本發(fā)明涉及一種含油重金屬工業(yè)廢水的處理方法，屬于環(huán)境保護(hù)中的廢水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

重金屬污染是指由重金屬及其化合物所造成的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，其危害程度取決于重金屬在環(huán)境、食品和生物體中存在的濃度和化學(xué)形態(tài)。重金屬污染主要表現(xiàn)在水污染中，還有一部分在大氣和固體廢物中。重金屬污染與其他有機(jī)化合物的污染不同，不少有機(jī)化合物可以通過(guò)自然界本身的物理、化學(xué)或生物效應(yīng)得以?xún)艋?，使危害性降低或消除；而重金屬具有富集性，很難在環(huán)境中降解。

從環(huán)境污染方面來(lái)看，重金屬污染最具代表性的是汞、鎘、鉛以及“類(lèi)金屬”——砷等生物毒性顯著的重金屬，這些重金屬在水環(huán)境中不能被分解，人類(lèi)飲用后毒性放大，與水中的其他毒素結(jié)合會(huì)生成毒性更大的有機(jī)化合物。

目前，現(xiàn)有的工業(yè)廢水重金屬處理方法包括：化學(xué)沉淀法、電解法、吸附法、膜分離法、離子交換法等。

（1）化學(xué)沉淀法：在工業(yè)廢水中投加某種化學(xué)物質(zhì)，使其與廢水中某些溶解性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成難溶鹽而沉淀下來(lái)，這種方法稱(chēng)為化學(xué)沉淀法。傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法和鋇鹽沉淀法等。

（2）電解法：應(yīng)用電解的基本原理，使廢水中重金屬離子在陽(yáng)極和陰極上分別發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使重金屬富集，從而使廢水中重金屬得以去除，并可回收重金屬。電解法處理重金屬?gòu)U水具有運(yùn)行可靠、重金屬去除率高，可回收利用等特點(diǎn)。但由于重金屬濃度低時(shí)電耗大、投資成本高，電解法只適合處理高濃度重金屬?gòu)U水。

（3）吸附法：吸附法是利用吸附劑吸附廢水中重金屬的一種方法，傳統(tǒng)的吸附劑有活性炭、沸石、粘土礦物等天然物質(zhì)?；钚蕴康奈侥芰?qiáng)，對(duì)重金屬去除率高，但價(jià)格昂貴，使用壽命短。近些年來(lái)發(fā)現(xiàn)礦物材料具有很強(qiáng)的吸附能力，其中天然沸石吸附能力最強(qiáng)，也是最早用于重金屬?gòu)U水處理的礦物材料。

（4）膜分離法：膜分離法是利用一種特殊的半透膜，在外界壓力的作用下，不改變?nèi)芤旱幕瘜W(xué)形態(tài)使溶質(zhì)和溶劑進(jìn)行分離和濃縮的方法。膜分離技術(shù)在反應(yīng)過(guò)程中不發(fā)生相變化，分離效率高，操作及維護(hù)方便，分離和濃縮同時(shí)進(jìn)行，可回收有價(jià)值的重金屬。常見(jiàn)的膜技術(shù)有微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析、液膜等。

（5）離子交換法：離子交換法處理重金屬?gòu)U水是利用離子交換樹(shù)脂上的可交換離子與重金屬離子發(fā)生交換反應(yīng)，從而去除廢水中重金屬離子的方法。離子交換技術(shù)去除廢水中的重金屬，凈化后出水中重金屬離子濃度遠(yuǎn)低于化學(xué)沉淀法處理后出水中重金屬離子的濃度，通過(guò)回收再生后的溶液，可以實(shí)現(xiàn)重金屬的回收。離子交換樹(shù)脂性能對(duì)重金屬離子的去除效果有較大影響。

