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一種酸性重金屬?gòu)U水的處理工藝的制作方法

文檔序號(hào):4855068閱讀:199來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:一種酸性重金屬?gòu)U水的處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及ー種酸性重金屬?gòu)U水的處理工藝。
背景技術(shù)
酸性重金屬?gòu)U水pH較低(pH值介于2-3. 5),且含有多種重金屬離子,如Cu2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+等,如果直接排放,將對(duì)水體產(chǎn)生嚴(yán)重污染,甚至破壞生態(tài)環(huán)境。目前,國(guó)內(nèi)外處理這類廢水的方法很多,如化學(xué)沉淀法、電化學(xué)法、重金屬捕集法、人工濕地法等。對(duì)于危害性較大的酸性重金屬?gòu)U水,化學(xué)沉淀法是目前最為重要的ー種處理方法。對(duì)污染物濃度較高的酸性重金屬?gòu)U水,經(jīng)多次化學(xué)沉淀法處理后可以實(shí)現(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放?;瘜W(xué)沉淀法中最常用的方法有中和沉淀法和硫化沉淀法。中和沉淀法是向含重金屬的廢水中投加中和劑,使重金屬離子與水中的氫氧根反應(yīng),生成難溶的氫氧化物 沉淀,再加以分離除去的方法。エ業(yè)上用的中和劑有石灰石、石灰、苛性鈉、蘇打、エ業(yè)飛灰和氧化亞鐵等。由于這些中和劑來(lái)源廣、價(jià)格低,再加上中和法操作簡(jiǎn)單,管理方便,工作環(huán)境好和處理費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),該方法己成為處理酸性重金屬?gòu)U水最為普遍的方法。采用石灰石作為中和劑具有成本低、渣含水量較低并易于脫水等優(yōu)點(diǎn),但反應(yīng)速度慢,因此,常常與石灰串聯(lián)使用。用石灰和石灰石處理酸性重金屬?gòu)U水適應(yīng)性強(qiáng),但其對(duì)廢水中的重金屬離子的處理效率有限,僅僅經(jīng)過(guò)中和處理的酸性重金屬?gòu)U水重金屬濃度很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)排放。硫化沉淀法是向廢水中投加硫化劑,使廢水中的重金屬離子形成硫化物沉淀,從而從廢水中除去。通常使用的硫化劑有硫化鈉、硫化銨和硫化氫等。該方法去除率高、泥渣中金屬含量高、便于回收利用。但沉淀劑來(lái)源有限,價(jià)格比較昂貴,產(chǎn)生的硫化氫有惡臭,對(duì)人體有危害。電化學(xué)處理技術(shù)主要是指在外電流的作用下,用鉄、鋁作為陽(yáng)極進(jìn)行電解時(shí),陽(yáng)極溶出的Fe3+、Fe2+或Al3+分別與溶液中的0H_結(jié)合成不溶于水的Fe (OH) 3、Fe (OH) 2或Al (OH) 3的方法。這些生成的微??梢暂^強(qiáng)的凝聚和吸附廢水中有機(jī)或無(wú)機(jī)膠體粒,同時(shí)在超電壓作用下,在陽(yáng)極和陰極分別產(chǎn)生O2和H2,在其上升過(guò)程中黏附攜帶廢水中的膠體微粒、浮油等共同上浮,從而達(dá)到去除酸性重金屬?gòu)U水中重金屬離子的目的。目前,國(guó)內(nèi)外用電化學(xué)技術(shù)處理酸性重金屬?gòu)U水的應(yīng)用還較少。重金屬捕集法是采用高分子有機(jī)捕集劑與廢水中的多種金屬離子發(fā)生螯合反應(yīng),生成穩(wěn)定且難溶于水的金屬螯合物去除廢水中重金屬離子的方法,捕集劑對(duì)酸性重金屬?gòu)U水具有良好的去除效果,是傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法的良好補(bǔ)充,克服了傳統(tǒng)化學(xué)處理法的不足,經(jīng)處理后出水中重金屬含量遠(yuǎn)低于采用傳統(tǒng)方法處理的結(jié)果,特別對(duì)廢水中重金屬含量低的廢水,處理費(fèi)用低,有很好的應(yīng)用前景。我國(guó)在人工濕地處理重金屬方面的研究報(bào)道始于20世紀(jì)90年代,唐述虞等于1991年研究了人工濕地處理金屬礦酸性廢水的處理效果和濕地植物(香蒲、水蔥)內(nèi)的重金屬含量和分布。重金屬在濕地系統(tǒng)內(nèi)的沉淀、在水體和植物體內(nèi)的形態(tài)分布和轉(zhuǎn)化越來(lái)越受到學(xué)者們的關(guān)注。