一種酸性重金屬?gòu)U水的處理方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種酸性重金屬?gòu)U水的處理方法，先通過(guò)微濾膜進(jìn)行預(yù)處理，當(dāng)廢水中的酸含量小于2wt％時(shí)，使用工業(yè)特種膜Ⅱ或工業(yè)特種膜Ⅲ濃縮，將所得含重金屬的濃液進(jìn)行電積；電積過(guò)程中向電解液中添加聚二硫二丙烷磺酸鈉，聚二硫二丙烷磺酸鈉的濃度為0.045～0.1kg/m3，電積系統(tǒng)的循環(huán)流量為10～80m3/h。本發(fā)明專利技術(shù)能夠?qū)λ嵝灾亟饘僦械牡蜐舛戎亟饘龠M(jìn)行高效回收，同時(shí)大大改善排出廢水的品質(zhì)，環(huán)保、高效、周期短、操作簡(jiǎn)單。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及廢水處理，特別是涉及一種酸性重金屬?gòu)U水的處理方法。
技術(shù)介紹
在環(huán)境與人類健康領(lǐng)域，重金屬主要指汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)、砷(As)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鈷(Co)、鎳(Ni)等重金屬。采礦、冶金、化工等行業(yè)是水體中主要的人為污染源，重金屬在食物鏈中的過(guò)量富集會(huì)對(duì)自然環(huán)境和人體健康造成很大的危害?；瘜W(xué)法是目前國(guó)內(nèi)外處理含重金屬?gòu)U水的主要方法，其原理是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩衔?，通過(guò)過(guò)濾和分離使沉淀物從水溶液中去除，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體共沉淀法。現(xiàn)有技術(shù)中采用化學(xué)沉淀法后得到的上清液，經(jīng)過(guò)機(jī)械過(guò)濾后直接排放，該方法基本可以使廢水中重金屬的濃度降到國(guó)家排放要求。通常化學(xué)法處理時(shí)因投加藥劑多產(chǎn)生較多重金屬污泥，而污泥中重金屬通?；厥针y度大、回收成本高，污泥被壓濾后直接送至填埋場(chǎng)填埋處理，造成重金屬資源的浪費(fèi)。電解法可以實(shí)現(xiàn)重金屬的回收，它是通過(guò)陽(yáng)極和陰極板對(duì)廢水中重金屬的作用，使重金屬離子獲得電子析出在陰極，從而回收重金屬。但通常電解法回收重金屬要求廢水中重金屬濃度高(一般5g/L以上)。對(duì)于低濃度(5g/L以下)含重金屬的廢水無(wú)法直接電解回收重金屬。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種能夠?qū)λ嵝灾亟饘僦械牡蜐舛戎亟饘龠M(jìn)行高效回收，同時(shí)大大改善排出廢水的品質(zhì)，環(huán)保、高效、周期短、操作簡(jiǎn)單的酸性重金屬?gòu)U水的處理方法。本專利技術(shù)的技術(shù)方案在于提供一種酸性重金屬?gòu)U水的處理方法，先通過(guò)微濾膜進(jìn)行預(yù)處理，當(dāng)廢水中的酸含量小于2wt％時(shí)，使用工業(yè)特種膜Ⅱ或工業(yè)特種膜Ⅲ濃縮，將所得含重金屬的濃液進(jìn)行電積；電積過(guò)程中向電解液中添加聚二硫二丙烷磺酸鈉，聚二硫二丙烷磺酸鈉的濃度為0.045～0.1kg/m3，電積系統(tǒng)的循環(huán)流量為10～80m3/h。本專利技術(shù)進(jìn)一步包括以下優(yōu)選的技術(shù)方案：優(yōu)選的方案中，當(dāng)廢水中的酸含量大于2wt％時(shí)，經(jīng)預(yù)處理后的廢水先通過(guò)特種工業(yè)膜Ⅰ處理，得到含酸和重金屬的混合濃液，再使用工業(yè)特種膜Ⅱ或工業(yè)特種膜Ⅲ濃縮。通過(guò)進(jìn)行上述處理，不僅能夠回收得到重金屬，還能同時(shí)回收其中的酸。優(yōu)選預(yù)先通過(guò)預(yù)處理除去廢水中的大部分大顆粒懸浮物、難溶無(wú)機(jī)物、膠體和有機(jī)物。優(yōu)選的方案中，電積過(guò)程中的電流密度為100～500A/m2，陽(yáng)極為鉛鈣錫合金，陰極為鈦。優(yōu)選的方案中，電積過(guò)程中的溫度為20～30℃。優(yōu)選的方案中，所述特種工業(yè)膜Ⅰ用于分離離子和水。優(yōu)選的方案中，所述特種工業(yè)膜Ⅱ用于2價(jià)離子和1價(jià)離子。優(yōu)選的方案中，所述特種工業(yè)膜Ⅲ用于3價(jià)離子和2價(jià)離子。