申请日2018.04.09
公开(公告)日2018.09.21
IPC分类号C02F9/04; C02F103/16
摘要
本发明属于水处理技术领域，提出了一种同时去除电解抛光废水中总铁和总铜的处理工艺和系统，本发明工艺，包括以下步骤：1)废水进入一体式沉淀池，并向一体式沉淀池中加入有机改性钠基蒙脱石除重金属药剂;2)经步骤1)处理后的出水进入树脂吸附塔，树脂吸附塔中放置单宁酸修饰的苯乙烯‑二乙烯苯聚合树脂。本发明系统解决了电解抛光废水的铁和铜的问题，工艺中使用的有机改性钠基蒙脱石除重金属药剂和单宁酸修饰的苯乙烯‑二乙烯苯聚合树脂均是根据电解抛光废水的特性制备而成，对废水中的铁和铜处理效果好。处理后废水pH在6～9之间，总铁在0.7～2.1mg/L之间，总铜在0.11～0.39mg/L之间，达到国家排放标准。
权利要求书
1.同时去除电解抛光废水中总铁和总铜的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)废水进入一体式沉淀池，并向一体式沉淀池中加入有机改性钠基蒙脱石除重金属药剂;
2)经步骤1)处理后的出水进入树脂吸附塔，树脂吸附塔中放置单宁酸修饰的苯乙烯-二乙烯苯聚合树脂，树脂吸附滤料按体积比占整个树脂吸附塔的65～85%。
2.根据权利要求1所述同时去除电解抛光废水中总铁和总铜的处理工艺，其特征在于，所述步骤1)中有机改性钠基蒙脱石除重金属药剂的投加量为115～356mg/L。
3.根据权利要求1所述同时去除电解抛光废水中总铁和总铜的处理工艺，其特征在于，所述步骤2)中，废水在树脂吸附塔中的水力停留时间为45～55分钟。
4.根据权利要求1所述同时去除电解抛光废水中总铁和总铜的处理工艺，其特征在于，所述有机改性钠基蒙脱石除重金属药剂的制备工艺包括以下步骤：
a)蒙脱石的筛选：选择蒙脱石，粒径为1.2～1.9mm，比表面积为13.9～17.2m2/g，阳离子交换容量为76～85mmol/100g;
b)蒙脱石的活化：将步骤a)筛选的蒙脱石颗粒浸泡在质量百分比浓度为9～16%的氯化钠溶液中3～4小时，取出晾干，然后将蒙脱石颗粒放置在质量百分比浓度为0.1～0.4%醋酸钠溶液中，形成悬浮混合溶液，将悬浮混合溶液放入高速分散机中搅拌分散，随后抽滤，用清水洗涤沉淀，自然干燥得到钠基蒙脱石;
c)有机改性：配制pH值为3.5～5.5的酸性水溶液，将步骤b)得到的钠基蒙脱石按固液比1:3～5浸入酸性水溶液中，形成钠基蒙脱石酸性水溶液，在钠基蒙脱石酸性水溶液中加入75～120mg/L的聚丙烯酸钠、5～28mg/L的对苯乙烯磺酸钠和0.2～0.6mg/L的2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷，形成有机酸-钠基蒙脱石混合溶液，将有机酸-钠基蒙脱石混合溶液放入70～75℃的恒温水浴中，搅拌，随后自然冷却，抽滤，用清水洗涤沉淀3～5次，干燥，冷却形成有机改性钠基蒙脱石颗粒，然后将颗粒研磨至100～150目，用自来水配制成固含量在13～19%的有机改性钠基蒙脱石除重金属药剂。
5.根据权利要求4所述同时去除电解抛光废水中总铁和总铜的处理工艺，其特征在于，所述步骤b)得到的钠基蒙脱石，比表面积为16.2～23.5m2/g，阳离子交换容量为83～102mmol/100g;
6.根据权利要求4所述同时去除电解抛光废水中总铁和总铜的处理工艺，其特征在于，所述有机改性钠基蒙脱石颗粒，比表面积为19.7～28.3m2/g，阳离子交换容量为91～121mmol/100g。
7.根据权利要求1所述同时去除电解抛光废水中总铁和总铜的处理工艺，其特征在于，所述单宁酸修饰的苯乙烯-二乙烯苯聚合树脂的制备工艺包括以下步骤：
