申请日2014.12.04
公开(公告)日2015.04.01
IPC分类号C02F101/20; C02F9/02
摘要
本发明涉及含重金属废水的处理回用方法及装置，提供了一种含重金属废水的处理回用方法，该方法包括以下步骤：(a)将吸附颗粒和含重金属废水原料分别送入混合装置中进行混合，使得混合和吸附作用同时进行;(b)将均匀地混合了吸附颗粒的含重金属废水进行水力旋流，以强化吸附颗粒的吸附作用，并预分离吸附颗粒和含重金属废水;以及(c)将经预分离的吸附颗粒返回混合装置中与含重金属废水原料进行混合，将经预分离的含重金属废水进行过滤，以进一步分离含重金属废水中的吸附颗粒，并将经进一步分离的吸附颗粒返回混合装置中与含重金属废水原料进行混合，同时排出经过滤的含重金属废水送入后续工艺回用。还提供了一种含重金属废水的处理回用装置。
摘要附图
权利要求书
1.一种含重金属废水的处理回用方法，该方法包括以下步骤：
(a)将吸附颗粒和含重金属废水原料分别送入混合装置中进行混合，使得混 合和吸附作用同时进行;
(b)将均匀地混合了吸附颗粒的含重金属废水进行水力旋流，以强化吸附颗 粒的吸附作用，并预分离吸附颗粒和含重金属废水;以及
(c)将经预分离的吸附颗粒返回混合装置中与含重金属废水原料进行混合， 将经预分离的含重金属废水进行过滤，以进一步分离含重金属废水中的吸附颗粒， 并将经进一步分离的吸附颗粒返回混合装置中与含重金属废水原料进行混合，同 时排出经过滤的含重金属废水送入后续工艺回用。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
(d)把吸附颗粒定期从混合装置中排出，以更新吸附颗粒。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述吸附颗粒是具有多孔结 构的树脂吸附剂，根据所处理的含重金属废水中重金属的成分和含量，视需要在 其表面上嫁接所需的官能团。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(a)中，根据含重 金属废水原料的流量定期加入所需量的吸附颗粒。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，每立方米含重金属废水原料中加 入300～400g吸附颗粒。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(b)中，在水力旋 流中，吸附颗粒产生公转并伴随自转，以强化吸附颗粒的吸附作用，并预分离吸 附颗粒和含重金属废水。
7.一种含重金属废水的处理回用装置，该装置包括：
混合装置(1)，用于对吸附颗粒和含重金属废水原料进行混合，使得混合和 吸附作用同时进行;
与混合装置(1)连接的水力旋流器(3)，用于将均匀地混合了吸附颗粒的 含重金属废水进行水力旋流，以强化吸附颗粒的吸附作用，并预分离吸附颗粒和 含重金属废水;
与水力旋流器(3)连接的过滤装置(4)，用于将经预分离的含重金属废水 进行过滤，以进一步分离含重金属废水中的吸附颗粒，并将经进一步分离的吸附 颗粒返回混合装置中与含重金属废水原料进行混合，同时排出经过滤的含重金属 废水送入后续工艺回用。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，该装置还包括置于混合装置(1) 与水力旋流器(3)之间的泵(2)，用于将均匀地混合了吸附颗粒的含重金属废 水泵送至水力旋流器(3)进行水力旋流。
9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述水力旋流器(3)的入 口呈与其主体区域相切布置，其入口管径为(0.15～0.25)D，底部出口管径为 (0.07～0.10)D，顶部出口管径为(0.20～0.30)D，其中D为水力旋流器(3)的 公称直径;所述水力旋流器(3)的分流比为30～40%。
10.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述过滤装置(4)内陶瓷 膜管密布微孔，其孔径为0.02～0.07μm。
说明书
含重金属废水的处理回用方法及装置
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，涉及含有重金属的污水处理，具体地说， 本发明涉及含重金属废水的处理回用方法及装置。
背景技术
重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排 出的含重金属的废水。重金属(如含镉、镍、汞、锌等)废水是对一环境污染 最严重和对人类危害最大的工业废水之一，其水质水量与生产工艺有关。
重金属污染主要有以下特点：
(1)天然水体中的重金属浓度虽低，但其毒性长期持续。水体中某些重 金属可在微生物作用下转化为毒性更强的金属有机化合物。
(2)生物富集浓缩，构成食物链，危机人类。生物从环境中摄取重金属， 并在体内或某些器官中富集，其富集倍数可高达成千上万倍，水生动植物、陆 生农作物都有这种现象。然后作为食物进入人体，在人体的某些器官中积蓄起 来构成慢性中毒，严重危害人体健康。
