申请日2015.02.03
公开(公告)日2015.05.20
IPC分类号C02F9/06
摘要
本发明涉及冶金废水处理技术领域，尤其是一种联合处理冶金废水的方法，通过先用逆向渗透技术对含重金属离子、F-、Cl-进行浓缩，同时得到含金属离子和非金属离子都很低的高级回用水。再用电解法在PH为6.5～8.5、常温、槽压2.5～3.5v，电流密度350～400A/m2条件下进行3～4小时电解，电解释放出的氧气一方面对浓缩液中的变价离子进行氧化并水解沉淀，一方面对浓缩液的颜色进行氧化褪色，非变价离子一部分被水解沉淀物吸附而沉淀，大部分被电积到阴极板上或去电荷后为中性物质沉于电解槽中，非金属离子也由于在阳极上放电逸出，尤其使用石墨电极，Cl-放电逸出量可达60%以上，F-减少50%以上。
权利要求书
1.一种联合处理冶金废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按常规工艺，将冶金废水进行除油处理后，再将其进行除 钙处理，获得初液;
(2)将步骤1)获得的初液采用高压逆向渗透装置，在控制压力 为50-60bar，初液进液量为120-130L，出液量为68-96L，进行高压透 析处理100-120min，获得浓缩液a和透析水;
(3)将步骤2)获得透析水采用低压逆向渗透装置，在控制压力 为15-25bar，进液量为65-70L，出液量为62-65L，进行低压透析处理 35-40min，获得高级透析回用水和浓缩液b，浓缩液b返回步骤2)进 行高压透析循环处理;
(4)将步骤2)获得的浓缩液a置入电解槽中，并调整浓缩液a的 PH值为6.5-8.5，并控制电解槽中的电压为2.5-3.5v，电流密度为 350～400A/m2，电解温度控制在常温下，电解处理3-4h，再将其进行 过滤处理，即可获得一般回用水和沉淀物。
2.如权利要求1所述的联合处理冶金废水的方法，其特征在于， 所述的步骤2)中，压力为55bar，初液进液量为125L，出液量为83L， 高压透析处理时间为110min。
3.如权利要求1所述的联合处理冶金废水的方法，其特征在于， 所述的步骤3)中，压力为20bar，初液进液量为67L，出液量为64L， 低压透析处理时间为37min。
4.如权利要求1所述的联合处理冶金废水的方法，其特征在于， 所述的冶金废水，其化学成分为Cl-12.1g/L，F-10mg/L，SO42-12g/L， Ca2+680mg/L，Zn2+9mg/L，Cd2+3mg/L，Cu2+0.3mg/L，Pb 1.4mg/L， As 1mg/L，Sb 0.8mg/L，PH为6～7。
5.如权利要求1所述的联合处理冶金废水的方法，其特征在于， 所述的高级透析回用水，其化学成分为Cl-145mg/L，F-0.38mg/L，SO42-234mg/L，Ca2+10.4mg/L，Cu2+0mg/L，Zn2+5.8mg/L，Cd2+，0.12mg/L， Pb 0mg/L，PH为6.5。
6.如权利要求1所述的联合处理冶金废水的方法，其特征在于， 所述的一般回用水，其化学成分为Zn 10mg/L，Cd 0.037mg/L，Pb 0.09mg/L，Cu微，Cl-3.7g/L，F-0.8mg/L。
7.如权利要求1所述的联合处理冶金废水的方法，其特征在于， 所述的电解槽，其阳极为采用不锈钢板、铁板、石墨中的一种。
8.如权利要求1所述的联合处理冶金废水的方法，其特征在于， 所述的电解槽，其阴极为采用铝板。
9.如权利要求1所述的联合处理冶金废水的方法，其特征在于， 所述的过滤为采用板框压滤、纳滤、超滤中的一种或几种的组合。
10.如权利要求1所述的联合处理冶金废水的方法，其特征在于， 所述的高压逆向渗透装置，其膜通量为13-14L/㎡·H;所述的低压逆 向渗透装置，其膜通量41.5L/㎡·H。
说明书
一种联合处理冶金废水的方法
技术领域
本发明涉及冶金废水处理技术领域，尤其是一种联合处理冶金废 水的方法。
背景技术
湿法冶金过程中，将会产生大量的废水，即所谓的冶金废水，这 种废水中含有大量的杂质和金属离子，其中重金属离子的含量居多， 主要涉及到的有SO42-，F-，Cl-，Ca2+，Mg2+离子等;而这些离子在随 着废水排放在环境中，则会对环境造成严重的污染。因此，冶金工艺 需要对冶金废水进行处理后，再将其进行排放处理或者回用。传统中， 对于冶金废水的处理方法主要有：石灰中和沉淀法，即通过降低废水 中的PH值含量，进而使得冶金废水中的重金属离子在碱性条件下发 生沉降，进而达到除去杂质和重金属物质的目的;该方法处理重金属 离子很难达到国家排放标准，而且渣量大，易造成二次污染，处理后 的水含量Ca2+、Mg2+离子高，透析水回用受到限制;还有采用逆向渗 透膜处理废水的方法，该方法能够获得60%左右较高质量的回用水， 而还有40%左右的废水被浓缩，进而导致其中的重金属和其他杂质的 含量较高，并且也不能够进行再次排放，进而导致处理难度较大;并 再将上述40%左右的废水进行蒸发处理，这个过程也会导致大量的能 耗损失，还会导致其中的大量的挥发性物质挥发，进而造成环境的污 染，并且水蒸气散发除去之后，难以进行回收利用，造成大量的水资 源浪费，使得冶金废水处理成本较大。
