本發明專利技術公開了一種以銅鋅為活性組份的催化劑生產工藝廢水中銅鋅離子的去除及回收方法，該方法采用“調堿-超濾-沉淀”的工藝流程。采用該工藝流程可有效去除廢水中的銅鋅離子，同時可將廢水中的銅鋅離子進行濃縮或將銅鋅膠體物質進行有效分離，經分離或濃縮后的銅鋅化合物可再次用于銅鋅催化劑的生產過程。本發明專利技術流程具有分離效率高、產水水質穩定、經濟效益高、不污染環境和無毒害的工藝特點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種利用膜分離技術進行含銅鋅廢水處理及回收的方法，尤其是涉及一種回收銅鋅催化劑制備過程中的工業廢水中銅和鋅的方法，屬于工業廢水處理領域。
技術介紹
大量工業過程，如含銅含鋅催化劑生產、金屬冶煉、電子、儀表等行業中容易產生大量的含銅、鋅金屬離子廢水，這種廢水排入水體中，會嚴重影響水的質量，對環境造成污染，水中銅含量達0.01mg/L時，對水體自凈有明顯的抑制作用；超過3. Omg/L，會產生異味； 超過15mg/L，就無法飲用。重金屬元素在水體中以化合態或離子態存在，難以被生物降解， 該種工業廢水常用的處理方法主要包括化學沉淀法、電解法、化學置換法、吸附法、離子交換法、及生物處理技術等。化學沉淀法是銅和大多數重金屬的常規處理方法，即在堿性條件下使其形成不溶性的氫氧化物。一般酸性含銅廢水經調整PH值后，再經沉淀過濾，能達到出水含銅 < 0. 5mg/L。采用該方法具有技術成熟、處理成本低、投資少、操作簡便等優點，至今仍為世界各國所采用，不足之處在于產生含重金屬污泥，若污泥沒有得到妥善處置還會產生二次污染。采用該方法處理必須具備以下條件用化學法處理含銅廢水，首先必須破除絡合劑， 使銅以離子形式存在于清洗廢水中，否則會形成銅絡合物，處理后的出水銅含量依然很高。 其次固液分離效果對出水銅含量影響較大，所以設計處理工藝時要加重力澄清池和砂濾， 這樣占地面積就很大。此外，只有PH值控制適宜，澄清池設計合理，沉渣沉淀性能良好或用過濾進行三級處理，出水銅含量才能穩定達到0. 5mg/L以下。電解法由于設備復雜，處理量較小，工廠很少采用，電解法流程簡單，占地面積小， 回收的金屬純度也高，在處理含銅廢水時，可在陰極上回收銅，但要求廢水中含量不小于 2g/L-3g/L。銅離子的去除率在99%以上。其不足之處在于耗電量大，廢水處理量小。化學置換法由于置換不完全等問題也很少采用，吸附法處理含銅廢水，吸附劑來源廣泛，成本低，操作方便，吸附效果好，但吸附劑的使用壽命短，再生困難，難以回收銅離子。離子交換法的除銅效果較好，尤其是對低濃度廢水。離子螯合法，即利用重金屬螯合劑直接投加到廢水中，使重金屬螯合劑去捕集金屬離子，從而形成螯合物。該法形成的螯合物穩定性高，污泥沉淀快，且捕集效果不受堿金屬和堿土金屬共存的影響，也不受PH值變化的影響。其不足之處與化學沉淀法相似，最終會產生含重金屬污泥，若處理不當，會產生二次污染。采用離子交換樹脂對含絡合銅廢水處理時，可做到濃縮回收Cu-EDTA和游離EDTA， 凈化后水中銅離子濃度低于0. 1 μ g/L。雖然離子交換過程很簡單，設備也不復雜，選擇性提取金屬離子有很好的效果，但由于樹脂交換容量有限，樹脂成本較高等。傳統的超濾技術能耗低、滲透通量高，但不能有效去除離子和部分小分子，但采用絡合-超濾技術即水溶性聚合物鍵合金屬離子超濾法，通過聚合物對金屬離子的選擇性絡合，雖然可實現絡合-超濾技術對不同金屬離子的分離，但由于添加了水溶性聚合物使得金屬回收造成了一定的困難。不同于以上專利所述催化劑廢水中金屬銅鋅的去除方法，本專利技術針對催化劑廢水中銅鋅離子及廢水的特點，采用超濾或納濾技術分離催化劑廢水中的銅鋅離子，本專利技術具有過濾精度高，濾液中銅鋅含量穩定、銅鋅易回收的特點。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種利用超濾膜過濾技術進行催化劑廢水中銅鋅處理及回收的方法，目的主要在于解決現有的無機催化劑廢水排放過程中的銅鋅超標排放問題，同時回收含銅鋅催化劑廢水中的銅鋅資源。采用該專利技術的方法，可使得排放廢水中的銅鋅含量穩定達標，回收的銅鋅可用于催化劑生產過程，降低了重金屬對水體的污染。 該工藝技術具有操作簡單、占地面積小、投資少等優點。本專利技術的工藝技術方案針對銅鋅催化劑廢水的水質特點，本專利技術提供了一種采用超濾膜分離技術處理銅鋅催化劑廢水及回收銅鋅的方法。