公布日：2023.10.31
申请日：2023.07.06
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/70(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F1/42(2023.01)N;C02F1
/00(2023.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种处理含钒废水的方法及系统。该方法包括：(1)将含钒废水与亚铁盐混合进行反应，然后加入沉淀剂进行反应，将反应后的混合体系的pH值调节至9-14，固液分离；(2)将经固液分离后得到的液相作为含钒废水重复进行步骤(1)N次，N≥1；(3)将步骤(2)中得到的液相部分过滤，然后将滤液经过分子筛处理，得到处理后的废水。本发明方法将化学沉淀法与分子筛材料相结合，并精准控制化学沉淀过程中的pH值，能够有效去除含钒废水中的重金属钒，使得处理后的废水中的总钒排放值低于1.0mg/L。
权利要求书
1.一种处理含钒废水的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将含钒废水与亚铁盐混合进行反应，然后加入沉淀剂进行反应，将反应后的混合体系的pH值调节至9-14，固液分离；(2)将经固液分离后得到的液相作为含钒废水重复进行步骤(1)N次，N≥1；(3)将步骤(2)中得到的液相部分过滤，然后将滤液经过分子筛处理，得到处理后的废水。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述分子筛为介孔分子筛。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述介孔分子筛的孔径为20-50nm。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述含钒废水中的钒离子的浓度为15-100mg/L。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述含钒废水中的钒离子、所述亚铁盐与所述沉淀剂的用量的摩尔比为1：0.5-0.9：1-2。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，将反应后的混合体系的pH值调节至9-10。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，N为1-5。
8.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，步骤(1)还包括：加入沉淀剂进行反应后加入絮凝剂和/或助凝剂。
9.一种处理含钒废水的系统，所述系统用于实施权利要求1-6中任意一项所述的方法，其特征在于，该系统包括依次连接的还原沉淀单元、过滤装置(6)以及分子筛材料装置(7)，其中，所述还原沉淀单元包括至少2个依次连接的还原沉淀装置(9)，所述还原沉淀装置(9)包括依次连接的还原反应装置(1)、中和反应装置(2)和沉淀装置(4)。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述还原沉淀装置(9)还包括位于中和反应装置(2)与沉淀装置(4)之间的絮凝装置(3)。
11.根据权利要求9或10所述的系统，其特征在于，所述还原沉淀单元包括2-6个依次连接的所述还原沉淀装置(9)。
12.根据权利要求9或10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与沉淀装置(4)连接的沉淀储存装置(5)，用于收集来自沉淀装置(4)产生的沉淀污泥。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中利用单一处理工艺去除含钒废水效果较差的问题，从而提出了一种处理含钒废水的方法及系统。该方法将还原沉淀法与分子筛材料吸附相结合来去除含钒废水中的重金属钒，同时精准控制化学沉淀过程中的pH值，使经过至少一次还原沉淀除钒后的废水利用分子筛材料的吸附-离子交换功能脱除重金属钒，使得处理后的废水中的总钒排放值低于1.0mg/L，从而满足国家的标准要求。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种处理含钒废水的方法，该方法包括以下步骤：
(1)将含钒废水与亚铁盐混合进行反应，然后加入沉淀剂进行反应，将反应后的混合体系的pH值调节至9-14，固液分离；
(2)将经固液分离后得到的液相作为含钒废水重复进行步骤(1)N次，N≥1；
(3)将步骤(2)中得到的液相部分过滤，然后将滤液经过分子筛处理，得到处理后的废水。
优选地，在步骤(3)中，所述分子筛为介孔分子筛。更优选地，在步骤(3)中，所述介孔分子筛的孔径为20-50nm。
优选地，在步骤(1)中，所述含钒废水中的钒离子的浓度为15-100mg/L。
优选地，在步骤(1)中，所述含钒废水中的钒离子、所述亚铁盐与所述沉淀剂的用量的摩尔比为1：0.5-0.9：1-2。
优选地，在步骤(1)中，将反应后的混合体系的pH值调节至9-10。
优选地，N为1-5。
优选地，步骤(1)还包括：加入沉淀剂进行反应后加入絮凝剂和/或助凝剂。
本发明第二方面提供了一种处理含钒废水的系统，所述系统用于实施上述所述的方法，该系统包括依次连接的还原沉淀单元、过滤装置以及分子筛材料装置，其中，所述还原沉淀单元包括至少2个依次连接的还原沉淀装置，所述还原沉淀装置包括依次连接的还原反应装置、中和反应装置和沉淀装置。
优选地，所述还原沉淀装置还包括位于中和反应装置与沉淀装置之间的絮凝装置。
优选地，所述还原沉淀单元包括2-6个依次连接的所述还原沉淀装置。
优选地，所述系统还包括与沉淀装置连接的沉淀储存装置，用于收集来自沉淀装置产生的沉淀污泥。
通过上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明中，将化学沉淀法与分子筛材料相结合，并精准控制化学沉淀过程中的pH值，使经过至少一次还原沉淀除钒后的废水利用分子筛材料的吸附-离子交换功能脱除重金属钒，能够有效去除含钒废水中的重金属钒，使得处理后的废水中的总钒排放值低于1.0mg/L；
(2)本发明中，分子筛材料可再生利用，二次污染问题减少，资源化利用率高；
(3)本发明中，利用化学沉淀法与分子筛材料相结合处理高浓度含钒废水，不仅可以高效去除重金属钒，而且可操作性强，处理及运行成本低。
（发明人：孙彩娟;王成刚;郭鹏昊）