A)聚合物的选取和溶解：选取氯甲基化的苯乙烯-二乙烯苯聚合物，交联度在9～11%之间，将氯甲基化的苯乙烯-二乙烯苯聚合物的按固液比1:6～8的比例浸渍在硝基苯溶液中420～680分钟;
B)聚合反应：将氯甲基化的苯乙烯-二乙烯苯聚合物的硝基苯溶液在110～120℃的油浴中搅拌120～180分钟，然后在溶液中加入490～690mg/L的单宁酸和15～80mg/L的三甲胺，将油浴升温至150℃，在150℃的油浴中继续搅拌380～520分钟;
C)树脂的清洗和烘干：停止步骤B)的反应后自然冷却，过滤，用质量百分比浓度为2～3%的稀盐酸清洗3次，用质量百分比浓度为2～3%的氢氧化钙清洗3次，用清水清洗3次，干燥，冷却后形成单宁酸修饰的苯乙烯-二乙烯苯聚合树脂。
8.根据权利要求7所述同时去除电解抛光废水中总铁和总铜的处理工艺，其特征在于，所述单宁酸修饰的苯乙烯-二乙烯苯聚合树脂微孔面积为678～890m2/g，微孔体积为0.25～0.38cm3/g，比表面积为1123～1590m2/g。
9.应用于权利要求1～8任一项所述同时去除电解抛光废水中总铁和总铜处理工艺的系统，其特征在于，包括进水泵、药剂加药箱、一体式沉淀池和树脂吸附塔，所述进水泵通过管道与一体式沉淀池连接，所述药剂加药箱内的药剂通过加药泵进入一体式沉淀池，所述一体式沉淀池的出水通过废水提升泵进入树脂吸附塔，所述树脂吸附塔连接排水泵。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述加药箱中内置搅拌器。
说明书
同时去除电解抛光废水中总铁和总铜的处理工艺及系统
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种同时去除电解抛光废水中总铁和总铜的处理工艺及系统。
背景技术
电镀行业的电解抛光废水含有大量的铁离子和铜离子，电解抛光废水中总铁和总铜不加处理直接排放将严重危害环境。
目前电解抛光废水主要采用的处理工艺主要为混凝沉淀技术，可是经过处理后的出水水质难以满足《电镀行业污染物排放标准》的要求。另外采用纳滤和反渗透法处理电解抛光废水，成本高，操作复杂，而且浓水中富集的铁和铜更难处理。
新颁布的《电镀行业污染物排放标准》(GB21900-2008)规定，电镀废水总铁低于3.0mg/L，总铜低于0.5mg/L。然而到目前为止，还没有同时去除电解抛光废水中总铁和总铜的处理方法和工艺，使得处理后水质指标满足《电镀行业污染物排放标准》(GB21900-2008)。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的就是根据冷电解抛光废水的水质情况，提供一种同时去除电解抛光废水中总铁和总铜的处理工艺及系统。
为实现以上目的，本发明一方面提供的一种同时去除电解抛光废水中总铁和总铜的处理工艺，采用如下技术方案：
一种同时去除电解抛光废水中总铁和总铜的处理工艺，包括以下步骤：
1)废水进入一体式沉淀池，并向一体式沉淀池中加入有机改性钠基蒙脱石除重金属药剂;
2)经步骤1)处理后的出水进入树脂吸附塔，树脂吸附塔中放置单宁酸修饰的苯乙烯-二乙烯苯聚合树脂，树脂吸附滤料按体积比占整个树脂吸附塔的65～85%。
优选的，所述步骤1)中有机改性钠基蒙脱石除重金属药剂的投加量为115～356mg/L。
优选的，所述步骤2)中，废水在吸附塔中的水力停留时间为45～55分钟。
所述有机改性钠基蒙脱石除重金属药剂根据电解抛光废水的水质特征制备而成，具有高效去除电解抛光废水中总铁和总铜的功能，其制备工艺包括以下步骤：
a)蒙脱石的筛选：选择蒙脱石，粒径为1.2～1.9mm，比表面积为13.9～17.2m2/g，阳离子交换容量为76～85mmol/100g;