優(yōu)選的方案中，所述電積過(guò)程中的電極距離為3-6cm。優(yōu)選的方案中，所述重金屬為銅或/和鎳。優(yōu)選的方案中，所述循環(huán)的次數(shù)為4-6次。優(yōu)選的方案中，所述預(yù)處理過(guò)程中使用微濾膜進(jìn)行過(guò)濾。優(yōu)選的方案中，所述重金屬的濃度為0.01g/L～5g/L。所述重金屬的濃度進(jìn)一步優(yōu)選為0.01g/L～1g/L。所述特種工業(yè)膜Ⅰ、特種工業(yè)膜Ⅱ、特種工業(yè)膜Ⅲ可以列舉HWA公司的SIMS膜，型號(hào)分別為WDK、WGH、WAPE。HWA是指HWA TECHNOLOGY(HK)CO LTD.。本專利技術(shù)的處理過(guò)程中的工藝優(yōu)選為：廢水先進(jìn)入微濾膜系統(tǒng)去除懸浮物，然后經(jīng)中間水箱進(jìn)入特種工業(yè)膜系統(tǒng)，清水根據(jù)水質(zhì)情況外排或回用生產(chǎn)，濃水進(jìn)入濃水箱中，濃水根據(jù)水質(zhì)情況選擇循環(huán)過(guò)濾次數(shù)，達(dá)到電積進(jìn)水要求的濃水進(jìn)入電積系統(tǒng)循環(huán)水箱；在循環(huán)水箱中添加電積添加劑，并使廢水在電積槽中不斷循環(huán)流動(dòng)，當(dāng)電積槽中金屬濃度低于電積效率值時(shí)，結(jié)束電積；電積槽和循環(huán)水箱中廢液返回至第一步，進(jìn)入下一循環(huán)。通過(guò)上述工藝的配合，能夠進(jìn)一步保障本專利技術(shù)的有益效果的獲得，進(jìn)行工業(yè)化的具體應(yīng)用。達(dá)到電積進(jìn)水要求的濃水中的重金屬濃度優(yōu)選為5g/L以上。當(dāng)電積槽中金屬濃度低于電積效率值時(shí)，所述金屬濃度優(yōu)選低于0.1g/L。本專利技術(shù)的有益效果本專利技術(shù)針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)酸性重金屬?gòu)U水處理過(guò)程中含多級(jí)反滲透，流程復(fù)雜，工藝流程長(zhǎng)，時(shí)間成本高，以及在回收重金屬的過(guò)程中加重水體污染的現(xiàn)狀，提供了一種工藝效率高，甚至可以在2h之內(nèi)完成整套流程操作。對(duì)濃度為0.01g/L～5g/L的低濃度重金屬均能起到很好的回收效果，操作時(shí)間更短，效率更高，有價(jià)金屬回收效率可達(dá)95％以上的酸性重金屬?gòu)U水的處理方法。具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，本專利技術(shù)通過(guò)預(yù)處理加特征工業(yè)膜以及電積過(guò)程的結(jié)合，并對(duì)處理步驟和參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的限定，獲得了非常好的協(xié)同增效的有益效果。其中，對(duì)銅和鎳的回收率均達(dá)到了95％以上。具有非常優(yōu)異的回收重金屬的效果，且排出的處理后的廢水基本上為清水，可以直接排放。大大減輕了環(huán)境壓力。不僅如此，本專利技術(shù)還能夠同時(shí)回收得到酸和重金屬，這是已有的方法根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)的處理工藝過(guò)程的示意圖的一例。具體實(shí)施方式實(shí)施例1：某1m3含硫酸及重金屬銅的廢水，硫酸濃度4％(質(zhì)量比)，銅離子濃度1g/L。采用5um孔徑的微濾膜對(duì)廢水過(guò)濾，去掉廢水中的懸浮物。將過(guò)濾后1m3廢水，通過(guò)特種工業(yè)膜Ⅰ，截留硫酸和重金屬，為提高濃水中鎳的濃縮倍數(shù)，濃水通過(guò)循環(huán)泵再次通入膜系統(tǒng)，膜系統(tǒng)壓力2.0MPa，循環(huán)量為25m3/h，循環(huán)5次后分離出200L含酸濃液。濃液中硫酸濃度為20％(質(zhì)量比)，含銅4.9g/L。清水800L，含硫酸0.01mol/L，含銅0.025g/L。200L濃液在進(jìn)入特種工業(yè)膜Ⅱ和特種工業(yè)膜Ⅲ，該膜用于分離銅離子和酸，同樣采用循環(huán)分離方式，膜系統(tǒng)壓力2.0MPa，循環(huán)量為25m3/h，循環(huán)5次后分離出42L濃液。濃液中銅離子濃度22.1g/L，pH＝2。透過(guò)液158L中，銅離子濃度0.2g/L，酸濃度為3.035mol/L。該階段透過(guò)液的酸可以用于回收。