申请日2019.05.05
公开(公告)日2019.06.28
IPC分类号C02F9/12; C02F101/20
摘要
本发明公开了可快速将重金属废水资源化的方法及装置，将重金属废水有吸水通过格栅井后倒入到管道混合器中，加入PH调节剂进行酸碱调和，进一步将溶液导入混合反应池中与Na2S混合反应得到硫化溶液，并将其导入化学混凝池并加入混凝剂进行搅拌凝结，将得到的溶液通过磁种投加器投加磁种，使溶液中非磁性悬浮物与投加的磁种絮凝成磁性微絮团;在将得到的溶液添加絮凝剂进行凝结，并采用磁回收机将淤泥磁种回收处理，进一步除去磁性微絮团;而在絮凝池中将上部清洁水通过出水口导入消毒池中，将上部水标准化处理;并采用螺旋送料机将絮凝池底部污泥导入污泥脱水机中进行脱水处理，得到凝结物回收利用。本发明能够对含重金属废水快速沉淀、分离并回收。
摘要附图
CN109942139A[中文]
翻译权利要求书
1.可快速将重金属废水资源化的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将含重金属废水通过格栅井(16)将内部及悬浮的杂质去除，并通过管道导入管道混合器(1)中;
S2：采用硫化技术在管道混合器(1)中将含重金属废水 与PH调节剂进行混合，调节PH为6-8后进入混合反应池(2)与同时投加的Na2S进行混合反应，反应时间为0.5-2小时，得到硫化溶液;
S3：采用磁混凝技术将S1中硫化溶液导入化学混凝池(3)，并同时投加的混凝剂进行混凝反应，反应时间为2-10分钟得到混凝溶液;
S4：将S3中得到的混凝溶液导入磁种混凝池(4)中，并同时投加的磁种进行磁混凝反应，反应时间为2-5分钟得到磁混溶液;
S5:将S4中得到的磁混溶液导入絮凝反应池(5)中，并同时投加的絮凝剂进行絮凝反应，反应时间为2-8分钟得到混絮溶液;
S6:将S5中得到的混絮溶液导入沉淀池(7)进行沉淀，沉淀时间为20-60分钟得到清液及磁性污泥;将清液进行消毒处理，并达标后排放或回用;将沉淀后的磁性污泥经过磁回收机(7)进行磁种回收循环使用，回收磁种后的污泥经脱水机(8)脱水后回收利用。
2.根据权利要求1所述的可快速将重金属废水资源化的方法，其特征在于：所述S2步骤中PH调节剂可为酸或碱;所述S2步骤中经调节后的溶液与Na2S进行混合反应时采用搅拌器搅动混合，其转速30～120r/min，搅拌等级为7-8级，反应时间15-30min;所述Na2S配制浓度为10-20%;所述混合反应池计量泵投加，投加量为根据废水中重金属离子的去除量与二价硫的摩尔比: 1 ：0.5—1：3.0投加。
3.根据权利要求1所述的可快速将重金属废水资源化的方法，其特征在于：所述S3步骤中混凝剂可采用聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁、三氯化铁中任意一种或二种以上组合，配制浓度为5-10%，计量泵投加，投加量为100-500mg/L;在化学混凝池里设有搅拌器，转速67rp，搅拌等级7-8，水力停留时间2-10分钟。
4.根据权利要求1所述的可快速将重金属废水资源化的方法，其特征在于：所述S4步骤中的磁种的Fe3O4含量大于60%，粒经80-200目，投加量为8-100g/L，由磁种投加器和磁种回收机投加;所述磁种混凝池(4)中采用搅拌器进行混合，转速43rp，搅拌等级10，水力停留时间2-5分种。
5.根据权利要求1所述的可快速将重金属废水资源化的方法，其特征在于：所述S5步骤中的絮凝剂采用阴离子聚丙烯酰胺，分子量800-1200万，配制浓度为1-5‰，计量泵投加，投加量为10-50mg/L;絮凝反应池(5)采用搅拌器进行混合，转速27rp，搅拌等级10，水力停留时间2-8分种。
6.根据权利要求1所述的可快速将重金属废水资源化的方法，其特征在于：所述S6步骤中沉淀池(6)可采用斜管沉淀池或竖流沉淀池;脱水机可采用板框压滤机或叠螺机。