但是現(xiàn)在重金屬離子經(jīng)常存在于含油廢水中，由于水中油脂的存在嚴(yán)重阻礙了重金屬的去除，降低了重金屬離子的處理效果。因此，有必要擺脫現(xiàn)有的處理技術(shù)思路，開(kāi)辟出處理工業(yè)廢水重金屬的新途徑，進(jìn)而開(kāi)發(fā)一種全新形式的工業(yè)廢水重金屬處理技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種含油重金屬工業(yè)廢水的處理方法，含油重金屬工業(yè)廢水通過(guò)廢水管線(xiàn)進(jìn)入集水井，集水井的出口通過(guò)廢水管線(xiàn)連接粗格柵，粗格柵的出口通過(guò)廢水管線(xiàn)連接微泡氣浮礦物油吸附裝置，微泡氣浮礦物油吸附裝置中的π-烯丙基鎳化合物改性硅藻土吸附膜在完全吸附礦物油后會(huì)被不銹鋼機(jī)械臂抓取，并被送入礦物油催化重化解吸反應(yīng)器，礦物油催化重化解吸反應(yīng)器中生成的重油從重油排出口排出并被回收再利用，同時(shí)微泡氣浮礦物油吸附裝置的出口通過(guò)廢水管線(xiàn)連接原果膠-重金屬旋轉(zhuǎn)吸附池，原果膠-重金屬旋轉(zhuǎn)吸附池排出的污泥物質(zhì)外運(yùn)處理，同時(shí)原果膠-重金屬旋轉(zhuǎn)吸附池的出口通過(guò)廢水管線(xiàn)連接曝氣硝化池，曝氣硝化池的出口通過(guò)廢水管線(xiàn)連接生物脫氮池，生物脫氮池的出口通過(guò)廢水管線(xiàn)連接沉淀池，沉淀池的出口通過(guò)廢水管線(xiàn)連接凈水池，凈水池的出口通過(guò)廢水管線(xiàn)將經(jīng)過(guò)處理后的凈化出水外排；其中，微泡氣浮礦物油吸附裝置采用高強(qiáng)度玻璃鋼材質(zhì)，其底部裝有9支超微細(xì)氣泡發(fā)生器，裝置的液面之上可容納一張橫向放置的π-烯丙基鎳化合物改性硅藻土吸附膜，其左側(cè)上部裝有進(jìn)水閥門(mén)，右側(cè)底部裝有出水閥門(mén)；礦物油催化重化解吸反應(yīng)器采用高強(qiáng)度不銹鋼材質(zhì)，其底部裝有5部電熱鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)，裝置內(nèi)部安裝有一套不銹鋼膜架，膜架上豎直放置5張待高溫處理的π-烯丙基鎳化合物改性硅藻土吸附膜，其底部右側(cè)設(shè)有重油排出口；經(jīng)過(guò)粗格柵初步去除大粒徑物質(zhì)的廢水通過(guò)微泡氣浮礦物油吸附裝置左側(cè)上部的進(jìn)水閥門(mén)進(jìn)入裝置內(nèi)部，9支超微細(xì)氣泡發(fā)生器開(kāi)始工作，產(chǎn)生直徑小于50μm的超微細(xì)氣泡，超微細(xì)氣泡會(huì)夾帶廢水中的礦物油分子一同上浮，并使其被液面之上的π-烯丙基鎳化合物改性硅藻土吸附膜吸附，完全吸附礦物油的π-烯丙基鎳化合物改性硅藻土吸附膜被不銹鋼機(jī)械臂抓取，并被豎直放置在礦物油催化重化解吸反應(yīng)器中的不銹鋼膜架上，反應(yīng)器底部的5部電熱鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)可以產(chǎn)生200~250℃的高溫空氣，在此溫度下并在π-烯丙基鎳化合物的催化下，礦物油分子中的c-h鍵會(huì)發(fā)生短暫的斷裂，并快速再結(jié)合為c-c鍵或c-h鍵，而c-h鍵會(huì)再次發(fā)生斷裂，c-c鍵則因π-烯丙基鎳化合物的催化作用有限而不會(huì)再發(fā)生斷裂，因此可使碳鏈較短的礦物油分子逐漸合成為碳鏈較長(zhǎng)的重油分子，同時(shí)，重油分子會(huì)在高溫下從π-烯丙基鎳化合物改性硅藻土吸附膜中解吸，匯聚后從反應(yīng)器底部右側(cè)的重油排出口排出；原果膠-重金屬旋轉(zhuǎn)吸附池采用硬質(zhì)玻璃鋼材質(zhì)，外層涂刷有防水材料，吸附池左側(cè)上方裝有進(jìn)水閥門(mén)，左側(cè)下方裝有電動(dòng)伸縮桿推泥裝置，右側(cè)上方裝有電動(dòng)鉤爪，右側(cè)中部裝有出水閥門(mén)，右側(cè)下方設(shè)有污泥排口，吸附池中部依靠轉(zhuǎn)軸連桿固定有v型網(wǎng)狀滾筒，v型網(wǎng)狀滾筒上方裝有提鉤；微泡氣浮礦物油吸附裝置的出水通過(guò)原果膠-重金屬旋轉(zhuǎn)吸附池左側(cè)的進(jìn)水閥門(mén)進(jìn)入吸附池內(nèi)部，v型網(wǎng)狀滾筒在轉(zhuǎn)軸連桿的驅(qū)動(dòng)下充分轉(zhuǎn)動(dòng)，使廢水與南瓜皮充分接觸，通過(guò)南瓜皮細(xì)胞中的非水溶性原果膠的吸附作用使廢水中的重金屬離子被吸附，經(jīng)過(guò)吸附處理后的廢水經(jīng)出水閥門(mén)排出吸附池，v型網(wǎng)狀滾筒在吸附近飽和后，可操作電動(dòng)鉤爪抓取v型網(wǎng)狀滾筒上方的提鉤，將v型網(wǎng)狀滾筒提離吸附池，進(jìn)而完成南瓜皮的更換操作，同時(shí)，部分南瓜皮殘?jiān)谖匠氐撞砍恋?，逐漸形成污泥物質(zhì)，可使用電動(dòng)伸縮桿推泥裝置通過(guò)污泥排口排出吸附池，v型網(wǎng)狀滾筒更換下的南瓜皮殘?jiān)c在吸附池底部沉淀的污泥物質(zhì)合并后外運(yùn)處理。

