申请日2004.12.27
公开(公告)日2006.11.29
IPC分类号C02F1/62; C02F9/04; C02F1/28; C02F1/42; C02F1/52
摘要
本发明公开了一种用多相转移法处理多种形态重金属废水的方法，该方法采用置换、转化等多相转移的方法将游离态的重金属汞、以及汞(II)、汞(I)、铅(II)、铬(III)、铬(Ⅵ)、锰(II)、锰(IV)、锌(II)、镉(II)、砷(III)、砷(V)、铜(II)、铜(I)等重金属治理后达到了国家排放标准，经过置换、转化后进行絮凝、吸附等处理可将大量的水回用，达到了水利用的闭路循环，既解决了排放废水的污染问题又节约了大量的水资源;这种水治理工艺可以应用于重金属形态复杂的废水综合治理工程。本发明还公开了实施该方法的装置。
权利要求书
1、一种用多相转移法处理多种形态重金属废水的方法，它包括下列 步骤：
(1)、含有多种形态重金属废水流经絮凝池，用絮凝剂将大量的 有机物沉积后转移至固体废物处理;
(2)、将剩余废水流经装有金属铝置换柱的装置，使Hg0、Hg2+、 有机形态汞与金属结合而形成汞齐，并固定在金属铝置换柱的表面 上，将Cr(VI)、As(V)转化为低价的Cr(III)、As(III);
(3)、将上述处理过的废水流经装有硫化亚铁转化柱的装置，利 用溶度积沉淀转化原理，使废水中的重金属转化为更难溶的硫化物;
(4)、将上述处理过的废水流经装有过滤柱的装置，过滤废水中 的沉积物，即可回用;
(5)、将上述处理过的废水再流经装有吸附柱的装置，废水中的 各种重金属浓度再次下降，即可直接排放。
2、根据权利要求1所述的用多相转移法处理多种形态重金属废水的 方法，其特征是：所述絮凝剂为聚合硫酸铁。
3、根据权利要求1所述的用多相转移法处理多种形态重金属废水的 方法，其特征是：所述吸附柱采用细砂和活性碳作处理柱。
4、根据权利要求1所述的用多相转移法处理多种形态重金属废水的 方法，其特征是：处理的废水的pH值范围为：pH=1～13。
5、一种实现权利要求1所述方法的装置，它包括絮凝池(16)、水泵 (6)、水处理交换装置，其特征是：水处理交换装置包括置换柱(1)、 转化柱(2)、过滤柱(3)、吸附柱(4);所述置换柱(1)、转化柱(2)、 过滤柱(3)、吸附柱(4)之间依次通过管道(11)相连。
6、根据权利要求5所述的用多相转移法处理多种形态重金属废水装 置，其特征是：所述置换柱(1)、转化柱(2)、过滤柱(3)、吸附柱 (4)之间的管道(11)上设有置换柱阀门(12)、转化柱阀门(13)、 过滤柱阀门(14)和吸附柱阀门(15)。
7、根据权利要求5所述的用多相转移法处理多种形态重金属废水装 置，其特征是：所述置换柱(1)、转化柱(2)、过滤柱(3)和吸附 柱(4)上分别设有加料口(9)，其内分别设有下隔离网(7)、中间 隔离网(8)和上隔离网(10)。
说明书
用多相转移法处理多种形态重金属废水的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种废水处理方法，特别涉及一种用多相转移法处理 多种形态重金属废水的方法。本发明还涉及实现该方法的装置。
背景技术
初步摸底调查显示，我国有3亿多人饮水不安全，其中有1.9亿 人饮用水有害物质含量超标。随着国家对环境保护工作的关注，水质 净化和废水回收利用越来越受到重视。在废水的综合治理过程中，有 形态各异的有机废水和重金属废水。有色冶炼、化工生产等企业，生 产过程中产生大量复合废水。这些废水中，存在着大量的金属离子与 非金属离子。我国最大的电池厂广州电池厂生产过程中由于使用含 汞、锌、锰和淀粉等原料，在电液配料、糊化、洗碳棒头等生产过程 中排出的废水含汞0.79mg/L、锌315mg/L、锰73mg/ L，对环境造成严重污染。由于废水中含有多种重金属污染物，国内 尚未见到能同时把全部污染物都治理达标的设备和设施。所以目前国 内的电池厂生产废水的治理还是一个难题。
废旧电池处理时，所产生的废水中第一类污染物有汞，镉，铅， 砷，铬等，第二类污染物有铜、锌、锰等。其中汞主要有Hg0，HgCl2，HgCl4， 等不同的形态，砷有As(III)As(V)，铬有Cr(III)，Cr(VI)等 多种形态与价态，铜有Cu(II)、Cu(I);锌有ZnCl2、ZnCl3 -、ZnCl4 2-、 Zn(NH3)2、Zn(NH3)4 2-等，除此以外，废水中还有Ni(II)、Li+、 Na+，K+，NH4 +，Cl-等，是一类比较典型的多形态、多价态混合污染废水。
