申请日2017.05.19
公开(公告)日2017.12.01
IPC分类号C02F9/04; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种深度处理含铊酸性废水的方法，该方法是将所述废水经中和沉淀后，再进行深度处理，即向废水加入pH中和剂，调节pH至中性，加入沉淀剂，再进行固液分离，固液分离后上清液进行深度处理，处理后经过滤器过滤后可直接外排;本发明通过将加碱中和沉淀和深度处理相联合，能够有效去除废水中的重金属铊，该方法不但工艺流程简单，易操作，无二次污染产生，且处理后废水中铊含量≤0.1 μg/L，可回用于生产工艺或直接外排。
权利要求书
1.一种深度处理含铊酸性废水的方法，其特征在于，以含铊酸性废水为处理对象，利用中和沉淀和深度处理联合技术进行处理，最终实现出水达标排放。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)向含铊酸性废水中加入pH中和剂，将废水pH调节至中性;
(2)向步骤(1)中和后废水中加入沉淀剂，再将废水通入固液分离设备;
(3)将固液分离后上清液进行深度处理，处理后经过滤器进一步过滤，出水达标排放。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述pH中和剂为电石渣、石灰乳、氢氧化镁溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液中的一种或多种;
优选地，pH中和剂为石灰乳;
石灰乳的浓度10%～30%;
优选地，石灰乳的浓度为10%～25%。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述沉淀剂为聚合硫酸铁溶液、聚合氯化铁溶液、三氯化铁溶液、硫酸铁溶液、氯化铝溶液或聚合氯化铝溶液中的一种或多种，沉淀剂添加量为0.2%～5%，反应时间为0.5h～6h;
优选地，沉淀剂为聚合硫酸铁溶液或聚合氯化铁溶液;
优选地，沉淀剂的添加量为0.5～3%;
优选地，反应时间为1h～6h。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述固液分离设备为重力沉降器、离心沉降器、压滤机或过滤器;
优选地，固液分离设备为压滤机。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述深度处理的方法为膜分离法、生物法、电絮凝法或吸附法;
优选地，深度处理为吸附法。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述吸附法所选用的吸附剂为活性炭、分子筛、壳聚糖、高岭土、聚丙烯酰胺、SK-Tl02型树脂吸附剂中的一种或多种;
优选地，吸附剂为SK-Tl02型树脂吸附剂。
8.如权利要求1-7中任一权利要求所述的方法，其特征在于，经中和沉淀和深度处理联合技术处理后，废水中铊含量≤0.1 μg/L，可回用于生产工艺或达标排放。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述含铊酸性废水中铊含量为0.5～10mg/L，pH为0.1～2。
说明书
一种深度处理含铊酸性废水的方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理领域，尤其涉及一种含铊酸性废水的深度处理方法。
背景技术
铊(Tl)在地壳中属稀散元素，常在铁、锌、铜等金属硫化矿中伴生，还以有机物结合形式存在于煤田和石油中。铊及其化合物均呈现高强度的生物毒性，对哺乳动物的毒性甚至比铅、汞等重金属强，易在生物体内蓄积，人体过量暴露可导致神经系统、消化系统、皮肤、毛发等永久性中毒损伤。
近年来，由于发生了多起有关铊中毒的事件，促使国家环境保护总局将铊列入环境优先污染物黑名单，并在《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中对水质中铊的标准限值做出明确规定，要求集中式生活饮用水地表水源地水体中铊的浓度不得高于0.1µg/L(引起中毒浓度为0.5µg/L)。
在黄金湿法冶炼、铅锌冶炼及相关选矿企业的生产过程中产生大量含铊重金属的废水。根据现场调研发现，含铊废水主要来源于黄金湿法冶炼生产过程，黄金湿法冶炼过程产生的4种典型废水，如污酸、萃余液、含氰贫液和精冶废水等都含有铊等多种重金属，其原水中的Tl含量为每升几十到几百微克，甚至一千微克以上。
目前处理含铊废水的方法目前主要有离子交换法、萃取法、自然蒸发法和化学沉淀法，但是均难以将废水中铊元素处理至0.1µg/L以下，仍造成外排废水严重超标，且地表水(河流断面)的铊污染问题已经对饮用水卫生安全构成严重威胁。
专利CN1067229A涉及的含铊废水的处理方法，是先将废水调节pH至2～5，再用氧化剂将一价铊氧化成三价铊，加入共沉淀剂，生成氢氧化铊沉淀，该方法只能将废水中的铊元素降至0.05mg/L，难以满足最新的环保要求，处理效果差，处理后废水不能直接排放，需要进一步深度处理。
专利CN104773863A涉及一种含铊废水的深度净化处理工艺，含铊废水先加入过量氧化剂将一价铊氧化成三价铊，再将废水pH调节至7～13，固液分离得到上清液，加入还原剂后再进行吸附处理，该方法能将废水中铊含量处理至0.1µg/L，处理效果好，但是存在工艺流程复杂、药剂成本高、基建投资成本大、处理效果不稳定等缺点。
发明内容
