申请日2018.01.16
公开(公告)日2018.06.26
IPC分类号C02F9/04; C02F101/20; C02F103/16
摘要
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种同时去除废水中总镍和总镉的处理工艺和系统，解决了现有技术中还没有同时去除冷封翻缸废水中总镍和总镉的处理工艺和系统的问题。本发明工艺包括以下步骤：1)将电气石负载锰基重金属捕集剂和废水进行充分混合;2)经过步骤1)的电气石负载锰基重金属捕集剂和废水进入沉淀池沉淀;3)步骤2)得到的沉淀出水进入吸附塔，吸附塔中放置锰改性活性焦重金属吸附滤料，废水经过吸附塔后得到处理后水。通过本发明方法和系统处理的含有镍和镉的重金属废水符合GB21900‑2008的规定，特别适用于冷封翻缸废水，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。
权利要求书
1.一种同时去除废水中总镍和总镉的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)将电气石负载锰基重金属捕集剂和废水进行充分混合;
2)经过步骤1)的电气石负载锰基重金属捕集剂和废水进入沉淀池沉淀;
3)步骤2)得到的沉淀出水进入吸附塔，吸附塔中放置锰改性活性焦重金属吸附滤料，废水经过吸附塔后得到处理后水。
2.根据权利要求1所述同时去除废水中总镍和总镉的处理工艺，其特征在于，所述电气石负载锰基重金属捕集剂的制备步骤如下：
1)电气石筛选：筛选粒径为3.1～5.3mm的电气石;
2)电气石的清洗：将筛选出的电气石颗粒浸泡在质量浓度为0.7～1.5%的稀硫酸中10～15小时，进行活化，然后取出，用纯水洗涤至中性，烘干然后冷却待用;
3)将2.1～4.9mol/L的硫酸锰溶液和0.12～0.35mol/L的脂肪酸聚乙二醇溶液按体积比4～6：1混合，形成锰基复配溶液;
4)用质量浓度为0.7～3.1%的稀硫酸将锰基复配溶液pH值调节至3.7～4.5，并搅拌;
5)将步骤2)所得电气石按固液比1:6～8放入步骤4)得到的锰基复配溶液中形成混合液，然后将混合液放入滚镀滚桶中，滚镀后制成电气石负载锰基重金属捕集剂。
3.根据权利要求1所述同时去除废水中总镍和总镉的处理工艺，其特征在于，所述锰改性活性焦重金属吸附滤料的制备步骤如下：
1)活性焦的筛选：选择150～250目的活性焦，耐磨强度为98.2～99.6%，碘吸附值为260～345mg/g;
2)活性焦的酸活化及清洗：将步骤1)筛选出的活性焦在45℃质量浓度为1～3%的稀硫酸中搅拌2小时，取出后用纯清洗至中性，干燥然后冷却备用;
3)浸渍液的配制：配制溶液浓度为4.6～8.7mol/L硫酸锰溶液，然后在硫酸锰中加入0.5～2.1mg/L的乙二胺四乙酸二钠作为螯合剂，搅拌形成混合浸渍液;
4)活性焦的浸渍：将步骤2)得到的活性焦按固液比1:9～10的比例放置在浸渍液中进行浸渍;
5)高温烧结：将浸渍好的活性焦载体进行干燥然后自然冷却，制备得到锰改性活性焦重金属吸附滤料。
4.根据权利要求1所述同时去除废水中总镍和总镉的处理工艺，其特征在于，所述步骤1)中电气石负载锰基重金属捕集剂投加量为23～160mg/L。
5.根据权利要求1所述同时去除废水中总镍和总镉的处理工艺，其特征在于，所述步骤1)中电气石负载锰基重金属捕集剂和废水在管道混合器进行充分混合，混合时间为3～6分钟。
6.根据权利要求1所述同时去除废水中总镍和总镉的处理工艺，其特征在于，所述步骤2)中沉淀池为斜板沉淀池，沉淀时间为35～55分钟。
7.根据权利要求1所述同时去除废水中总镍和总镉的处理工艺，其特征在于，所述步骤3)中，锰改性活性焦重金属吸附滤料的体积占整个吸附塔体积的65～85%，废水在吸附塔中的停留时间为45～55分钟。
8.一种应用于权利要求1～7任一项所述同时去除废水中总镍和总镉的处理工艺的系统，其特征在于，包括进水泵，所述进水泵的进水管道与管道混合器连接，所述管道混合器连接沉淀池，所述管道混合器还依次连接有加药泵和放置电气石负载锰基重金属捕集剂的药剂加药箱，所述沉淀池连接提升泵，所述提升泵用于将沉淀池的废水泵入放置有锰改性活性焦重金属吸附滤料的吸附塔，所述吸附塔连接排水泵。
9.根据权利要求8所述同时去除废水中总镍和总镉的处理工艺的系统，其特征在于，所述管道混合器的材质为304或316L的不锈钢，混合器内置180度的螺旋板，直径为10～25mm。
10.根据权利要求8所述同时去除废水中总镍和总镉的处理工艺的系统，其特征在于，所述加药箱中放置的电气石负载锰基重金属捕集剂通过加药箱的自控系统计算投加量，由加药泵打入管道混合器。
说明书
一种同时去除废水中总镍和总镉的处理工艺和系统
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废水中总镍和总镉的处理工艺和系统。
背景技术