7.可快速将重金属废水资源化的装置，其特征在于：包括通过管道依次连接的管道混合器(1)、混合反应池(2)、化学混凝池(3)、磁种混凝池(4)、絮凝反应池(5)、沉淀池(6)及磁种回收机(7)及淤泥场(8);所述管道混合器(1)通过管道通过格栅井(16)与外界废水相连接;且沉淀池(6)与淤泥场(8)之间设置有磁种回收机(7)。
8.根据权利要求7所述的可快速将重金属废水资源化装置，其特征在于：所述管道混合器(1)通过管道连接有PH调节剂罐(10);所述混合反应池(2)通过管道连接有Na2S添加罐(11);所述化学混凝池(3)通过管道连接有混凝剂溶解罐(12);所述磁种混凝池(4)上方设置有磁种投加器(13);所述絮凝反应池(5)通过管道与絮凝剂溶解罐(14)相连接。
9.根据权利要求7或8所述的可快速将重金属废水资源化装置，其特征在于：所述混合反应池(2)、化学混凝池(3)、磁种混凝池(4)和絮凝反应池(5)其内部均设置有搅拌器;所述沉淀池(6)上部设置有出水口(15);所述磁种回收机(7)通过管道与污泥脱水机(9)相连接，且污泥脱水机(9)通过输送带与集料场相连接。
说明书
可快速将重金属废水资源化的方法及装置
技术领域
本发明涉及重金属废水处理技术领域，具体涉及可快速将重金属废水资源化的方法及装置。
背景技术
随着我国经济、社会发展，水资源短缺、水污染问题日趋严重。重金属废水是对一环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一，有关统计表明，我国金属废水约占废水排放总量的10%，主要来自于采矿、冶金、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程，具有潜在的危害性，这些废水主要含有锑、铜、铅、锌、镉、砷、铬等重金属元素，如果处理不好，就会很容易造成砷污染、镉污染、铅污染等对生态环境影响重大的重金属污染事件。特别是汞、镉、铅、铬、镍、铜等重金属具有显著的生物毒性，微量浓度即可产生毒性，在微生物作用下会转化为毒性更强的有机金属化合物如甲基汞，或被生物富集通过食物链进入人体，造成慢性中毒。重金属废水毒性大，在环境中不易被代谢，且修复困难。因此，积极开展重金属废水处理及回用新技术研究，有效去除并回收废水中重金属资源已经势在必行。
重金属废水传统处理方法主要有中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体法、离子交换法、溶剂萃取法、电解法、吸附法、生物法等。其中化学混凝沉淀法为国内外金属废水处理常用的方法，该工艺使用石灰作为中和剂，产生大量污泥，后续要处理的渣量大，易产生危险固体废物，现场操作环境较恶劣。并且因采用自然沉降，絮凝沉降时间长，需要很大沉淀池，处理系统占地面积大、处理效率低、出水不稳定。该工艺产生的重金属沉淀物为氢氧化物沉淀，重金属含量低，洗选、富集困难，回收成本高，回收利用价值低，一般只作为危废处置，在很多场合限制了该类技术和产品的应用。而离子交换法、溶剂萃取法、生物法、膜分离法等，但是由于投资大、运行费用高、处理效果不理想、易造成二次污染等问题，难以满足实际工程的处理要求。
发明内容
本发明的目的在于提供可快速将重金属废水资源化的方法及装置，能够对含重金属废水快速沉淀、分离并回收。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
可快速将重金属废水资源化的方法，包括以下步骤：
S1：将含重金属废水通过格栅井将内部及悬浮的杂质去除，并通过管道导入管道混合器中;
S2：采用硫化技术在管道混合器中将含重金属废水与PH调节剂进行混合，调节PH为6-8后进入混合反应池与同时投加的Na2S进行混合反应，反应时间为0.5-2小时，得到硫化溶液;
