申请日2019.01.28
公开(公告)日2019.03.29
IPC分类号C02F9/04; C02F101/20; C02F101/22
摘要
本发明公开了一种含铬废水处理装置及其方法，属于工业废水处理技术领域。其包括：依次连接的含铬废水储槽、第一pH调节槽、气浮机、第二pH调节槽、吸附塔和回收槽，在气浮机上的加药口通过管道与环糊精吸附剂储罐和絮凝剂储罐连通;吸附塔内填充有螯合吸附树脂层。本发明先通过环糊精吸附剂对废水中的铬离子有效的吸附包合，然后通过絮凝剂进行絮凝沉降，然后再通过螯合吸附树脂处理废水中的重金属阳离子，能很好的处理钝化含铬废水和地面冲洗含铬废水中的铬。其处理方法节能、高效、不会产生二次污染，且整个处理工艺简单易于操作。
权利要求书
1.一种含铬废水处理装置，其特征在于，其包括：含铬废水储槽(1)、第一pH调节槽(2)、气浮机(3)、第二pH调节槽(4)、吸附塔(5)和回收槽(6)，所述含铬废水储槽(1)的出口通过管道与所述第一pH调节槽(2)的入口连通，所述第一pH调节槽(2)的出口通过管道与所述气浮机(3)的入口连通，且所述含铬废水储槽(1)和所述气浮机(3)的管道上设置有气浮泵(7);所述气浮机(3)的出口通过管道与所述第二pH调节槽(4)的入口连通，所述第二pH调节槽(4)的出口通过管道与所述吸附塔(5)的入口连通，所述吸附塔(5)的出口通过管道与所述回收槽(6)的入口连通;
所述气浮机(3)上的加药口通过管道与环糊精吸附剂储罐(301)和絮凝剂储罐(302)连通;所述吸附塔(5)内填充有螯合吸附树脂层(501)。
2.根据权利要求1所述的含铬废水处理装置，其特征在于，所述第一pH调节槽(2)上设置有酸性pH调节剂加药口(201)。
3.根据权利要求1所述的含铬废水处理装置，其特征在于，所述第二pH调节槽(4)上设置有碱性pH调节剂加药口(401)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的含铬废水处理装置，其特征在于，所述第一pH调节槽(2)和所述第二pH调节槽(4)内还设置有搅拌棒(8)，且所述搅拌棒(8)与分别设置在所述第一pH调节槽(2)和所述第二pH调节槽(4)顶部的电机(9)连接。
5.根据权利要求1所述的含铬废水处理装置，其特征在于，所述含铬废水处理装置还包括油水分离器(10)，所述油水分离器(10)设置在所述含铬废水储槽(1)和所述第一pH调节槽(2)之间。
6.利用权利要求1-5任一项所述的含铬废水处理装置的含铬废水处理方法，其特征在于，包括：
(1)将含铬废水储槽(1)中的废水输送到油水分离器(10)中进行油水分离，将废水中所含油脂分离出之后输送到第一pH调节槽(2)中;
(2)从第一pH调节槽(2)上的酸性pH调节剂加药口(201)中加入酸性pH调节剂，并且在电机(9)带动搅拌棒(8)旋转，调节废水的pH呈酸性;
(3)将调节呈酸性的废水经气浮泵(7)输送到气浮机(3)中，先向气浮机(3)中加入环糊精吸附剂对废水中的铬进行吸附包合，再加入絮凝剂将其絮凝沉降;气浮机(3)将废水进行分层，上层的絮状物经气浮机(3)中的刮渣机刮出输送至污泥池，下层清液输送到第二pH调节槽(4);
(4)从第二pH调节槽(4)上的碱性pH调节剂加药口(401)中加入碱性pH调节剂，并且在电机(9)带动搅拌棒(8)旋转，调节废水的pH呈弱碱性;
(5)将调节呈弱碱性的废水输送到吸附塔(5)中，经吸附塔(5)中的填充物螯合吸附树脂层(501)吸附处理达标后输送到回收槽(6)。
7.根据权利要求6所述的含铬废水处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中酸性pH调节剂为质量分数为10-30%的浓硫酸，且经酸性pH调节剂调节之后废水pH值为2-5。