進(jìn)一步，原果膠-重金屬旋轉(zhuǎn)吸附池，其池體有效容積為340m³，其v型網(wǎng)狀滾筒容積為31m³，孔徑為7.5mm，其轉(zhuǎn)軸連桿的工作電壓為380v，轉(zhuǎn)速為15轉(zhuǎn)/min。

進(jìn)一步，微泡氣浮礦物油吸附裝置，其有效容積為300m³，超微細(xì)氣泡發(fā)生器能夠產(chǎn)生直徑小于50μm的超微細(xì)氣泡，工作電壓為36v。

進(jìn)一步，π-烯丙基鎳化合物改性硅藻土吸附膜的面積為12.6m²，π-烯丙基鎳化合物的含量為22.4g/m²，π-烯丙基鎳化合物的純度為96.2%。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）本方法擺脫了現(xiàn)有的工業(yè)廢水重金屬凈化處理原理，創(chuàng)造性的利用了含有豐富原果膠與果膠酶的南瓜皮作為重金屬離子的吸附材料，采用裝有南瓜皮的v型網(wǎng)狀滾筒為接觸反應(yīng)介質(zhì)，當(dāng)含有重金屬的廢水與南瓜皮充分混合，通過(guò)果皮細(xì)胞中的非水溶性原果膠的吸附作用使廢水中的重金屬離子被吸附，從而使含重金屬的工業(yè)廢水得到凈化，其重金屬去除效率可達(dá)97.9%

（2）本方法擺脫了現(xiàn)有的工業(yè)廢水礦物油凈化處理模式，創(chuàng)造性的采用了物理手段與化學(xué)方法相結(jié)合的技術(shù)路線(xiàn)，充分利用改性硅藻土的吸附作用和π-烯丙基鎳化合物的催化合成作用，使工業(yè)廢水中的礦物油被吸附富集，并發(fā)生合成反應(yīng)，生成可利用的重油，其礦物油的去除效率達(dá)到99.7%。本系統(tǒng)中所使用的改性硅藻土吸附膜經(jīng)熱解吸過(guò)程后得以再生，可被重新用于吸附廢水中的礦物油，實(shí)現(xiàn)了物料的重復(fù)利用，大大降低了運(yùn)行成本。

（3）本方法回收利用了南瓜皮這種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢棄物，能夠?qū)崿F(xiàn)廢物利用，變廢為寶，顯著縮減了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廢棄物產(chǎn)生量；同時(shí)，南瓜皮作為一種低值耗材，可根據(jù)使用消耗情況進(jìn)行替換，替換成本低。不使用任何有毒化學(xué)物質(zhì)，從而消除了引入新的、危害更大的污染物的風(fēng)險(xiǎn)。

（4）本方法原理簡(jiǎn)單易行，設(shè)計(jì)施工成本較低，并且處理效果較好，運(yùn)行維護(hù)成本很低，有利于大范圍推廣應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的設(shè)備示意圖。