S3：采用磁混凝技术将S1中硫化溶液导入化学混凝池，并同时投加的混凝剂进行混凝反应，反应时间为2-10分钟得到混凝溶液;
S4：将S3中得到的混凝溶液导入磁种混凝池中，并同时投加的磁种进行磁混凝反应，反应时间为2-5分钟得到磁混溶液;
S5:将S4中得到的磁混溶液导入絮凝反应池中，并同时投加的絮凝剂进行絮凝反应，反应时间为2-8分钟得到混絮溶液;
S6:将S5中得到的混絮溶液导入沉淀池进行沉淀，沉淀时间为20-60分钟得到清液及磁性污泥;将清液进行消毒处理，并达标后排放或回用;将沉淀后的磁性污泥经过磁回收机进行磁种回收循环使用，回收磁种后的污泥经脱水机脱水后回收利用。
进一步，所述S2步骤中PH调节剂可为酸或碱;所述S2步骤中经调节后的溶液与Na2S进行混合反应时采用搅拌器搅动混合，其转速30～120r/min，搅拌等级为7-8级，反应时间15-30min;所述Na2S配制浓度为10-20%;所述混合反应池计量泵投加，投加量为根据废水中重金属离子的去除量与二价硫的摩尔比: 1 ：0.5—1：3.0投加。
进一步，所述S3步骤中混凝剂可采用聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁、三氯化铁中任意一种或二种以上组合，配制浓度为5-10%，计量泵投加，投加量为100-500mg/L;在化学混凝池里设有搅拌器，转速67rp，搅拌等级7-8，水力停留时间2-10分钟。
进一步，所述S4步骤中的磁种的Fe3O4含量大于60%，粒经80-200目，投加量为8-100g/L，由磁种投加器和磁种回收机投加;所述磁种混凝池中采用搅拌器进行混合，转速43rp，搅拌等级10，水力停留时间2-5分种。
进一步，所述S5步骤中的絮凝剂采用阴离子聚丙烯酰胺，分子量800-1200万，配制浓度为1-5‰，计量泵投加，投加量为10-50mg/L;絮凝反应池采用搅拌器进行混合，转速27rp，搅拌等级10，水力停留时间2-8分种。
进一步，所述S6步骤中沉淀池可采用斜管沉淀池或竖流沉淀池;脱水机可采用板框压滤机或叠螺机。
可快速将重金属废水资源化的装置，包括通过管道依次连接的管道混合器、混合反应池、化学混凝池、磁种混凝池、絮凝反应池、沉淀池及磁种回收机及淤泥场;所述管道混合器通过管道通过格栅井与外界废水相连接;且沉淀池与淤泥场之间设置有磁种回收机。
进一步，所述管道混合器通过管道连接有PH调节剂罐;所述混合反应池通过管道连接有Na2S添加罐;所述化学混凝池通过管道连接有混凝剂溶解罐;所述磁种混凝池上方设置有磁种投加器;所述絮凝反应池通过管道与絮凝剂溶解罐相连接。
进一步，所述混合反应池、化学混凝池、磁种混凝池和絮凝反应池其内部均设置有搅拌器;所述沉淀池上部设置有出水口;所述磁种回收机通过管道与污泥脱水机相连接，且污泥脱水机通过输送带与集料场相连接。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果之一：
1. 采用硫化物沉淀法既向含重金属废水中加入S2-(如硫化钠)以形成溶解度很小的硫化物沉淀(如CuS)，从而去除重金属的处理方法。具有工艺简单，成本低、操作简便、处理范围广，重金属离子去除率高的优点。
2. 形成的硫化金属沉淀物含量高、杂质少，通过浮选工艺就可实现洗选分类、富集的目的，大大提高了回收利用价值，这是其它传统重金属废水处理方法不能实现的。
3. 硫化技术具有成本低、操作简便的优点。但也存在以下问题：硫化物沉淀颗粒小，易形成胶体，给分离带来困难。因此，本发明采用磁混凝技术能很好的解决以上问题。
4.采用磁混凝技术来去除溶液中悬浮物，具有降浊及净化效果，通过絮凝剂PAC、PAM使废水中非磁性悬浮物与投加的磁种絮凝成磁性微絮团，利用磁力吸附去除磁性微絮团，净化水体;磁种与水污染物分离后循环使用。