8.根据权利要求6所述的含铬废水处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中所述环糊精吸附剂加入量占废水体积的5-10%，所述絮凝剂加入量占废水体积的5-15%;其中，所述絮凝剂为有机高分子絮凝剂。
9.根据权利要求6所述的含铬废水处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中碱性pH调节剂为熟石灰，且经碱性pH调节剂调节之后废水pH值为8-10。
10.根据权利要求6所述的含铬废水处理方法，其特征在于，所述步骤(5)螯合吸附树脂层(501)的成分为螯合吸附树脂，所述螯合吸附树脂包括：羟基苯乙烯15-20份、丙烯酰胺10-30份、1-5%丙烯酰胺质量的过氧化苯甲酰、正己烷10-30份和十二烷基苯磺酸钠10-30份;
且所述螯合吸附树脂的制备步骤包括：将羟基苯乙烯溶于恒温30-80℃水中，并在搅拌下加入丙烯酰胺、过氧化苯甲酰、正己烷和十二烷基苯磺酸钠，反应得到螯合吸附树脂。
说明书
一种含铬废水处理装置及其方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种含铬废水处理装置及其方法。
背景技术
如今，关于工业废水中水体重金属污染是一个严重且危害影响较大的环境污染问题，其中，重金属铬的污染是其中常见水体污染之一。重金属铬污染主要来源于化妆品原料、皮革制剂、金属部件镀铬部分，工业颜料以及鞣革、橡胶和陶瓷原料生产上的工业废水，在工业废水中铬是以六价态存在，而六价态的铬毒性强，若人体摄入过量铬，可致腹部不适及腹泻等中毒症状，引起过敏性皮炎或湿疹，呼吸进入人体，对呼吸道有刺激和腐蚀作用，引起咽炎、支气管炎等危害。
目前，处理含铬废水的技术主要有电解法、化学沉淀法、膜技术、离子交换法和生物法等，上述都存在一定的局限性，容易产生二次污染，处理成本较高或沉渣量较大。现有常用的处理方法是离子交换吸附法，离子交换吸附法处理镀铬废水相对于容易，而处理钝化含铬废水或地面冲洗含铬废水则比较困难，这是因为钝化含铬废水或地面冲洗含铬废水其废水组成复杂，除了含六价铬外，还含大量的其他重金属阳离子以及多种酸根阴离子，离子交换吸附法无法满足上述的处理要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种含铬废水处理装置及其方法，以解决现有钝化含铬废水和地面冲洗含铬废水处理困难的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种含铬废水处理装置，其包括：含铬废水储槽、第一pH调节槽、气浮机、第二pH调节槽、吸附塔和回收槽，含铬废水储槽的出口通过管道与第一pH调节槽的入口连通，第一pH调节槽的出口通过管道与气浮机的入口连通，且含铬废水储槽和气浮机的管道上设置有气浮泵;气浮机的出口通过管道与第二pH调节槽的入口连通，第二pH调节槽的出口通过管道与吸附塔的入口连通，吸附塔的出口通过管道与回收槽的入口连通;
气浮机上的加药口通过管道与环糊精吸附剂储罐和絮凝剂储罐连通;吸附塔内填充有螯合吸附树脂层。
本发明通过环糊精吸附剂将铬离子进行包合吸附，再通过絮凝剂将其沉降，通过吸附法处理废水中的铬离子。主要是利用环糊精吸附剂具有比表面积大、孔隙容量大、孔径尺寸小、表面官能基团多且易与铬离子结合的优点，与铬离子的吸附效率高，更很好将废水中的铬离子进行吸附包合，然后通过絮凝剂进行絮凝沉降。铬离子的吸附沉降是在气浮机中完成的，气浮机可以将废水进行分层，上层的絮状物经气浮机中的刮渣机刮出输送至污泥池，下层清液则排出。此时的下层清液中污染物主要是重金属阳离子，吸附塔中的螯合吸附树脂能很好的对下层清液中的重金属阳离子进行吸附，最终达到处理的目的。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述第一pH调节槽上设置有酸性pH调节剂加药口。