近年來(lái),人工濕地越來(lái)越多地用來(lái)處理含重金屬的廢水。據(jù)研究,通過(guò)人工濕地使廢水中的重金屬得到有效凈化的主要機(jī)理是共沉淀、化學(xué)吸附和植物吸收等。觀測(cè)表明,人工濕地對(duì)重金屬離子和懸浮物的均有較高的去除率,是ー種很有發(fā)展前途的廢水處理新エ藝。利用人工濕地處理含重金屬的酸性廢水具有建造及運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)簡(jiǎn)單、出水水質(zhì)好和對(duì)負(fù)荷變化適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但對(duì)于未經(jīng)前處理的強(qiáng)酸性的重金屬?gòu)U水,濕地中植物很難正常生長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種酸性重金屬?gòu)U水的處理工藝。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是
ー種酸性重金屬?gòu)U水的處理工藝,包括以下步驟
1)將酸性重金屬?gòu)U水收集在廢水收集池中;
2)收集的酸性重金屬?gòu)U水進(jìn)入中和池,調(diào)節(jié)pH值至6-8之間,使廢水中的重金屬離子 與0H_充分反應(yīng)生成難溶的氫氧化物沉淀;
3)反應(yīng)后得到的廢水進(jìn)入沉淀池中充分靜置,使部分重金屬經(jīng)沉淀得以去除,上清液流出進(jìn)入重金屬捕集池,井清除沉淀池內(nèi)的污泥;
4)向重金屬捕集池中投入重金屬捕集劑并靜置;
5)對(duì)經(jīng)過(guò)重金屬捕集劑處理的廢水進(jìn)行過(guò)濾;
6)上步所得的濾液進(jìn)入人工濕地單元進(jìn)行充分處理,水質(zhì)達(dá)標(biāo)后即可排入河道。步驟2)中,通過(guò)加入石灰乳來(lái)調(diào)節(jié)pH值。步驟2)中,充分反應(yīng)的時(shí)間為20-30min。步驟3)中,充分靜置的時(shí)間為l_2h。步驟4)中,靜置時(shí)間為l_3h。步驟6)中,所述的人工濕地為表面流人工濕地,采用6-8個(gè)人工濕地単元,單個(gè)人工濕地單元面積不大于800m2,長(zhǎng)寬比為2:1,有效水深為20-70cm,表面水力負(fù)荷為0. 1-
0.5m3/Cm2 d),濕地基質(zhì)選用石灰石,所述石灰石粒徑為3_5cm,所述基質(zhì)厚度為50_70cm ;濕地植物主要為香蒲,其占據(jù)的種植面積為60-80%,5-20%的種植面積為蘆葦、其余為蜈蚣草;所述的濕地植物的種植密度為25-100株/平方米。步驟6)中,廢水在人工濕地中的處理時(shí)間為l-7d。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的エ藝對(duì)酸性重金屬?gòu)U水處理效果較好,經(jīng)過(guò)處理后,pH值從原來(lái)的2-3. 5上升到6-8,重金屬Cu2+的濃度由原來(lái)I. 80mg/L降到0. 12mg/L以下,重金屬Cd2+的濃度0. 063mg/L降到0. 005mg/L以下,重金屬Pb2+的濃度I. 45mg/L降到0. 12mg/L以下,重金屬Zn2+的濃度16. 30mg/L降到I. 24mg/L以下,其pH值及重金屬濃度均達(dá)到《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB5084-2005)的排放要求。廢水隨著在人工濕地中水力停留時(shí)間的增長(zhǎng),廢水中重金屬濃度還有緩慢下降的趨勢(shì),到第7天時(shí)其重金屬的去除率均達(dá)到95%以上。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步的說(shuō)明
實(shí)施例I :
ー種酸性重金屬?gòu)U水的處理工藝,包括以下步驟1)將酸性重金屬?gòu)U水收集在廢水收集池中;
2)收集的酸性重金屬?gòu)U水進(jìn)入中和池,用計(jì)量泵投加入配置好的石灰乳,通過(guò)pH自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)PH值至6-8之間,使廢水中的重金屬離子與0H—充分反應(yīng);
3)反應(yīng)后得到的廢水進(jìn)入沉淀池中靜置lh,產(chǎn)生沉淀,上清液流出進(jìn)入重金屬捕集池,并清除沉淀池內(nèi)的污泥;
4)向重金屬捕集池中投入IOppm重金屬捕集劑DTCR并靜置Ih;
5)對(duì)經(jīng)過(guò)重金屬捕集的廢水進(jìn)行過(guò)濾;
