專利名稱：工業(yè)廢水利用處理新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可將不易降解的有毒工業(yè)廢水進行利用處理的新方法。
長期以來，工業(yè)廢水的污染問題一直困繞著企業(yè)界和環(huán)境管理部門。我國的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)隨著工業(yè)的發(fā)展，在廣大農(nóng)村越來越多，其中不乏大大小小的電鍍廠、化工廠、造紙廠、皮革廠等等，使得原來集中于大、中城市的污染行業(yè)，擴散到了廣大鄉(xiāng)村。工業(yè)廢水所到之處，魚蝦絕跡、生物死亡，地下水變色、糧菜作物品質(zhì)下降、減產(chǎn)、人畜多病，甚至死亡。盡管國家對各類廢水的排放標準早已制定和執(zhí)行，但是由于種種原因，使得廢水排放污染問題，尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)廢水排放污染問題仍很嚴重，同時，由于很多廢水所含毒性物質(zhì)及重金屬離子在土壤、農(nóng)作物、人畜體內(nèi)具有累積毒性，即使企業(yè)按照現(xiàn)有技術(shù)中的處理方法，使得排放廢水達標，但只要水仍舊排放出去，則對人畜和生態(tài)環(huán)境還會造成潛在的危害，而且很多危害是在許多年以后才表現(xiàn)出來，一發(fā)即不可收拾?，F(xiàn)有技術(shù)中對工業(yè)廢水的處理方法主要有氣浮法、電解法、反滲透法、萃取法、化學(xué)沉淀法、吸附法等，這些方法雖然可使某些工業(yè)廢水排放達標，但均屬于被動處理方法，均需要進行工業(yè)生產(chǎn)以外的治理投資，而且一般都存在著一次性投資大，運轉(zhuǎn)費用高、工藝復(fù)雜，要求管理技術(shù)水平高等缺點，尤其是對于小廠和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)來說，難以被接受應(yīng)用。此外，最重要的是上述方法均不能從根本上解決廢水中殘留重金屬離子和有毒物質(zhì)在環(huán)境和生物鏈中的累積問題。
針對上述現(xiàn)有技術(shù)狀況，本發(fā)明的目的在于，提供一種既利用又處理的工業(yè)廢水處理新方法，該方法不僅可將廢水全部消化吸收，基本做到工業(yè)廢水的零排放，而且可以解決重金屬離子在自然環(huán)境中的累積毒性問題，同時方法極其簡單，不需額外投資，既處理工業(yè)廢水，又解決制磚工業(yè)的用水問題。
現(xiàn)將本發(fā)明構(gòu)思及技術(shù)解決方案敘述如下本發(fā)明與上述現(xiàn)有技術(shù)中提到的被動式處理方法均不相同，其特征在于本發(fā)明方法首先是將工業(yè)廢水作為制磚工業(yè)中的水資源全部進行利用，在利用的過程中，使工業(yè)廢水中的重金屬元素、氰化物、生化物及各類有機物質(zhì)通過制磚工藝中的和泥、制坯、涼干、燒結(jié)等過程，使上述物質(zhì)逐步達到廢水不再向河流、農(nóng)田排放，不再使重金屬離子在土壤中長期存在而產(chǎn)生累積毒性，保護環(huán)境、保護自然界生物鏈的平衡，同時為國家建設(shè)提供大量的優(yōu)質(zhì)磚瓦之目的。
本發(fā)明對工業(yè)電度廢水中的銅、鋅、鎘、鎳等重金屬離子的處理，是將全部廢水用于和泥。然后制坯、涼干送入轉(zhuǎn)窯燒結(jié)24小時，再送入高溫區(qū)燒結(jié)4小時，溫度為800-1000℃，冷卻3-4天，這些重金屬離子便基本上被固熔在紅磚當中，其固熔效果可以從本發(fā)明的小試、中試及工業(yè)性試驗的樣品浸溶試驗中得到滿意的結(jié)論。(見驗1、2、3及表1、2)。對于六價鉻離子，在上述燒結(jié)條件下，其固熔效果不理想，本發(fā)明則采用了提高燒結(jié)溫度并保持在1100±20℃中七天，然后飲窯，燒結(jié)成青磚。這種條件下，六價鉻的固熔效果就相當好(見表3)。對于工業(yè)中廢水中的氰化物的處理，是在磚坯燒結(jié)溫度達到400℃以上時，讓其經(jīng)水解、分解后成為氮氣、氫氣和二氧化碳氣體而被排放掉。氰化物的轉(zhuǎn)化程度可以從氰化物氣體采樣分析結(jié)果得到(見表2)滿意的回答。分析結(jié)果表明，當燒結(jié)磚的爐內(nèi)溫度在300℃時，氰化物便被分解成氮氣、氫氣和二氧化碳而揮發(fā)出來，當燒結(jié)溫度達到700℃以上時，氰化物已分解完畢，因而檢測不到上述三種氣體的濃度。為了證明氣化是否徹底，本發(fā)明又對燒結(jié)后的磚做了百余次浸溶試驗，都未檢出。在含氰廢水濃度比較高的時候，可事先將工業(yè)廢水調(diào)在堿性條件下，采用電解法進行破氰處理，然后再進行制磚和泥燒結(jié)利用。對于造紙黑液、小化工廢水、生化有機廢水，也可采用同樣的辦法，將其全部利用和泥，然后在燒結(jié)過程中在不同溫度段分解、汽化或固熔在磚瓦當中。
