申请日2007.07.11
公开(公告)日2009.12.02
IPC分类号C02F9/04; C02F1/72; C02F1/66; C02F1/58; C02F1/70; C02F103/16
摘要
本发明公开了一种处理含络合金属废水的方法，废水经收集后调节pH值至2-4后加入H2O2，再导入流化床破络反应器内与铁粉充分接触进行置换及破络反应，置换及破络反应后废水导入沉淀池，加碱使金属离子沉淀，将上层的澄清水与下层沉淀的污泥分离。本发明引入的流化床破络反应器及再生床能有效防止铁粉在反应过程中的团聚或钝化，大大提高反应效率同时避免铁粉的浪费，节省成本。新生态的Fe2+离子比起FeSO4和FeCl2配制的Fe2+离子对H2O2的氧化有更强的催化活性与催化作用。采用该方法处理含络合金属的废水，不但处理效果好，能实现废水的达标排放，而且处理成本低，适合于工业推广。
权利要求书
1、一种处理含络合金属废水的方法，其特征在于：废水经收集后调 节pH值至2-4后加入H2O2，再导入流化床破络反应器内与铁粉充分接触进 行置换及破络反应，置换及破络反应后废水导入沉淀池，加碱使金属离子 沉淀，将上层的澄清水与下层沉淀的污泥分离。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的H2O2的投加量为 1.0～2.5毫克/废水COD值。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的铁粉粒径0.5～2mm， 铁粉预先填充在流化床破络反应器内。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的废水进入流化床 破络反应器时的流速5～25m/h。
5、如权利要求1所述的方法，其特征在于：流化床破络反应器中的 铁粉钝化后用盐酸再生，再生时pH在2-3.5。
6、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的加碱使金属离子 沉淀后，加入混凝药剂聚丙烯酰胺。
7、一种用于实施权利要求1-6任一所述方法的设备系统，包括集水 池(1)、pH调节池(2)、流化床破络反应器(3)、调节池(4)、再生床(5) 和混凝反应沉淀池(6)，其特征在于：pH调节池(2)与集水池(1)相连， 流化床破络反应器(3)与pH调节池(2)相连，再生床(5)和调节池(4) 分别与流化床破络反应器(3)相连，混凝反应沉淀池(6)与调节池(4) 相连。
8、如权利要求7所述的设备系统，其特征在于：所述的pH调节池(2) 出口管路与流化床破络反应器(3)底端相连。
9、如权利要求7所述的设备系统，其特征在于：所述的流化床破络 反应器(3)与调节池(4)顶部连通。
10、如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的pH调节池(2) 内设有自动pH计(7)。
说明书
一种处理含络合金属废水的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种废水处理工艺，具体地说是一种利用铁粉还原与 Fenton氧化协同处理含络合金属废水的工艺和装置。
背景技术
络合剂是表面处理等行业在生产过程中使用的化学试剂。如电镀行业 中，为了增强镀液的分散能力进而达到良好镀层的效果，需要在镀液中添 加诸如氨三乙酸、乙二胺、酒石酸盐、柠檬酸盐、三乙醇胺、有机磷酸、 EDTA、焦磷酸、烟酸等络合剂，这些络合剂能与金属离子结合生成强稳定 态的螯合物，尤其当废水中的金属离子含量较高时，配位形成稳定的络合 物。易与络合剂配位的金属以铜离子为主，该种络合物不但危害大，而且 由于络合剂的存在，使原本处于游离态的铜离子变为络合态，对于废水中 金属离子的去除带来难度，是电镀废水的处理难点之一。表面处理等行业 废水中不但含有络合金属，还含有大量的游离态金属离子，其处理很难达 标很大程度都是由于其废水中络合态的金属很难通过传统的方法去除，而 且目前没有一种针对络合物的高效可行的破络处理方法。
目前针对含络合金属废水处理技术的研究和应用还不是很多。常用的 处理方法主要有破络处理法、离子交换法、置换(还原)法、化学沉淀法、 螯合沉淀法等。
《上海第二工业大学学报》2006年第23卷第1期第47页帅佳慧、龚文 琪等“混凝沉淀及Fenton氧化法处理含直接铜络合偶氮染料废水”和《水 处理技术》2006年第32卷第9期第34页铁柏清、钱湛等“UV/Fe3+/H2O2催化 一混凝联合工艺处理络合铜镍废水”中分别报道了采用Fenton氧化一混凝 沉淀和光催化、Fenton氧化及混凝的工艺技术，从印染废水或电镀废水中 去除以铜为主的金属络合物。