6)上步所得的濾液進(jìn)入人工濕地單元進(jìn)行處理,處理時(shí)間為2天,水質(zhì)即達(dá)標(biāo)(即水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)符合《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB5084-2005),下面的實(shí)施例所指的達(dá)標(biāo)均是指達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)),即排入河道;所述的人工濕地為表面流人工濕地,濕地總面積為4096m2,分為8個(gè)濕地單元,其中姆個(gè)濕地單元512 m2,長(zhǎng)寬比為2:1,即長(zhǎng)為32m,寬為16m。有效水深為 50cm,表面水力負(fù)荷為0. Im3/ Cm2 d),基質(zhì)選用石灰石,所述石灰石粒徑為3_5cm,所述基質(zhì)厚度為50-70cm ;植物主要采用香蒲,其占據(jù)的種植面積為60%,蘆葦和蜈蚣草各占據(jù)種植面積的20% ;所述的濕地植物的種植密度為25株/平方米。實(shí)施例2:
ー種酸性重金屬?gòu)U水的處理工藝,包括以下步驟
1)將酸性重金屬?gòu)U水收集在廢水收集池中;
2)收集的酸性重金屬?gòu)U水進(jìn)入中和池,用計(jì)量泵投加入配置好的石灰乳,通過(guò)pH自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)PH值至6-8之間,使重金屬離子與0H—充分反應(yīng);
3)反應(yīng)后得到的廢水進(jìn)入沉淀池中靜置I.5h,產(chǎn)生沉淀,上清液流出進(jìn)入重金屬捕集池,并清除沉淀池內(nèi)的污泥;
4)向重金屬捕集池中投入IOppm重金屬捕集劑DTCR并靜置2h;
5)對(duì)經(jīng)過(guò)重金屬捕集的廢水進(jìn)行過(guò)濾;
6)上步所得的濾液進(jìn)入人工濕地單元進(jìn)行處理,處理時(shí)間為I天,水質(zhì)即達(dá)標(biāo),即排入河道;所述的人工濕地為表面流人工濕地,濕地總面積為4096m2,分為8個(gè)濕地単元,其中姆個(gè)濕地單元512 m2,長(zhǎng)寬比為2:1,即長(zhǎng)為32m,寬為16m。有效水深為50cm,表面水力負(fù)荷為0. 5m3/ Cm2 d),基質(zhì)選用石灰石,所述石灰石粒徑為3_5cm,所述基質(zhì)厚度為50_70cm ;植物主要采用香蒲,其占據(jù)的種植面積為70%,蘆葦和蜈蚣草各占據(jù)種植面積的15% ;所述的濕地植物的種植密度為50株/平方米。實(shí)施例3:
ー種酸性重金屬?gòu)U水的處理工藝,包括以下步驟
1)將酸性重金屬?gòu)U水收集在廢水收集池中;
2)收集的酸性重金屬?gòu)U水進(jìn)入中和池,用計(jì)量泵投加入配置好的石灰乳,通過(guò)pH自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)PH值至6-8之間,使重金屬離子與0H—充分反應(yīng);
3)反應(yīng)后得到的廢水進(jìn)入沉淀池中靜置2h,產(chǎn)生沉淀,上清液流出進(jìn)入重金屬捕集池,并清除沉淀池內(nèi)的污泥;
4)向重金屬捕集池中投入12ppm重金屬捕集劑DTCR并靜置3h;
5)對(duì)經(jīng)過(guò)重金屬捕集的廢水進(jìn)行過(guò)濾;
6)上步所得的濾液進(jìn)入人工濕地單元進(jìn)行處理,處理時(shí)間為I天,水質(zhì)即達(dá)標(biāo),即排入河道;所述的人工濕地為表面流人工濕地,濕地總面積為3072m2,分為6個(gè)濕地単元,其中姆個(gè)濕地單元512 m2,長(zhǎng)寬比為2:1,即長(zhǎng)為32m,寬為16m。有效水深為50cm,表面水力負(fù)荷為0. 3m3/ Cm2 d),基質(zhì)選用石灰石,所述石灰石粒徑為3_5cm,所述基質(zhì)厚度為50_70cm ;植物主要采用香蒲,其占據(jù)的種植面積為80%,蘆葦和蜈蚣草各占據(jù)種植面積的10% ;所述的濕地植物的種植密度為100株/平方米。用本發(fā)明的エ藝對(duì)酸性重金屬?gòu)U水進(jìn)行處理后,酸性重金屬?gòu)U水的pH值從原來(lái)的2-3. 5上升到6-8,重金屬Cu2+的濃度由原來(lái)I. 80mg/L降到0. 12mg/L以下,重金屬Cd2+的濃度0. 063mg/L降到0. 005mg/L以下,重金屬Pb2+的濃度I. 45mg/L降到0. 12mg/L以下,重金屬Zn2+的濃度16. 30mg/L降到I. 24mg/L以下,其pH值及重金屬濃度均達(dá)到《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB5084-2005)的排放要求。廢水隨著在人工濕地中水力停留時(shí)間的增長(zhǎng),廢水中重金屬濃度還有緩慢下降的趨勢(shì),到第7天時(shí)其重金屬的去除率均達(dá)到95%以上?!?br> 權(quán)利要求