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述第二pH调节槽上设置有碱性pH调节剂加药口。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述第一pH调节槽和第二pH调节槽内还设置有搅拌棒，且搅拌棒与分别设置在第一pH调节槽和第二pH调节槽顶部的电机连接。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述含铬废水处理装置还包括油水分离器，油水分离器设置在含铬废水储槽和第一pH调节槽之间。
上述的含铬废水处理方法，包括：
(1)将含铬废水储槽中的废水输送到油水分离器中进行油水分离，将废水中所含油脂分离出之后输送到第一pH调节槽中;
(2)从第一pH调节槽上的酸性pH调节剂加药口中加入酸性pH调节剂，并且在电机带动搅拌棒旋转，调节废水的pH呈酸性;
(3)将调节呈酸性的废水经气浮泵输送到气浮机中，先向气浮机中加入环糊精吸附剂对废水中的铬进行吸附包合，再加入絮凝剂将其絮凝沉降;气浮机将废水进行分层，上层的絮状物经气浮机中的刮渣机刮出输送至污泥池，下层清液输送到第二pH调节槽;
(4)从第二pH调节槽上的碱性pH调节剂加药口中加入碱性pH调节剂，并且在电机带动搅拌棒旋转，调节废水的pH呈弱碱性;
(5)将调节呈弱碱性的废水输送到吸附塔中，经吸附塔中的填充物螯合吸附树脂层吸附处理达标后输送到回收槽。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(2)中酸性pH调节剂为质量分数为10-30%的浓硫酸，且经酸性pH调节剂调节之后的废水pH值为2-5。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(3)中环糊精吸附剂加入量占废水体积的5-10%，絮凝剂加入量占废水体积的5-15%;其中，絮凝剂为有机高分子絮凝剂。
优选地，在本发明较佳的实施例中，上述有机高分子絮凝剂包括：非离子型有机高分子絮凝剂、阴离子型有机高分子絮凝剂或阳离子型有机高分子絮凝剂;具体的，其包括：聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺的阳离子衍生物、两性聚丙烯酰胺聚合物或丙烯酰胺接枝共聚物的有机高分子絮凝剂。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(4)中碱性pH调节剂为熟石灰，且经碱性pH调节剂调节之后废水pH值为8-10。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(5)螯合吸附树脂层的成分为螯合吸附树脂，螯合吸附树脂包括：羟基苯乙烯15-20份、丙烯酰胺10-30份、1-5%丙烯酰胺质量的过氧化苯甲酰、正己烷10-30份和十二烷基苯磺酸钠10-30份;
且螯合吸附树脂的制备步骤包括：将羟基苯乙烯溶于恒温30-80℃水中，并在搅拌下加入丙烯酰胺、过氧化苯甲酰、正己烷和十二烷基苯磺酸钠，反应得到螯合吸附树脂。
本发明具有以下有益效果：
本发明先通过环糊精吸附剂对废水中的铬离子有效的吸附包合，然后通过絮凝剂进行絮凝沉降，然后再通过螯合吸附树脂处理废水中的重金属阳离子，能很好的处理钝化含铬废水和地面冲洗含铬废水中的铬。其处理方法节能、高效、不会产生二次污染，且整个处理工艺简单易于操作。本发明采用的螯合吸附树脂上的羟基吸附基团能很好的重金属阳离子发生选择性吸附，螯合吸附树脂比表面积大，对重金属阳离子的吸附效率高。并且在处理方法中采用的硫酸可由工业浓硫酸废水代替，实现变废为宝，既提高了经济效益又有利于环境。采用本发明的处理方法，其吸附效果表明含铬废水中铬六价阳离子的含量减少高达93%，铜、铁等重金属阳离子的含量减少高达98%，铬离子和重金属阳离子的脱除效率有较大的提高。