《化工环保》2003年第23卷第3期第117页韩渂、孙来九等的“重金属 捕集沉淀剂处理含络合铜废水的工艺研究”一文中提供了一种通过投加一 种化学药剂捕集废水中重金属的方法。
目前针对络合物处理的专利主要体现在对络合物中的非金属部分的 处理，如公开号为CN1403385的中国发明专利申请公开了一种氰系及含有 重金属电镀废水的双回收循环的方法，主要是利用离子交换树脂将氰化物 与金属分离，分离出来的重金属再用电解法处理。
以上技术在处理络合金属时，用到的方法主要有Fenton氧化、紫外 光催化及离子交换法。其中Fenton氧化和离子交换法是国内研究较成熟 的几种处理方法。单独使用Fenton氧化法，并不能有效破络实现废水处 理的达标排放，而且催化剂铁离子用量较大，会增加处理成本;离子交换 法不能彻底去除络合剂，再生液中仍含有络合剂，处理难度大，只适合在水 量较小的电镀废水处理厂使用;投加重金属捕集剂，目前有不少企业采用 此方法，方法简单，但是该投加该药剂成本相对较高，而且处理水不能实 现达标;光催化目前还停留在实验室研究阶段，要实现工程应用还存在工 艺不成熟、成本高等问题。
因此，针对络合金属的研究，国内外还没有一种适用于工程应用的成 本低、处理效果佳的好方法。
发明内容
本发明提供了一种处理效果好、成本低的含络合金属废水的处理方 法。
一种处理含络合金属废水的方法，废水经收集后调节pH值至2-4后 加入H2O2，再导入流化床破络反应器内与铁粉充分接触进行置换及破络反 应，置换及破络反应后废水导入沉淀池，加碱使金属离子沉淀，将上层的 澄清水与下层沉淀的污泥分离。
本发明方法，采用铁粉还原-Fenton氧化的协同作用对废水中的络合 物进行破络处理。流化床破络反应器内，流化状态的铁粉与废水充分接触， 置换出处于游离状态的金属离子，铁粉转化成Fe2+离子进入废水;Fe2+离子 可以催化H2O2生成羟基自由基，对络合离子的氧化性能大大增强，可实现 有效破络，使络合态的金属离子变成游离态，同时降解废水中的有机物， 降低废水的COD;最后通过加碱沉淀去除废水中游离态的金属离子，保证 出水的达标排放。
废水经收集后调节pH值时可用常用的酸、碱，如盐酸或氢氧化钠来 调节。
所述的H2O2的投加量为1.0～2.5毫克/废水COD值;即每1个废水COD 需要使用H2O2的量为1.0～2.5毫克(H2O2折百计)，H2O2可以采用各种浓度 范围。
所述的流化床为上流式流化床或液流动力流化床;
所述铁粉的粒径为0.5～2mm;铁粉预先填充在流化床破络反应器内。
所述的废水进入流化床破络反应器时的流速5～20m/h，在此流速范围 内即可以使流化床破络反应器内的铁粉呈流化状态;与废水能够充分接 触，并能有效防止团聚现象。
所述的铁粉相对于废水中需要置换出来的金属离子一般过量投加，并 可反复使用，这样也有助于降低成本。
流化床破络反应器中的铁粉，一段时间后会出现钝化现象，需进行再 生处理。将流化床破络反应器中的物料打入再生床，再生床中加入再生药 剂，充分搅拌使铁粉再生，并重新打入流化床破络反应器。
所述的再生药剂为酸性物质，如盐酸;再生床内加入再生药剂后使pH 在2-3.5，在此酸性条件下完成对铁粉的再生。
所述的置换及破络反应后废水导入沉淀池，加碱使金属离子沉淀，为 了使沉淀、分离的效果更好，可加入混凝药剂聚丙烯酰胺(PAM)，用量为 0.1～0.5ppm。
本发明还提供了实施所述方法的设备系统，包括集水池、pH调节池、 流化床破络反应器、调节池、再生床和混凝反应沉淀池，pH调节池与集水 池相连，流化床破络反应器与pH调节池相连，再生床和调节池分别与流 化床破络反应器相连的，混凝反应沉淀池与调节池相连。
所述的pH调节池出口管路与流化床破络反应器底端相连。
所述的流化床破络反应器与调节池顶部连通。
所述的pH调节池内设有自动pH计。
各设备可根据实际位差、检修需要、流速要求等因素在管路中设置泵。 阀。
与现有技术相比，本发明引入了铁粉流化床。铁粉的固定，一直是工 业中的一个难题，限制其应用。本发明引入的流化床破络反应器及再生床 能有效防止铁粉在反应过程中的团聚或钝化，大大提高反应效率同时避免 铁粉的浪费，节省成本。新生态的Fe2+离子比起FeSO4和FeCl2配制的Fe2+ 离子对H2O2的氧化有更强的催化活性与催化作用。采用该方法处理含络合 金属的废水，不但处理效果好，能实现废水的达标排放，而且处理成本低， 适合于工业推广。