为此，本研究人员结合上述技术问题，对冶金废水进行处理提供 了一种新思路。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种联合 处理冶金废水的方法，集电解沉积、氧化脱色，水解沉淀于一身将废 水中的金属、非金属离子除去而得到一般回用水，使废水的水资源利 用率达到100%。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
一种联合处理冶金废水的方法，包括以下步骤：
(1)按常规工艺，将冶金废水进行除油处理后，再将其进行除 钙处理，获得初液;
(2)将步骤1)获得的初液采用高压逆向渗透装置，在控制压力 为50-60bar，初液进液量为120-130L，出液量为68-96L，进行高压透 析处理100-120min，获得浓缩液a和透析水;
(3)将步骤2)获得透析水采用低压逆向渗透装置，在控制压力 为15-25bar，进液量为65-70L，出液量为62-65L，进行低压透析处理 35-40min，获得高级透析回用水和浓缩液b，浓缩液b返回步骤2)进 行高压透析循环处理;
(4)将步骤2)获得的浓缩液a置入电解槽中，并调整浓缩液a的 PH值为6.5-8.5，并控制电解槽中的电压为2.5-3.5v，电流密度为 350～400A/m2，电解温度控制在常温下，电解处理3-4h，再将其进行 过滤处理，即可获得一般回用水和沉淀物。
所述的步骤2)中，压力为55bar，初液进液量为125L，出液量为 83L，高压透析处理时间为110min。
所述的步骤3)中，压力为20bar，初液进液量为67L，出液量为 64L，低压透析处理时间为37min。
所述的冶金废水，其化学成分为Cl-12.1g/L，F-10mg/L， SO42-12g/L，Ca2+680mg/L，Zn2+9mg/L，Cd2+3mg/L，Cu2+0.3mg/L， Pb 1.4mg/L，As 1mg/L，Sb 0.8mg/L，PH为6～7。
所述的高级透析回用水，其化学成分为Cl-145mg/L，F-0.38mg/L， SO42-234mg/L，Ca2+10.4mg/L，Cu2+0mg/L，Zn2+5.8mg/L，Cd2+，0.12mg/L，Pb 0mg/L，PH为6.5。
所述的一般回用水，其化学成分为Zn 10mg/L，Cd 0.037mg/L， Pb 0.09mg/L，Cu微，Cl-3.7g/L，F-0.8mg/L。
所述的电解槽，其阳极为采用不锈钢板、铁板、石墨中的一种。
所述的电解槽，其阴极为采用铝板。
所述的过滤为采用板框压滤、纳滤、超滤中的一种或几种的组合。
所述的高压逆向渗透装置，其膜通量为13-14L/㎡·H;所述的低 压逆向渗透装置，其膜通量41.5L/㎡·H。
与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：
本发明先用逆向渗透技术对含重金属离子、F-、Cl-进行浓缩，同 时得到含金属离子和非金属离子都很低的高级回用水。再用电解法在 PH为6.5～8.5、常温、槽压2.5～3.5v，电流密度350～400A/m2条件下进 行3～4小时电解，电解释放出的氧气一方面对浓缩液中的变价离子进 行氧化并水解沉淀，例如：Fe2+被氧化为Fe3+而水解沉淀，一方面对 浓缩液的颜色进行氧化褪色，非变价离子一部分被水解沉淀物吸附而 沉淀，大部分被电积到阴极板上或去电荷后为中性物质沉于电解槽 中，非金属离子也由于在阳极上放电逸出，尤其使用石墨电极，Cl-放电逸出量可达60%以上，F-减少50%以上;并且本发明首先利用逆 向渗透离子膜透析冶金废水，得到60%的高级回用水和40%的浓缩液 a，再将浓缩液a利用不锈钢板或废铁板或石墨板作阳极，铝板作阴极 进行浓缩液a的电解，集电解沉积、氧化脱色，水解沉淀于一身将浓 缩液a中的金属、非金属离子除去而得到一般回用水，使废水的水资 源利用率达到100%。再者，本发明在废水处理过程中外加物质很少， 产生的沉淀渣小于5%，并且可返回利用，难以造成二次污染，大大 降低废渣处理成本。同时，本发明的设备投资少，占地面积小，处理 能力为200m3/日，占地约200m2，设备投资300～350万元，运行成本约 为12元/m3。
由此可见，本发明相对于现有技术具有突出的实质性特征和显著 的进步，具有明显的环保价值和经济效益。