首先，將銅鋅催化劑廢水經過PH調節確保廢水中的銅鋅離子以膠體形式存在，然后泵入超濾膜過濾系統將廢水中的銅鋅膠體進行有效去除并濃縮，超濾產水直接進入達標排放系統，濃縮液進行沉降分離后，上層清液返回超濾系統入口，下層膠體物質回收后用于催化劑的制備過程，例如與中國專利CN100556M5C(2009年 11月4日公開)中膜循環的濃縮液一起回用于催化劑的制備。本專利技術所述的無機催化劑高鹽度廢水主要水質特征為pH5-13，C0Dcr0-80mg/L, SS 20-100mg/L, Cu2 200mg/L, Zn 2 50mg/L, NH+4_N2 10mg/L。其中 Cu、Zn 在 pH 值 5 6之間為Cu2+和Zn2+形態，pH值6 11之間為Cu (OH)2和Zn (OH) 2沉淀狀態，pH值11以上 &1(0!1)2變為 SiO22-離子，Cu(OH)2 會形成絡合離子2—、2+。本專利技術所述的超濾膜系統主要特征如下1、本專利技術所述的超濾膜過濾系統中的膜組件主要包括中空纖維膜組件、管式膜組件、卷式膜組件、簾式膜組件和板框式膜組件，最優為中空纖維超濾膜組件、管式膜組件和簾式膜組件；2、(1)中所述膜組件的無機膜材料主要包括無機陶瓷膜類(Al203、Ti02、ZiO2以及無機有機復合膜等)、金屬膜(不銹鋼膜等)，最優為Al2O3JiO2陶瓷膜；膜孔徑大小為10 30nm，最優為15 20nm ；3、(1)中所述膜組件的有機膜材料主要包括聚砜類(主要包括雙酚A型聚砜、聚醚砜、酚酞型聚醚砜和聚醚酮、含二氮雜萘酮聯苯結構聚芳醚砜酮、聚芳醚腈酮及共聚聚醚砜)、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚偏氟乙烯類以及聚烯烴類(主要包括聚乙烯PE、聚丙烯PP 及其二者的衍生物等)，最優為聚芳醚砜酮、聚四氟乙烯、聚烯烴、聚醚砜、聚偏氟乙烯；有機超濾膜孔徑為5 20nm，最優為10 15nm ；4、超濾膜組件的運行方式包括錯流過濾工藝和死端過濾工藝，最優為錯流過濾工藝；其中死端過濾工藝能實現兩端間隔交替進水；5、超濾膜組件為中空纖維膜過濾的形式時的運行方式主要包括外壓式和內壓式， 最優為內壓式錯流過濾工藝；6、在超濾膜組件的自動運行過程中可實現分散洗、加強洗和浸泡洗的周期性操作，其中分散洗可實現兩端交替進水，進水周期分別為30-120分鐘，最優為45-90分鐘；反沖洗時間為5-30秒；超濾運行過程中的運行通量為50-1000L/m2h，最優為150_600L/m2h ；7、超濾膜的加強洗和浸泡洗過程中主要以酸洗為主(酸主要包括HC1、草酸、檸檬酸、硝酸、硫酸及其與EDTA的復配清洗劑等)，該專利技術所述的超濾膜清洗方式包含了在線和離線清洗操作，并可以進行氣擦洗、汽水混合洗等操作，最優為汽水混合洗工藝過程。本專利技術的有益效果1、本專利技術所述工藝針對不同水質特征的催化劑廢水可以通過選用不同的膜材料以及更改不同的操作參數達到最優的分離回收效果，適用水質范圍廣泛。2、本專利技術所述工藝對含銅鋅催化劑廢水進行超濾后的產水水質穩定且滿足 GB8978-1996《污水綜合排放標準》(主要水質包括Cu < 0. 05mg/L,Zn < 0. 04mg/L,SS檢不出等指標)；3、本專利技術所述工藝經超濾膜系統回收的銅、鋅純度高，回收后可用于含銅、鋅催化劑本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種采用超濾膜分離技術處理銅鋅催化劑廢水及回收銅鋅的方法，首先，將銅鋅催化劑廢水經過ｐＨ調節確保廢水中的銅鋅離子以膠體形式存在，然后泵入超濾膜過濾系統將廢水中的銅鋅膠體進行有效去除并濃縮，超濾產水直接進入達標排放系統，濃縮液進行沉降分離后，上層清液返回超濾系統入口，下層膠體物質回收后用于催化劑的制備過程。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李正琪，楊永強，謝梓峰，王娟，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司北京化工研究院，
類型：發明
國別省市：11
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。