b)蒙脱石的活化：将步骤a)筛选的蒙脱石颗粒浸泡在质量百分比浓度为9～16%的氯化钠溶液中3～4小时，取出晾干，然后将蒙脱石颗粒放置在质量百分比浓度为0.1～0.4%醋酸钠溶液中，形成悬浮混合溶液，将悬浮混合溶液放入高速分散机中搅拌分散，随后抽滤，用清水洗涤沉淀，自然干燥得到钠基蒙脱石;
c)有机改性：配制pH值为3.5～5.5的酸性水溶液，将步骤b)得到的钠基蒙脱石按固液比1:3～5浸入酸性水溶液中，形成钠基蒙脱石酸性水溶液，在钠基蒙脱石酸性水溶液中加入75～120mg/L的聚丙烯酸钠、5～28mg/L的对苯乙烯磺酸钠和0.2～0.6mg/L的2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷，形成有机酸-钠基蒙脱石混合溶液，将有机酸-钠基蒙脱石混合溶液放入70～75℃的恒温水浴中，搅拌，随后自然冷却，抽滤，用清水洗涤沉淀，干燥，冷却形成有机改性钠基蒙脱石颗粒，然后将颗粒研磨至100～150目，用自来水配制成固含量在13～19%的有机改性钠基蒙脱石除重金属药剂。
所述步骤b)得到的钠基蒙脱石，比表面积为16.2～23.5m2/g，阳离子交换容量为83～102mmol/100g;
所述有机改性钠基蒙脱石颗粒，比表面积为19.7～28.3m2/g，阳离子交换容量为91～121mmol/100g。
本发明所述单宁酸修饰的苯乙烯-二乙烯苯聚合树脂是根据电解抛光废水的特性制备而成的树脂吸附滤料，其制备工艺包括以下步骤：
A)聚合物的选取和溶解：选取氯甲基化的苯乙烯-二乙烯苯聚合物，交联度在9～11%之间，将氯甲基化的苯乙烯-二乙烯苯聚合物的按固液比1:6～8的比例浸渍在硝基苯溶液中420～680分钟;
B)聚合反应：将氯甲基化的苯乙烯-二乙烯苯聚合物的硝基苯溶液在110～120℃的油浴中搅拌，然后在溶液中加入490～690mg/L的单宁酸和15～80mg/L的三甲胺，将油浴升温至150℃，在150℃的油浴中继续搅拌;
C)树脂的清洗和烘干：停止步骤B)的反应后自然冷却，过滤，用质量百分比浓度为2～3%的稀盐酸清洗3次，用质量百分比浓度为2～3%的氢氧化钙清洗3次，用清水清洗3次，干燥，冷却后形成单宁酸修饰的苯乙烯-二乙烯苯聚合树脂。
所述单宁酸修饰的苯乙烯-二乙烯苯聚合树脂微孔面积为678～890m2/g，微孔体积为0.25～0.38cm3/g，比表面积为1123～1590m2/g，对铁和铜有很强的吸附能力。
电解抛光废水经过树脂吸附塔后通过排水泵达标排放。
另一方面，本发明还提供一种同时去除电解抛光废水中总铁和总铜的处理系统，包括进水泵、药剂加药箱、一体式沉淀池和树脂吸附塔，所述进水泵通过管道与一体式沉淀池连接，所述药剂加药箱内的药剂通过加药泵进入一体式沉淀池，所述一体式沉淀池的出水通过废水提升泵进入树脂吸附塔，所述树脂吸附塔连接排水泵。
优选的，所述加药箱中内置搅拌器。
本领域技术人员能够了解废水在一体式沉淀池的水力停留时间，例如可以根据水质、水量等实际情况来决定。
本申请有益效果：
(1)本发明首次提出了同时去除电解抛光废水中总铁和总铜的处理技术方案，系统解决了电解抛光废水的铁和铜的问题，属于电镀行业绿色环保生产工艺，具有良好的社会效益和环境效益;
(2)本发明工艺中使用的有机改性钠基蒙脱石除重金属药剂和单宁酸修饰的苯乙烯-二乙烯苯聚合树脂均是根据电解抛光废水的特性制备而成，对废水中的铁和铜处理效果好，水质特征为：pH为6～9，总铁为35.8～45.7mg/L，总铜为6.8～10.2mg/L的，经过一体式沉淀池沉淀后的电解抛光废水总铁为2.8～7.7mg/L，总铜为1.5～3.2mg/L;经过树脂吸附塔后，电解抛光废水pH在6～9之间，总铁在0.7～2.1mg/L之间，总铜在0.11～0.39mg/L之间，达到国家排放标准。