电镀行业的冷封翻缸废水由于主要含有镍离子和镉离子，大多排放至废水站，主要成分是总镍和总镉，不加处理将严重危害环境。目前冷封翻缸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冷封翻缸废水，例如CN106348516A公开了一种电镀废水的回收处理方法，所述方法包括以下步骤：1)使用多介质过滤器过滤废水，后对滤液进行超滤;2)使用反渗透膜处理超滤液，得到第一清水和第一浓水;3)使用反渗透膜处理第一浓水，得到第二清水和第二浓水;4)蒸馏第二浓水，将蒸馏后的第二浓水作为电镀槽液回用。但是该方案成本高，浓水中富集的镍和镉更难处理。
新颁布的《电镀行业污染物排放标准》(GB21900-2008)规定，冷轧排放水总镍低于0.1mg/L，总镉低于0.01mg/L。然而现有技术中还没有同时去除冷封翻缸废水中总镍和总镉的处理方法和工艺，使处理后水质指标满足《电镀行业污染物排放标准》。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种同时去除废水中总镍和总镉的处理工艺和系统。
为实现以上目的，本发明一方面提供一种同时去除废水中总镍和总镉的处理工艺，采用如下技术方案：
一种同时去除废水中总镍和总镉的处理工艺，包括以下步骤：
1)将电气石负载锰基重金属捕集剂和废水进行充分混合;
2)经过步骤1)的电气石负载锰基重金属捕集剂和废水进入沉淀池沉淀;
3)步骤2)得到的沉淀出水进入吸附塔，吸附塔中放置锰改性活性焦重金属吸附滤料，废水经过吸附塔后得到处理后水。
进一步地，所述电气石负载锰基重金属捕集剂的制备步骤如下：
1)电气石筛选：筛选粒径为3.1～5.3mm的电气石;
2)电气石的清洗：将筛选出的电气石颗粒浸泡在质量浓度为0.7～1.5%的稀硫酸中10～15小时，进行活化，然后取出，用纯水洗涤至中性，烘干然后冷却待用;
3)将2.1～4.9mol/L的硫酸锰溶液和0.12～0.35mol/L的脂肪酸聚乙二醇溶液按体积比4～6：1混合，形成锰基复配溶液;
4)用质量浓度为0.7～3.1%的稀硫酸将锰基复配溶液pH值调节至3.7～4.5，并搅拌;
5)将步骤2)所得电气石按固液比1:6～8放入步骤4)得到的锰基复配溶液中形成混合液，然后将混合液放入滚镀滚桶中，滚镀后制成电气石负载锰基重金属捕集剂。
进一步地，所述锰改性活性焦重金属吸附滤料的制备步骤如下：
1)活性焦的筛选：选择150～250目的活性焦，耐磨强度为98.2～99.6%，碘吸附值为260～345mg/g;
2)活性焦的酸活化及清洗：将步骤1)筛选出的活性焦在45℃质量浓度为1～3%的稀硫酸中搅拌2小时，取出后用纯清洗至中性，干燥然后冷却备用;
3)浸渍液的配制：配制溶液浓度为4.6～8.7mol/L硫酸锰溶液，然后在硫酸锰中加入0.5～2.1mg/L的乙二胺四乙酸二钠作为螯合剂，搅拌形成混合浸渍液;
4)活性焦的浸渍：将步骤2)得到的活性焦按固液比1:9～10的比例放置在浸渍液中进行浸渍;
5)高温烧结：将浸渍好的活性焦载体进行干燥然后自然冷却，制备得到锰改性活性焦重金属吸附滤料。
优选的，所述步骤1)中电气石负载锰基重金属捕集剂投加量为23～160mg/L。
优选的，所述步骤1)中电气石负载锰基重金属捕集剂和废水在管道混合器进行充分混合，混合时间为3～6分钟。
优选的，通过步骤1)充分混合后，液液不均匀系数为0.5～3.5%，分散度为0.9～8微米。
优选的，所述步骤2)中沉淀池为斜板沉淀池，沉淀时间为35～55分钟。
优选的，所述步骤3)中，锰改性活性焦重金属吸附滤料的体积占整个吸附塔体积的65～85%，废水在吸附塔中的停留时间为45～55分钟。
本发明还提供一种同时去除冷封翻缸废水中总镍和总镉的处理系统。
一种同时去除冷封翻缸废水中总镍和总镉的处理系统，包括进水泵1，所述进水泵1的进水管道与管道混合器2连接，所述管道混合器2连接沉淀池6，所述管道混合器2还依次连接有加药泵5和放置电气石负载锰基重金属捕集剂4的药剂加药箱3，所述沉淀池6连接提升泵7，所述提升泵7用于将沉淀池6的废水泵入放置有锰改性活性焦重金属吸附滤料9的吸附塔8，所述吸附塔8连接排水泵10。
优选的，所述管道混合器的材质为304或316L的不锈钢，混合器内置180度的螺旋板，直径为10～25mm。
优选的，所述加药箱中放置的电气石负载锰基重金属捕集剂，通过加药箱的自控系统计算投加量，由加药泵打入管道混合器。
本发明的有益效果在于：本发明提出了同时去除冷封翻缸废水中总镍和总镉的处理技术方案，有效解决了含有镍和镉的重金属废水污染环境的问题，符合GB21900-2008的规定;本发明特别适用于冷封翻缸废水，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。此外，本发明中的电气石负载锰基重金属捕集剂和锰改性活性焦重金属吸附滤料均是根据冷封翻缸废水水质特点制备而成，对含有镍和镉的重金属废水处理效果好。