1.ー種酸性重金屬?gòu)U水的處理工藝,其特征在于包括以下步驟 1)將酸性重金屬?gòu)U水收集在廢水收集池中; 2)收集的酸性重金屬?gòu)U水進(jìn)入中和池,調(diào)節(jié)pH值至6-8之間,使廢水中的重金屬離子與0H_充分反應(yīng)生成難溶的氫氧化物沉淀; 3)反應(yīng)后得到的廢水進(jìn)入沉淀池中充分靜置,使部分重金屬經(jīng)沉淀得以去除,上清液流出進(jìn)入重金屬捕集池,井清除沉淀池內(nèi)的污泥; 4)向重金屬捕集池中投入重金屬捕集劑并靜置; 5)對(duì)經(jīng)過(guò)重金屬捕集劑處理的廢水進(jìn)行過(guò)濾; 6)上步所得的濾液進(jìn)入人工濕地單元進(jìn)行充分處理,水質(zhì)達(dá)標(biāo)后即可排入河道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種酸性重金屬?gòu)U水的處理工藝,其特征在于步驟2)中,通過(guò)加入石灰乳來(lái)調(diào)節(jié)pH值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種酸性重金屬?gòu)U水的處理工藝,其特征在于步驟2)中,充分反應(yīng)的時(shí)間為20-30min。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種酸性重金屬?gòu)U水的處理工藝,其特征在于步驟3)中,充分靜置的時(shí)間為l-2h。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種酸性重金屬?gòu)U水的處理工藝,其特征在于步驟4)中,靜置時(shí)間為l_3h。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種酸性重金屬?gòu)U水的處理工藝,其特征在于步驟6)中,所述的人工濕地為表面流人工濕地,采用6-8個(gè)人工濕地単元,單個(gè)人工濕地単元面積不大于800m2,長(zhǎng)寬比為2:1,有效水深為20-70cm,表面水力負(fù)荷為0. I- 0. 5mV(m2 d),濕地基質(zhì)選用石灰石,所述石灰石粒徑為3-5cm,所述基質(zhì)厚度為50-70cm ;濕地植物主要為香蒲,其占據(jù)的種植面積為60-80%,5-20%的種植面積為蘆葦、其余為蜈蚣草;所述的濕地植物的種植密度為25-100株/平方米。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種酸性重金屬?gòu)U水的處理工藝,其特征在于步驟6)中,廢水在人工濕地中的處理時(shí)間為l-7d。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種酸性重金屬?gòu)U水的處理工藝,包括以下步驟1)將酸性重金屬?gòu)U水收集在廢水收集池中;2)收集的酸性重金屬?gòu)U水進(jìn)入中和池,調(diào)節(jié)pH值至6-8之間,并使廢水中的重金屬離子與OH-充分反應(yīng)生成難溶的氫氧化物沉淀;3)反應(yīng)后得到的廢水進(jìn)入沉淀池中充分靜置,使部分重金屬經(jīng)沉淀得以去除,上清液流出進(jìn)入重金屬捕集池,并清除沉淀池內(nèi)的污泥;4)向重金屬捕集池中投入重金屬捕集劑并靜置;5)對(duì)經(jīng)過(guò)重金屬捕集的廢水進(jìn)行過(guò)濾;6)上步所得的濾液進(jìn)入人工濕地單元進(jìn)行充分處理,水質(zhì)達(dá)標(biāo)后即可排入河道。本發(fā)明的工藝對(duì)酸性重金屬?gòu)U水處理效果較好,經(jīng)過(guò)處理后,其pH值及重金屬濃度均達(dá)到《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB5084-2005)的排放要求。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102838254SQ20121030221
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者姚志全, 尚志 申請(qǐng)人:廣東匯清環(huán)保技術(shù)有限公司
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