针对现有技术的不足，为了解决含铊酸性废水深度处理过程中的存在的处理不达标以及处理工艺流程复杂等问题，本发明提出一种通过加碱中和沉淀和深度处理联合技术来处理含铊酸性废水，以优化工艺过程、节约处理成本、降低废水的毒性，实现重金属铊的深度脱除，处理后废水中铊含量≤0.1μg/L。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种深度处理含铊酸性废水的方法，以含铊酸性废水为处理对象，利用中和沉淀和深度处理联合技术进行处理，最终实现出水达标排放。
包括如下步骤：
(1)向含铊酸性废水中加入pH中和剂，将废水pH调节至中性;
(2)向步骤(1)中和后废水中加入沉淀剂，再将废水通入固液分离设备;
(3)将固液分离后上清液进行深度处理，处理后经过滤器进一步过滤，出水达标排放。
步骤(1)所述pH中和剂为电石渣、石灰乳、氢氧化镁溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液中的一种或多种;
优选地，pH中和剂为石灰乳;
石灰乳的浓度10%～30%;
优选地，石灰乳的浓度为10%～25%。
步骤(2)所述沉淀剂为聚合硫酸铁溶液、聚合氯化铁溶液、三氯化铁溶液、硫酸铁溶液、氯化铝溶液或聚合氯化铝溶液中的一种或多种，沉淀剂添加量为0.2%～5%，反应时间为0.5h～6h;
优选地，沉淀剂为聚合硫酸铁溶液或聚合氯化铁溶液;
优选地，沉淀剂的添加量为0.5～3%;
优选地，反应时间为1h～6h。
步骤(2)所述固液分离设备为重力沉降器、离心沉降器、压滤机或过滤器;
优选地，固液分离设备为压滤机。
步骤(3)所述深度处理的方法为膜分离法、生物法、电絮凝法或吸附法;
优选地，深度处理为吸附法。
所述吸附法所选用的吸附剂为活性炭、分子筛、壳聚糖、高岭土、聚丙烯酰胺、SK-Tl02型树脂吸附剂中的一种或多种;
优选地，吸附剂为SK-Tl02型树脂吸附剂。
经中和沉淀和深度处理联合技术处理后，废水中铊含量≤0.1 μg/L，可回用于生产工艺或达标排放。
所述含铊酸性废水中铊含量为0.5～10mg/L，pH为0.1～2。
步骤(1)中向含铊酸性废水中加入pH中和剂，将废水pH调节至7左右， pH中和剂可以为电石渣、石灰乳、氢氧化镁溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液中的一种或多种，为节约成本，优选为石灰乳，石灰乳的浓度10%～30%，优选为10%～25%，例如为10%、15%、20%、25%等。
步骤(2)中向中和后废水中加入沉淀剂，再将废水通入固液分离设备;沉淀剂可以为聚合硫酸铁溶液、聚合氯化铁溶液、三氯化铁溶液、硫酸铁溶液、氯化铝溶液、聚合氯化铝溶液中的一种或多种，优选为聚合硫酸铁溶液或聚合氯化铁溶液;沉淀剂添加量为0.2%～5%，优选为0.5～3%，例如为0.5%、1%、2%、3%等;反应时间为0.5h～6h，优选为1h～6h，例如为1h、2h、3h、4h、5h、6h等;固液分离设备可以为重力沉降器、离心沉降器、压滤机或过滤器，为优化处理工艺，优选为压滤机。
步骤(3)将固液分离得到的上清液进行深度处理，处理后废水可回用于生产工艺或直接达标排放，深度处理的方法可以为膜分离法、生物法、电絮凝法或吸附法，膜分离法是利用膜的选择透过性，根据多组分流体中各组分在膜中传质选择性的差异，借助较高的外压，来实现对其的分离、分级、提纯或富集，根据膜孔径大小可分为微滤、超滤、纳滤和反渗透;生物法通过在特定培养基上培养菌种，产生一种类似于活性污泥的絮凝结构的物质，与含铊废水充分接触，结合其中的铊而絮凝沉降，然后分离，达到除铊效果;电絮凝法是以铁板或铝板为阳极，在通直流电后，阳极失去电子，形成金属阳离子Fe2+、Al3+，与OH-生成金属氢氧化物胶体絮凝剂，与废水中重金属结合生成较大絮状体，经沉淀或气浮后去除;吸附法主要是利用吸附剂活性表面积或吸附基团的强大吸附作用，与金属离子形成离子键、共价键、螯合物等，再经过滤去除重金属来达到吸附除重金属的目的;深度处理优选为吸附法。
吸附法选用的吸附剂可以为活性炭、分子筛、壳聚糖、高岭土、聚丙烯酰胺、SK-Tl02型树脂吸附剂中的一种或多种，优选为SK-Tl02型树脂吸附剂。
步骤(3)过滤器出水中铊含量≤0.1μg/L，无二次污染，可回用于生产工艺或直接达标排放。
本发明的优选方案，包括如下步骤：
(1)向含铊酸性废水中加入石灰乳，石灰乳的浓度为10%～25%，将废水pH调节至7左右;
(2)向步骤(1)得到的废水中加入聚合硫酸铁溶液或聚合氯化铁溶液，添加量为0.5%～3%，反应1h～6h，经压滤机进行固液分离;
(3)将固液分离后上清液通入装有SK-Tl02型树脂吸附剂的吸附柱中，吸附柱出水经过滤器过滤，铊含量≤0.1μg/L，可回用于生产工艺或达标排放。
与现有技术相比，本发明具有如下效果：
(1)本发明公开了一种深度处理含铊酸性废水的新方法，该方法通过中和沉淀和深度处理联合处理技术，实现了废水中重金属铊的深度脱除，降低废水毒性的同时实现了废水达标排放，而且本方法工艺流程简单、成本低廉;
(2)本发明所述的吸附柱，占地面积小，操作简单，处理能力强，实用范围广，不仅能单独处理废水，还可与其它水处理设备配套使用，实现重金属的深度脱除，吸附柱出水中铊含量≤0.1μg/L，无二次污染生成;
(3)本发明所涉及的SK-Tl02型树脂吸附剂是自主研发配制的选择性吸附剂，并针对重金属铊的选择性去除进行优化，具有处理量大，吸附能力强、效果稳定，成本低廉等特点。