圖中：1-集水井、2-粗格柵、3-微泡氣浮礦物油吸附裝置、4-礦物油催化重化解吸反應(yīng)器、5-原果膠-重金屬旋轉(zhuǎn)吸附池、6-曝氣硝化池、7-生物脫氮池、8-沉淀池、9-凈水池

圖2是微泡氣浮礦物油吸附裝置和礦物油催化重化解吸反應(yīng)器的示意圖。

32-超微細(xì)氣泡發(fā)生器、33-超微細(xì)氣泡、34-不銹鋼機(jī)械臂、35-轉(zhuǎn)珠軸承、36-進(jìn)水閥門(mén)、37-出水閥門(mén)；41-氣凝膠氈隔熱層、42-π-烯丙基鎳化合物改性硅藻土吸附膜、43-不銹鋼膜架、44-電熱鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)、45-重油排出口

圖3是原果膠-重金屬旋轉(zhuǎn)吸附池的示意圖。

51-玻璃鋼池體、52-轉(zhuǎn)軸連桿、53-v型網(wǎng)狀滾筒、54-提鉤、55-進(jìn)水閥門(mén)、56-出水閥門(mén)、57-電動(dòng)伸縮桿推泥裝置、58-污泥排口、59-電動(dòng)鉤爪。

具體實(shí)施方式

如圖1所示的去除工業(yè)廢水中重金屬的處理方法，含油重金屬的工業(yè)廢水通過(guò)廢水管線(xiàn)進(jìn)入集水井1，在此進(jìn)行集中收集和初步穩(wěn)定調(diào)節(jié)，集水井1的出口通過(guò)廢水管線(xiàn)連接粗格柵2，在此去除工業(yè)廢水中的大直徑固體物質(zhì)，粗格柵2的出口通過(guò)廢水管線(xiàn)連接微泡氣浮礦物油吸附裝置3，微泡氣浮礦物油吸附裝置3中的含π-烯丙基鎳化合物改性硅藻土吸附膜42在完全吸附礦物油后會(huì)被不銹鋼機(jī)械臂34抓取，并被送入礦物油催化重化解吸反應(yīng)器4，礦物油催化重化解吸反應(yīng)器4中生成的重油從重油排出口45排出并被回收再利用，同時(shí)，微泡氣浮礦物油吸附裝置3的出口通過(guò)廢水管線(xiàn)連接原果膠-重金屬旋轉(zhuǎn)吸附池5，原果膠-重金屬旋轉(zhuǎn)吸附池5的出口通過(guò)廢水管線(xiàn)連接曝氣硝化池6，在此通過(guò)好氧曝氣過(guò)程，使廢水中的各種含氮物質(zhì)均轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，曝氣硝化池6的出口通過(guò)廢水管線(xiàn)連接生物脫氮池7，其作用是通過(guò)生物活性反應(yīng)過(guò)程，將廢水中的硝酸鹽氮分解轉(zhuǎn)化，從而去除硝酸鹽氮，生物脫氮池7的出口通過(guò)廢水管線(xiàn)連接沉淀池8，在此將廢水中的剩余不溶物質(zhì)全部除去，沉淀池8的出口通過(guò)廢水管線(xiàn)連接凈水池9，凈水池9的出口通過(guò)廢水管線(xiàn)將經(jīng)過(guò)本系統(tǒng)處理后的凈化出水外排；其中，微泡氣浮礦物油吸附裝置3采用高強(qiáng)度玻璃鋼材質(zhì)，有效容積為300m³，其底部裝有9支超微細(xì)氣泡發(fā)生器32，能夠產(chǎn)生直徑小于50μm的超微細(xì)氣泡33，裝置的液面之上可容納一張橫向放置的π-烯丙基鎳化合物改性硅藻土吸附膜42，該吸附膜面積為12.6m²，π-烯丙基鎳化合物的含量為22.4g/m²，π-烯丙基鎳化合物的純度為96.2%，其左側(cè)上部裝有進(jìn)水閥門(mén)36，右側(cè)底部裝有出水閥門(mén)37，該裝置右側(cè)壁因與高溫的礦物油催化重化解吸反應(yīng)器4相連，故貼覆有氣凝膠氈隔熱層41，氣凝膠氈隔熱層41頂端裝有不銹鋼機(jī)械臂34及轉(zhuǎn)珠軸承35；礦物油催化重化解吸反應(yīng)器4采用高強(qiáng)度不銹鋼材質(zhì)，容積為330m³，其底部裝有5部電熱鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)44，能夠產(chǎn)生200~250℃的熱空氣，裝置內(nèi)部安裝有一套不銹鋼膜架43，膜架上可豎直放置5張待高溫處理的π-烯丙基鎳化合物改性硅藻土吸附膜42，其底部右側(cè)設(shè)有重油排出口45；經(jīng)過(guò)粗格柵2初步去除大粒徑物質(zhì)的含有礦物油的工業(yè)廢水通過(guò)微泡氣浮礦物油吸附裝置3左側(cè)上部的進(jìn)水閥門(mén)36進(jìn)入裝置內(nèi)部，9支超微細(xì)氣泡發(fā)生器32開(kāi)始工作，產(chǎn)生直徑小于50μm的超微細(xì)氣泡33，超微細(xì)氣泡33會(huì)夾帶廢水中的礦物油分子一同上浮，并使其被液面之上的含π-烯丙基鎳化合物改性硅藻土吸附膜42吸附，完全吸附礦物油的含π-烯丙基鎳化合物改性硅藻土吸附膜42被不銹鋼機(jī)械臂34抓取，并被豎直放置在礦物油催化重化解吸反應(yīng)器4中的不銹鋼膜架43上，反應(yīng)器底部的5部電熱鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)44開(kāi)始工作，產(chǎn)生200~250℃的高溫空氣，在π-烯丙基鎳化合物的催化下，礦物油分子中的c-h鍵會(huì)發(fā)生短暫的斷裂，并快速再結(jié)合為c-c鍵或c-h鍵，而c-h鍵會(huì)再次發(fā)生斷裂，c-c鍵則因π-烯丙基鎳化合物的催化作用有限而不會(huì)再發(fā)生斷裂，因此可使碳鏈較短的礦物油分子逐漸合成為碳鏈較長(zhǎng)的重油分子。同時(shí)，重油分子會(huì)在高溫下從含π-烯丙基鎳化合物改性硅藻土吸附膜42中解吸，匯聚后從反應(yīng)器底部右側(cè)的重油排出口45排出，可被集中收集和再利用。