現(xiàn)將本發(fā)明附表及試驗情況說明如下試驗1電鍍廢水制磚利用處理小試條件表1試驗1樣品磚浸溶分析結(jié)果表表2氰化物氣體采樣分析結(jié)果表試驗2電鍍廢水制磚利用處理中試條件表3高濃度含鉻廢水制成青磚、紅磚浸溶結(jié)果對比表試驗3電鍍廢水制磚處理工業(yè)性試驗條件表4浸溶介質(zhì)PH值與浸溶濃度關(guān)系測定結(jié)果試驗一①制磚用土選擇西安市東辛莊制磚黃土②試驗用水的成分和濃度(mg/l)鉻157.6 氰化物164.0 銅70.79鋅30.11 鎘4.32③磚坯的成型和元素含量手工制坯，外形尺寸240×120×60mm成型后自然風干。
磚坯的元素含量(mg/塊)鉻8.44 銅26.55 鋅10.53鎘1.62 氰化物12.88④燒結(jié)設(shè)備熱處理用馬福爐⑤燒結(jié)溫度800℃-810℃⑥時間升溫至800℃后，保持800℃-810℃4小時，停止送電，36小時后出爐⑦浸溶試驗條件a.用水量水磚體積比例1∶1或水磚重量比1∶1b.浸溶方法取2、8、24、72小時時間段⑧小試結(jié)果根據(jù)百余次浸溶測試結(jié)果，證明了氰化物在燒結(jié)過程中已全部汽化。各重金屬元素除高濃度鉻試液外，其余各種元素都檢不出或只有量檢出。
試驗二①試驗用水成份電鍍廠的各鍍種實際排水其中含Cr6+306mg/l CN-154mg/lCu2+132mg/l Zn2+47.37mg/lNi1404.26mg/l②磚的燒結(jié)a.青磚燒結(jié)溫度為1100℃±20℃，時間七天，后飲窯，冷卻3-4天，出窯b.紅磚在轉(zhuǎn)窯燒制，燒強溫度800℃-850℃4小時③浸溶實驗中試結(jié)果浸溶試驗條件同小試。重點對燒制成青磚和紅磚的六價鉻離子的固燒效果進行觀察，結(jié)果表明(見表3)對于高濃含鉻廢水，采用燒結(jié)成青磚的效果很好。
試驗三①實驗用水選用眉塢化工廠混合電鍍廢水。水中的污染物主要為Cr6+5.12mg/l、CN-3.29mg/l、Zn2＋0.74mg/l。
②磚的生產(chǎn)和涼干場空氣氰化物的測定a.選擇高溫、炎熱、無風天氣、氣溫39℃-40℃b.采樣分析結(jié)果均未測出氰化物
③工業(yè)性試驗小結(jié)工業(yè)性試驗結(jié)果與小試、中試結(jié)果一致，證明固熔在磚瓦中的有害物質(zhì)不會造成二次污染。同時在磚坯涼干過程中的氰化物測試結(jié)果表明，在自然氣溫39℃-40℃的高溫天氣，氰化物較為穩(wěn)定，不易分解揮發(fā)，勞動環(huán)境符合衛(wèi)生標準。
本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅方法簡單，不需專門投資，基本上可做到工業(yè)廢水的零排放，既利用又處理，且不會造成二次污染，尤其適用廣大農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的小型工廠。同時，其最大的優(yōu)越性在于解決了重金屬離子在環(huán)境中的富集和累積毒性問題，減少了有害物質(zhì)通過土壤、水分進入動、植物生物鏈及進入人體的可能性，對環(huán)境保護和人體健康具有著非同一般的意義，其經(jīng)濟效益和社會效益是明顯而深遠的。
表權(quán)利要求
1.一種工業(yè)廢水利用處理方法，其特征在于(1)將工業(yè)廢水作為制磚工業(yè)中的水資源全部進行利用；(2)通過制磚工藝和泥、制坯、涼干、燒磚等過程，使工業(yè)廢水中的重金屬元素、氰化物、生化物及各類有機物質(zhì)逐步經(jīng)揮發(fā)、分解和固熔在磚瓦中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的工業(yè)廢水利用處理新方法，其特征在于對于電鍍廢水中的銅、鋅、鎘、鎳等重金屬離子的處理，是將廢水全部用于制磚和泥，經(jīng)制坯、涼干后，在轉(zhuǎn)窯燒結(jié)24小時，再送入800℃-1000℃的高溫區(qū)燒結(jié)4小時，冷卻3-4天;對于高濃度含鉻廢水的處理，是將磚瓦的高溫區(qū)燒結(jié)溫度提高到1100℃±20℃，并在此溫度中保持七天，然后飲窯，燒結(jié)成青磚;對于工業(yè)廢水中氰化物的處理辦法，是將磚瓦的燒結(jié)溫度燒到400℃以上，氰化物即經(jīng)水解分解后而成氮氣、氫氣、和二氧化碳氣體而被排放掉。
全文摘要
本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，采用利用處理合二而一的辦法，將排放的廢水全部利用來制磚，通過制磚工藝中的和泥、制坯、晾干及燒結(jié)過程，將廢水中的有害重金屬元素、氰化物，生化物及各類有機廢水分解，揮發(fā)及固熔在磚瓦當中，同現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅方法簡單，不需專門投資，而且基本上可達到工業(yè)廢水的零排放，解決了有害重金屬元素在自然環(huán)境中的累積毒性問題，尤其適合廣大鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)采用。
文檔編號C04B33/32GK1105653SQ94100319
公開日1995年7月26日 申請日期1994年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月18日
發(fā)明者沈瑞士, 任中興, 藍永錄, 王惠琴, 趙驤, 惠世杰 申請人:西安市環(huán)境保護局