一種含鉈重金屬廢水微電解處理除鉈工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種含鉈重金屬廢水微電解處理除鉈工藝，涉及含鉈廢水深度凈化處理技術(shù)，包括多種重金屬離子的復雜含鉈廢水和微量含鉈廢水的處理，本發(fā)明屬于含鉈重金屬廢水處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)化的迅速發(fā)展使大量的重金屬廢水排放到環(huán)境中，酸性重金屬廢水pH較低(pH值介于4-6)，且含有多種重金屬離子，如銅、鉛、鋅、鎘、砷、鉈等，它們無法被生物體分解，一旦進入環(huán)境后就會在環(huán)境中不斷積累，將對水體產(chǎn)生嚴重污染，甚至破壞生態(tài)環(huán)境。
[0003]鉈(Tl)屬于稀有分散金屬，是劇毒的重金屬污染物，鉈中毒可引起呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)疾患，最終導致神經(jīng)系統(tǒng)損害，嚴重鉈中毒足以導致人和動物死亡。
[0004]從上世紀60年代起，高錳酸鉀開始應(yīng)用于含鉈廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，國內(nèi)在20世紀80年代初對高錳酸鉀除鉈技術(shù)進行了系統(tǒng)研究。高錳酸鉀具有強氧化性，能夠?qū)l+氧化成Tl3+，再利用堿性條件將Tl沉淀去除。該法適用于河流等含鉈廢水處理，但對鉛鋅冶煉重金屬廢水中鉈的去除效果不理想，且成本較高。
[0005]電化學法重金屬廢水處理技術(shù)主要是在目前常用的絮凝、沉淀廢水處理工藝中加入一套電化學處理系統(tǒng)，進一步降低出水中重金屬含量。通過電化學、曝氣等原理將鉈和重金屬聯(lián)合去除。該法雖具有操作簡單的優(yōu)點，但具有項目投資大，運行成本高等明顯缺點，難以在重金屬冶煉廢水領(lǐng)域形成廣泛應(yīng)用。
[0006]專利CN102173517A公開了一種聚合物基納米氧化錳深度凈化水中鉈的方法，主要步驟為:將鉈污染的水的PH值調(diào)節(jié)至5?8.5，然后過濾;處理后的水流經(jīng)裝填有聚合物基納米氧化錳的填料塔或濾床，使得水中鉈被選擇性吸附到該納米復合材料上，當填料吸附出水中鉈達到飽和值時停止吸附，采用HCl和Ca (NO3) 2混合溶液對聚合物基納米氧化錳的填料進行脫附再生，再生后的填料可反復使用。該方法適合復合廢水治理，使水中鉈含量從
0.01-0.5mg/L降至0.lyg/L以下。但該方法不適應(yīng)鉈含量波動較大的廢水，且存在對于含鉈廢水的處理在投資成本及運行維護方便等方面存在不足。
[0007]吸附分離法對廢水中鉈離子的去除效果明顯，如利用各種環(huán)保型吸附材料、環(huán)境礦物材料或生物吸附劑進行廢水中Tl的吸附分離，但該方法由于工藝操作復雜，復合廢水適應(yīng)性差以及吸附材料再生困難等原因，難以在實際工業(yè)生產(chǎn)過程中推廣。
[0008]鹽沉淀法:飽和NaCl溶液可促使廢水中的Tl+以TlCl形式有效沉淀，但該方法會增加廢水的鹽離子濃度，導致廢水的電導較高，不利于后續(xù)的膜處理，也不利于廢水循環(huán)利用，且NaCl消耗量非常大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明針對現(xiàn)有單一工藝技術(shù)的不足，提供了一種清潔高效、操作簡單、抗重金屬沖擊負荷能力強的一種含鉈重金屬廢水微電解處理除鉈工藝，其具體工藝包括微電解部分、中和混凝部分與硫酸回調(diào)部分:
(1)微電解部分:通過高活性微電解填料對含鉈廢水進行微電解處理，進行預處理除鉈；
(2)中和混凝部分:對微電解處理后的含鉈重金屬廢水進行酸堿調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)至堿性，再依次加入脫鉈劑、絮凝劑，最后通過斜板沉降池進行固液分離，去除鉈與重金屬離子；
(3)硫酸回調(diào)部分:調(diào)節(jié)凈化水至中性后直接外排。
[0010]進一步地，所述的微電解部分所使用的填料為高活性微電解填料，所述的高活性微電解填料在制備過程中使用的鐵肩經(jīng)鹽酸處理、碳化處理、粉碎處理中的一種或多種方式活化。并加入一定量的砸渣、銻渣、鋁粉中的一種或多種做為催化劑。
[0011]進一步地，所述的高活性微電解填料成分主要包括65wt%g鹽酸活化處理后的鐵肩、25 wt%的活性碳粉，并加入I wt%的砸渣與I wt%的鋪渣做為催化劑，8 wt%的粘土做為粘結(jié)劑。
[0012]進一步地，中和混凝部分中所述酸堿調(diào)節(jié)方法中使用的中和劑為石灰乳、氫氧化鈉或石灰石中的一種或多種，調(diào)節(jié)pH到9-11。
[0013]進一步地，中和混凝部分中所述的脫鉈劑為含硫的有機合成試劑。