42L含銅濃縮液進(jìn)入電積系統(tǒng)循環(huán)槽，在電積液中添加2g聚二硫二丙烷磺酸鈉，采用20m3/h的循環(huán)量，200A/m2的電流密度，鉛鈣錫合金陽(yáng)極，鈦陰極，25℃的情況下電積1.2h后，在陰極板上獲得0.97kg銅，循環(huán)槽中銅濃度為0.2g/L。本實(shí)施例中，銅的回收率為97％，整個(gè)過(guò)程操作約2.3h。實(shí)施例2：某1m3含鎳的廢水，pH＝2，鎳離子濃度0.2g/L。采用5um孔徑的微濾膜對(duì)廢水過(guò)濾，去掉廢水中的懸浮物。過(guò)濾后的廢水進(jìn)入特種工業(yè)膜Ⅱ和特種工業(yè)膜Ⅲ系統(tǒng)，在特種工業(yè)膜Ⅱ和特種工業(yè)膜Ⅲ的截留下鎳離子大部分截留在濃水中，小部分進(jìn)入了清水，為提高濃水中鎳的濃縮倍數(shù)，濃水通過(guò)循環(huán)泵再次通入膜系統(tǒng)，膜系統(tǒng)壓力2.0MPa，循環(huán)量為25m3/h。經(jīng)過(guò)5次循環(huán)后，得到濃縮液38L，濃縮液鎳濃度為，5.2g/L，濃縮倍數(shù)26倍，清水產(chǎn)量為962L，0.0025g/L。38L含鎳濃縮液進(jìn)入電積系統(tǒng)循環(huán)槽，在電積液中添加2g聚二硫二丙烷磺酸鈉，采用20m3/h的循環(huán)量，200A/m2的電流密度，鉛鈣錫合金陽(yáng)極，鈦陰極，25℃的情況下電積1.2h后，在陰極板上獲得0.19kg鎳，循環(huán)槽中鎳濃度為0.2g/L。本實(shí)施例中，鎳的回收率為95％，整個(gè)過(guò)程操作約2h。對(duì)比例1：某1m3含鎳的廢水，pH＝2，鎳離子濃度0.5g/L。采用5um孔徑的微濾膜對(duì)廢水過(guò)濾，去掉廢水中的懸浮物。過(guò)濾后的廢水進(jìn)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種酸性重金屬?gòu)U水的處理方法，其特征在于，先通過(guò)微濾膜進(jìn)行預(yù)處理，當(dāng)廢水中的酸含量小于2wt％時(shí)，使用工業(yè)特種膜Ⅱ或工業(yè)特種膜Ⅲ濃縮，將所得含重金屬的濃液進(jìn)行電積；電積過(guò)程中向電解液中添加聚二硫二丙烷磺酸鈉，聚二硫二丙烷磺酸鈉的濃度為0.045～0.1kg/m3，電積系統(tǒng)的循環(huán)流量為10～80m3/h。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種酸性重金屬?gòu)U水的處理方法，其特征在于，先通過(guò)微濾膜進(jìn)行預(yù)處理，當(dāng)廢水中的酸含量小于2wt％時(shí)，使用工業(yè)特種膜Ⅱ或工業(yè)特種膜Ⅲ濃縮，將所得含重金屬的濃液進(jìn)行電積；電積過(guò)程中向電解液中添加聚二硫二丙烷磺酸鈉，聚二硫二丙烷磺酸鈉的濃度為0.045～0.1kg/m3，電積系統(tǒng)的循環(huán)流量為10～80m3/h。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性重金屬?gòu)U水處理方法，其特征在于，當(dāng)廢水中的酸含量大于2wt％時(shí)，經(jīng)預(yù)處理后的廢水先通過(guò)特種工業(yè)膜Ⅰ處理，得到含酸和重金屬的混合濃液，再使用工業(yè)特種膜Ⅱ或工業(yè)特種膜Ⅲ濃縮。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的酸性重金屬?gòu)U水處理方法，其特征在于，電積過(guò)程中的電流密度為100～500A/m2，陽(yáng)極為鉛鈣錫合金，陰極為鈦。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的酸性重金屬?gòu)U水處理方法，其特征在于，電積過(guò)程中的溫度為20～30℃。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的酸性重金屬?gòu)U水處理方法，其特征在于，所述特種工業(yè)膜Ⅰ、特種工業(yè)膜Ⅱ、特種工業(yè)膜Ⅲ購(gòu)自HWA公司的SIMS膜，型號(hào)分別為WDK、WGH、WAP...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李娟，賀旭東，李鵬，譚堅(jiān)，易亞杰，史學(xué)峰，楊麒，郭文方，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖南凱天重金屬污染治理工程有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：湖南;43