(3)重金属无论用何种处理方法或微生物都不可能降解，只会改变其化 合价和化合物种类。天然水体中OH-、Cl-、SO42-、NH4+有机酸、氨基酸、腐植 酸等，都可以同重金属生成各种络合物或螯合物，使重金属在水中的浓度增大， 也可能使沉入水中的重金属又释放出来而迁移。
(4)在天然水体中只要有微量重金属，即可产生毒性反应，一般重金属 产生毒性的范围大约在1.0～10mg/L之间，毒性较强的重金属如汞、镉等毒性 浓度范围在0.001～0.1mg/L等等。
我国工业废水污染现象严重，主要是水体污染，目前全国500多条主要河 流中，有80%以上受到不同程度的污染，这主要是由于工业废水的排放造成的。 流经全国40多个大城市的河流，有90%以上受到污染，对环境和居民身体健 康产生了较大的影响。我国流域水资源基本分为长江、黄河、海河、松花江、 淮河、珠江和辽河七大水系，其沿岸汇集了全国80%以上的城市及乡镇，是全 国流域污染治理最重要的区域。我国水资源污染严重，河流水质方面，西南诸 河区、西北诸河区、长江区、珠江区和东南诸河区水质较好，符合和优于Ⅲ类 水的河长占95%～64%;海河区、黄河区、淮河区、辽河区和松花江区水质较 差，符合和优于Ⅲ类水的河长占35%～47%。从我国工业废水排放量上看，从 2005年到2008年三年一直保持在240亿吨左右的水平，2009年下降到了234.4 亿吨。根据我国环保部的统计，近几年我国工业废水达标排放率一直在提高， 除了2006年小幅回落，其他年份都在逐年增高。到2009年末，达标排放率达 到94.2%。据环境统计公报的数据，2009年我国工业废水的排放量占全部废水 排放量的40%左右，工业废水对水环境污染的比重较大，已成为当今环境工作 亟待解决的重大问题之一。
不同于有机物可以被分解破坏，重金属只能转移其存在位置和改变它们的 物理和化学状态。目前常用的重金属废水处理方法主要包括化学沉淀法、还原 法、吸附法、膜分离法、混凝法、离子交换法、电化学法等。针对运行稳定、 处理效果好、投资少及运作费用低、易于管理和操作、不产生二次污染等要求， 上述方法还不能完全满足要求。
因此，本领域迫切需要开发出一种满足运行稳定、处理效果好、投资少及 运作费用低、易于管理和操作、不产生二次污染等要求的重金属废水处理工艺。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有工艺中存在的能耗大、低浓度废水 难以处理、处理效率不高、难以长期稳定运行等问题，提供一种操作条件适应 性好，流程简单，占地面积小，能够长期稳定达到排放标准的重金属废水处理 工艺。
本发明提供了一种新颖的含重金属废水的处理回用方法及装置，从而解决 了现有技术中存在的问题。
一方面，本发明提供了一种含重金属废水的处理回用方法，该方法包括以 下步骤：
(a)将吸附颗粒和含重金属废水原料分别送入混合装置中进行混合，使得 混合和吸附作用同时进行;
(b)将均匀地混合了吸附颗粒的含重金属废水进行水力旋流，以强化吸 附颗粒的吸附作用，并预分离吸附颗粒和含重金属废水;以及
(c)将经预分离的吸附颗粒返回混合装置中与含重金属废水原料进行混 合，将经预分离的含重金属废水进行过滤，以进一步分离含重金属废水中的吸 附颗粒，并将经进一步分离的吸附颗粒返回混合装置中与含重金属废水原料进 行混合，同时排出经过滤的含重金属废水送入后续工艺回用。
在一个优选的实施方式中，该方法还包括：
(d)把吸附颗粒定期从混合装置中排出，以更新吸附颗粒。
在另一个优选的实施方式中，所述吸附颗粒是具有多孔结构的树脂吸附剂， 根据所处理的含重金属废水中重金属的成分和含量，视需要在其表面上嫁接所 需的官能团。
在另一个优选的实施方式中，在步骤(a)中，根据含重金属废水原料的流 量定期加入所需量的吸附颗粒。
在另一个优选的实施方式中，每立方米含重金属废水原料中加入300～400g 吸附颗粒。
在另一个优选的实施方式中，在步骤(b)中，在水力旋流中，吸附颗粒 产生公转并伴随自转，以强化吸附颗粒的吸附作用，并预分离吸附颗粒和含重 金属废水。
另一方面，本发明提供了一种含重金属废水的处理回用装置，该装置包括：
混合装置，用于对吸附颗粒和含重金属废水原料进行混合，使得混合和吸 附作用同时进行;
与混合装置连接的水力旋流器，用于将均匀地混合了吸附颗粒的含重金属 废水进行水力旋流，以强化吸附颗粒的吸附作用，并预分离吸附颗粒和含重金 属废水;
与水力旋流器连接的过滤装置，用于将经预分离的含重金属废水进行过滤， 以进一步分离含重金属废水中的吸附颗粒，并将经进一步分离的吸附颗粒返回 混合装置中与含重金属废水原料进行混合，同时排出经过滤的含重金属废水送 入后续工艺回用。
在一个优选的实施方式中，该装置还包括置于混合装置与水力旋流器之间 的泵，用于将均匀地混合了吸附颗粒的含重金属废水泵送至水力旋流器进行水 力旋流。
在另一个优选的实施方式中，所述水力旋流器的入口呈与其主体区域相切 布置，其入口管径为(0.15～0.25)D，底部出口管径为(0.07～0.10)D，顶部 出口管径为(0.20～0.30)D，其中D为水力旋流器的公称直径;所述水力旋流 器的分流比为30～40%。
在另一个优选的实施方式中，所述过滤装置内陶瓷膜管密布微孔，其孔径 为0.02～0.07μm。