原果膠-重金屬旋轉(zhuǎn)吸附池5采用硬質(zhì)玻璃鋼材質(zhì)，外層涂刷有防水材料，吸附池左側(cè)上方裝有進(jìn)水閥門(mén)55，左側(cè)下方裝有電動(dòng)伸縮桿推泥裝置57，右側(cè)上方裝有電動(dòng)鉤爪59，右側(cè)中部裝有出水閥門(mén)56，右側(cè)下方設(shè)有污泥排口58，吸附池中部依靠轉(zhuǎn)軸連桿52固定有v型網(wǎng)狀滾筒53，v型網(wǎng)狀滾筒53上方裝有提鉤54；經(jīng)過(guò)ph值調(diào)節(jié)處理后（處理后ph值為7.5~8.5）的工業(yè)廢水通過(guò)原果膠-重金屬旋轉(zhuǎn)吸附池5左側(cè)的進(jìn)水閥門(mén)55進(jìn)入吸附池內(nèi)部，v型網(wǎng)狀滾筒53在轉(zhuǎn)軸連桿52的驅(qū)動(dòng)下充分轉(zhuǎn)動(dòng)，使廢水與南瓜皮充分接觸，通過(guò)南瓜皮細(xì)胞中的非水溶性原果膠的吸附作用使廢水中的重金屬離子被吸附，經(jīng)過(guò)吸附處理后的廢水經(jīng)出水閥門(mén)56排出吸附池，v型網(wǎng)狀滾筒53在吸附近飽和后，可操作電動(dòng)鉤爪59抓取v型網(wǎng)狀滾筒53上方的提鉤54，將v型網(wǎng)狀滾筒53提離吸附池，進(jìn)而完成南瓜皮的更換操作，同時(shí)，部分南瓜皮殘?jiān)谖匠氐撞砍恋恚饾u形成污泥物質(zhì)，可使用電動(dòng)伸縮桿推泥裝置57通過(guò)污泥排口58排出吸附池，v型網(wǎng)狀滾筒53更換下的南瓜皮殘?jiān)c在吸附池底部沉淀的污泥物質(zhì)合并后外運(yùn)處理。

通過(guò)本方法處理后的工業(yè)廢水，其重金屬去除效率可達(dá)97.9%。