目前工业上对于重金属废水的处理使用最多的是中和沉淀法和 硫化法。中和沉淀法是在含有重金属废水中加入碱进行中和反应使重 金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。这种方法在实际废 水处理中以下三方面问题需加以注意：(1)重金属废水经中和沉淀 处理后废水pH值较高，需经过处理才能排放;(2)实际废水中重 金属离子几乎不能单独存在，常常是多种重金属离子共存，当废水中 含有锌、铅、铬、锡、铝等两性金属时，高pH值时有再溶解倾向， 处理操作时必须严格控制pH值，实行分段沉淀法;(3)溶液中共 存的卤素、氰根、腐植酸、腐植质等可以和重金属离子形成配和物， 对中和法有较大影响，有时甚至不形成沉淀，中和之前要进行预处 理。硫化法处理重金属废水，硫化物沉淀一般比较细小，易形成胶 体;硫化物沉淀发生中沉淀剂会在水中部分残留，残留沉淀剂也是一 种污染物，会产生恶臭等，而且S2-遇到酸性环境时产生有害气体 H2S，会形成二次污染。废水中的硫化物过量较多易形成可溶性的 汞硫配合物(HgS2-)而使硫汞化合物沉淀复溶，并且对于酸性废水易 产生H2S二次污染;处理后出水的残余硫也会产生污染。
发明内容
本发明克服现有技术的不足，提供一种用多相转移法处理多种形 态重金属废水的方法。用该方法处理的多种形态共存、多种重金属共 存并对环境有严重污染的废水，可以完全达到回用和排放标准。本发 明还提供一种实现该方法的装置。
为解决上述方法的技术问题，本发明是这样实现的：它包括下列 步骤：
(1)、含有多种形态重金属废水流经絮凝池，用絮凝剂将大量的 有机物沉积后转移至固体废物处理;
(2)、将剩余废水流经装有金属铝置换柱的装置，使Hg0、Hg2+、 有机形态汞与金属结合而形成汞齐，并固定在金属铝置换柱的表面 上，将Cr(VI)、As(V)转化为低价的Cr(III)、As(III);
(3)、将上述处理过的废水流经装有硫化亚铁转化柱的装置，利 用溶度积沉淀转化原理，使废水中的重金属转化为更难溶的硫化物;
(4)、将上述处理过的废水流经装有过滤柱的装置，过滤废水中 的沉积物，即可回用;
(5)、将上述处理过的废水再流经装有吸附柱的装置，废水中的 各种重金属浓度再次下降，即可直接排放。
所述絮凝剂为聚合硫酸铁。
所述吸附柱采用细砂和活性碳作处理柱。
处理的废水的pH值范围为：pH=1～13。
为实现上述方法的装置，本发明是这样实现的：它包括絮凝池 (16)、水泵(6)、水处理交换装置，水处理交换装置包括置换柱(1)、 转化柱(2)、过滤柱(3)、吸附柱(4);所述置换柱(1)、转化柱(2)、 过滤柱(3)、吸附柱(4)之间依次通过管道(11)相连。
所述置换柱(1)、转化柱(2)、过滤柱(3)、吸附柱(4)之间 的管道(11)上设有置换柱阀门(12)、转化柱阀门(13)、过滤柱阀门 (14)和吸附柱阀门(15)。
所述置换柱(1)、转化柱(2)、过滤柱(3)和吸附柱(4)上分 别设有加料口(9)，其内分别设有下隔离网(7)、中间隔离网(8) 和上隔离网(10)。
本发明的有益效果是：
1、用置换、转化等多种相转移方法可以同时处理复合、多体重金属 废水，而且由于多种金属硫化物共沉淀的效果，对混合重金属离子用 上述多级处理柱其效果比单一离子更明显。
2、置换柱(还原柱)不仅使较难处理的游离汞得到了有效的去除， 而且将高价态的重金属还原为较低的价态，使多体共存的重金属得到 有效的治理。
3、由于S2-、Fe3+、Fe2+等的缓冲作用、废水的酸度对去除效果没有 太大的影响，而出水的PH值都趋于中性，这对于由于废旧电池成分 的波动而可能使废水处理中的工艺调整有着积极的帮助。
4、废旧电池综合处理过程中所产生的废水用以上工艺技术，完全可 以达到国家排放标准，甚至个别指标达饮用水的指标。
5、由于废旧电池全湿法处理过程产生的废水量大，在全套工艺中应 该考虑废水的循环使用，这样可以减掉吸附柱(塔)，降低处理的成 本。
6、以上工艺应根据废水的量和浓度做适当的调整。其中废水的流速 应选120～200L/cm2.min。
7、以上废水处理工艺的明显效果是絮凝、中和、转化、还原、吸附 和共沉淀的综合效果。