申请日2016.01.29
公开(公告)日2016.04.27
IPC分类号C02F1/56; C02F1/66
摘要
本发明公开了一种含铜废水处理过程中提高污泥沉降性能的方法，属于环境工程领域。在含铜废水化学沉淀处理过程中，生成的污泥一般为絮状污泥，其稳定性、沉降性和脱水性较差，严重影响了出水水质和工艺运行效率。本发明应用反应结晶法，引入晶种，采用并流加料连续操作的方式，通过控制反应物的进样速率，调节溶液的过饱和度，以及同时调控晶种固体浓度、搅拌速度、沉淀剂的浓度、沉淀剂滴加速率、反应pH值等条件促进形成颗粒污泥，使污泥的沉降速率较絮状污泥提高了7～8倍，同时还使污泥的含水率从絮状污泥的99%降到了71%，体积减少了96.5%。本发明为解决含铜废水处理过程中固液分离的难题提供了新方法。
权利要求书
1.一种含铜废水处理过程中提高污泥沉降性能的方法，其特征在于，在100-300mL水中加入氧化铜晶种，使得固体浓度为2.5～3.0g/L;控制搅拌速度200～300rpm、温度15-25℃条件下分别滴加含铜废水和0.03～0.05mol/L的氢氧化钠水溶液，含铜废水和氢氧化钠的进样速率控制在0.2～0.5mL/min，控制含铜废水和氢氧化钠的进样速率一样;并用氢氧化钠溶液调节pH值11-12，反应1h后，停止加样，向反应后的悬浮溶液体系中投加聚丙烯酰胺絮凝剂，搅拌后静置一段时间，使污泥稳定并完全沉降，所述的含铜废水的铜离子浓度≥1000mg/L。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，加入的晶种物质包括不同形貌、尺寸的氧化铜中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，向反应后的悬浮溶液体系中投加质量分数为0.1%的聚丙烯酰胺絮凝剂，使其在体系中的浓度为15mg/L;然后400～800rpm搅拌0.25～1min，再在25～100rpm搅拌10～15min，静置30min，使颗粒污泥稳定并完全沉降。
说明书
一种含铜废水处理过程中提高污泥沉降性能的方法
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种含铜废水处理过程中提高污泥沉降性能的方法。
背景技术
化学沉淀法由于具有方法简单、操作方便、工艺技术成熟等优势，被广泛应用于处理含铜废水处理过程中。但是由于沉淀反应速度快，生成的颗粒比较细小或为无定形的沉淀，大量细小颗粒悬浮于溶液中，难以快速高效分离，导致处理后的废水难以稳定达标。为了解决这一问题，在化学沉淀处理含铜废水的过程中利用反应结晶法，形成化学沉淀颗粒污泥，可使污泥沉降性能大幅度提高。
由于废水处理后沉淀物的固液分离主要依赖于重力作用，因而其最终沉降速度取决于沉淀物的形状、粒径、密度等。因此，在化学沉淀颗粒污泥的形成过程中，控制成核、晶体长大、附聚等结晶过程，使颗粒长大十分重要。过饱和度是推进结晶过程的唯一动力，过饱和度的大小直接影响着晶核的形成和结晶成长过程的快慢，这两个过程同时也影响着沉淀物的粒度分布。在反应结晶法处理含铜废水过程中会存在局部过饱和度高，初级成核速率快及废水中重金属离子浓度低、沉淀悬浮密度小、不利于颗粒长大等问题。为了避免初级成核，使析出的溶质能够在晶种表面生长，从而得到较大的晶体粒度，保证固液分离效果，可以通过在反应结晶过程的初期加入晶种诱导成核，同时利用并流加料连续操作的方式，将溶液的过饱和度控制在介稳区，其中的关键步骤是控制溶液的过饱和程度。通过调节反应物的进样速率能够有效地控制溶液中的过饱和程度，使其处于介稳区，获得较大的颗粒，提高污泥的沉降性能，促进泥水分离。
发明内容
针对含铜废水处理过程中污泥难以固液分离的问题，本发明提供一种在含铜废水(铜离子浓度≥1000mg/L)处理过程中提高污泥沉降性能的方法。该方法操作简单，运行周期短，能够有效提高污泥的沉降性能。
为实现上述目的，本发明是通过以下方式实现的：
一种含铜废水处理过程中提高污泥沉降性能的方法，其特征在于，在100-300mL水中加入氧化铜晶种，使得固体浓度为2.5～3.0g/L;控制搅拌速度200～300rpm、温度15-25℃条件 下分别滴加含铜废水和0.03～0.05mol/L的氢氧化钠水溶液，含铜废水和氢氧化钠的进样速率控制在0.2～0.5mL/min，控制含铜废水和氢氧化钠的进样速率一样;并用氢氧化钠溶液调节pH值11-12，反应1h后，停止加样，向反应后的悬浮溶液体系中投加聚丙烯酰胺絮凝剂，搅拌后静置一段时间，使污泥稳定并完全沉降，所述的含铜废水的铜离子浓度≥1000mg/L。
所述的方法中加入的晶种物质包括不同形貌、尺寸的氧化铜中的一种或多种。
所述的方法，向反应后的悬浮溶液体系中投加质量分数为0.1%的聚丙烯酰胺絮凝剂，使其在体系中的浓度为15mg/L;然后400～800rpm搅拌0.5～1min，再在25～100rpm搅拌10～15min，静置30min，使颗粒污泥稳定并完全沉降。
与现有技术相比，本发明的优点：
1、本发明方法专门用于处理铜离子浓度≥1000mg/L的含铜废水。
2、流程简单，主要涉及了铜的沉淀反应和颗粒物的絮凝反应;操作成本低，设备简单。
3、本发明应用反应结晶法，引入晶种，采用并流加料连续操作的方式，通过控制反应物的进样速率，调节溶液的过饱和度，以及同时调控晶种固体浓度、搅拌速度、沉淀剂的浓度、沉淀剂滴加速率、反应pH值等条件以期找到最优方案，促进形成颗粒污泥，使污泥的沉降速率较絮状污泥提高了7～8倍，同时还使污泥的含水率从絮状污泥的99%降到了71%，体积减少了96.5%。
4、本发明是含铜废水处理过程中提高污泥沉降性能的方法，为解决含铜废水处理过程中固液分离的难题提供了新方式。