述反应区，使所述反应区、沉淀区、芬顿反应池和污泥浓缩池连接形成一循环系统，所述反应区用于将所述废水与混凝剂进行混凝反应以及所述废水与化学污泥进行吸附反应，所述沉淀区用于对进行混凝反应和吸附反应后的废水与化学污泥进行沉淀和排泥处理。
本发明还提供一种去除废水中重金属的方法，所述重金属包括锑，其包括如下步骤:
步骤A.将废水与混凝剂在混凝池中进行混凝反应以使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，沉淀后出水;
步骤B.将经过经过步骤A处理后的废水排入芬顿反应池内，与芬顿试剂进行芬顿反应以对废水中难降解有机物进行氧化降解，调节pH至中性，沉淀以产生化学污泥;
步骤C.将芬顿反应产生的化学污泥回流至所述混凝池，并搅拌废水与所述化学污泥进行吸附反应以使化学污泥吸附废水中的重金属离子，沉淀后出水;
步骤D.将经过步骤C处理后的废水排入所述芬顿反应池内，与芬顿试剂进行芬顿反应后，调节pH至中性，沉淀后出水排放，并产生用于下一吸附反应的化学污泥。
进一步地，化学污泥回流至所述混凝池的回流量为所述芬顿反应池产生的所述化学污泥的最大量。
进一步地，所述混凝剂选自聚硫酸铁(PFS)、氯化铁以及聚氯化铁中的一种或多种。
进一步地，所述步骤A和所述步骤C之前，还包括废水与混凝剂在所述混凝池的进水管道中进行凝聚反应。
进一步地，所述步骤C中，当所述芬顿反应池产生的化学污泥全部回流至所述混凝池的反应区中，所述混凝池的反应区中的化学污泥的浓度[Fe]=K/[Sb]，化学污泥在混凝池的反应区的停留时间T=K*t1/([Sb]*t2*[芬顿])，其中，t1表示混凝池的反应区中的水力停留时间，t2表示芬顿反应池中的水力停留时间，[Sb]表示出水水质要求的锑浓度，[芬顿]表示芬顿反应池中的芬顿试剂的浓度，K为经验常数，所述经验常数K的范围值为0.5×10-9～2×10-9。
进一步地，所述混凝池中的停留时间控制在1-3h。
进一步地，将所述化学污泥回流至所述混凝池之前，还包括将所述化学污泥进行浓缩处理。
进一步地，所述步骤C包括：将所述废水与化学污泥置于所述混凝池的反应区进行吸附反应，随后排入所述混凝池的沉淀区进行沉淀并进行排泥处理，沉淀时间为20-40min。
相较于现有技术，本发明通过将芬顿反应后产生的化学污泥回流至混凝池，使化学污泥与待处理废水充分接触，化学污泥由于含有铁氧化物，是一种良好的重金属吸附剂，强化了混凝效果，提高对废水中重金属的去除效率，降低混凝剂投加量，从而减小废水处理工艺的总成本。