[0014]進一步地，中和混凝部分中所述的絮凝劑為聚鐵、聚鋁、聚丙烯酰胺中的一種或多種。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點在于:通過廢水微電解、中和混凝除鉈，保證了廢水中鉈的深度去除，具有顯著的環(huán)境效益。本發(fā)明操作簡單，除鉈效率高，藥劑成本低，抗重金屬沖擊負荷能力強。本發(fā)明在穩(wěn)定脫除重金屬廢水中鉈的同時可以脫除廢水中銅、鎘、鉛、鋅等重金屬，實現(xiàn)廢水中鉈與多種重金屬的深度凈化，具有很好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0016]圖1是根據(jù)本發(fā)明的含鉈重金屬廢水微電解處理除鉈工藝流程。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明涉及一種含鉈重金屬廢水微電解處理除鉈工藝，以含鉈重金屬廢水為處理對象，通過微電解、中和混凝以及脫鉈劑的深度處理，確保鉈與重金屬元素達標排放。包括微電解部分、中和混凝部分與硫酸回調(diào)部分:
(I)微電解部分:含鉈廢水通過布水裝置均勻地進入填料池，通過高活性微電解填料的還原及微電池所產(chǎn)生的電化學作用，將廢水中的一價鉈離子還原為鉈單質(zhì)。再通過高活性微電解填料中孔隙的吸附作用，將鉈單質(zhì)吸附去除。該部分反應(yīng)過程中還會產(chǎn)生大量的Fe2+與Fe3+。所述的高活性微電解填料成分主要包括65 wt%經(jīng)鹽酸活化處理后的鐵肩、25的％的活性碳粉，并加入I wt%的砸渣與I wt%的鋪渣做為催化劑，8 wt%的粘土做為粘結(jié)劑。微電解處理反應(yīng)時間為60-120分鐘，在反應(yīng)過程中用曝氣裝置進行曝氣，曝氣裝置氣水比為5:1o
[0018](2)中和混凝部分:經(jīng)填料池處理過的含鉈廢水進入斜板第一反應(yīng)池，在池內(nèi)投加堿液，調(diào)節(jié)PH 9-11，使廢水中的Tl3+以Tl(OH)3的形式形成固體沉降物。在微電解反應(yīng)過程中產(chǎn)生的Fe2+在堿性條件下形成Fe(OH)2膠體，F(xiàn)e3+在堿性條件下形成Fe(OH)3膠體，兩種膠體產(chǎn)生混凝沉降作用將鉈與重金屬的固體沉降物吸附共沉降。調(diào)節(jié)pH值后的含鉈廢水進入斜板第二反應(yīng)池，在池內(nèi)投加脫鉈劑，脫鉈劑進一步與廢水中殘留的Tl+與Tl3+形成固體沉降物。第二反應(yīng)池出水進入第三反應(yīng)池，在池內(nèi)投加絮凝劑，將之前產(chǎn)生的固體沉降物絮凝形成更大的沉降物共沉降。第三反應(yīng)池出水進入斜板沉淀池，進行固液分離并去除鉈和重金屬的固體沉降物，斜板沉淀池出水達標排放或回用。
[0019](3)硫酸回調(diào)部分，用硫酸對中和混凝處理后的凈化水進行pH調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)pH 6-9后直接外排。
[0020](4)填料池、斜板反應(yīng)池、斜板沉淀池底排入污泥池，污泥池內(nèi)污泥采用栗車抽走外運處置。
[0021]本發(fā)明通過廢水微電解混凝除鉈，保證了廢水中鉈的深度去除，具有顯著的環(huán)境效益。本發(fā)明在穩(wěn)定脫除重金屬廢水中鉈的同時可以脫除廢水中銅、鎘、鉛、鋅等重金屬，實現(xiàn)廢水中鉈與多種重金屬的深度凈化，具有很好的應(yīng)用前景。
[0022]需要說明的是，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍屬于本發(fā)明的保護范圍之中。
【主權(quán)項】
1.一種含鉈重金屬廢水微電解處理除鉈工藝，其特征在于，包括微電解部分、中和混凝部分與硫酸回調(diào)部分: (1)微電解部分:通過高活性微電解填料對含鉈廢水進行微電解處理，進行預處理除鉈； (2)中和混凝部分:對微電解處理后的含鉈重金屬廢水進行酸堿調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)至堿性，再依次加入脫鉈劑、絮凝劑，最后通過斜板沉降池進行固液分離，去除鉈與重金屬離子； (3)硫酸回調(diào)部分:調(diào)節(jié)凈化水至中性后直接外排。2.如權(quán)利要求1所述的一種含鉈重金屬廢水微電解處理除鉈工藝，其特征在于，所述的微電解部分所使用的填料為高活性微電解填料，所述的高活性微電解填料包含鐵肩，所述鐵肩在制備過程中經(jīng)鹽酸處理、碳化處理、粉碎處理中的一種或多種方式活化，并加入一定量的砸渣、銻渣、鋁粉中的一種或多種做為催化劑。3.如權(quán)利要求2所述的一種含鉈重金屬廢水微電解處理除鉈工藝，其特征在于，所述的高活性微電解填料成分主要包括65 wt%經(jīng)鹽酸活化處理后的鐵肩、25 wt%的活性碳粉，并加入I wt%的砸渣與I wt%的鋪渣做為催化劑，8 wt%的粘土做為粘結(jié)劑。4.如權(quán)利要求1所述的一種含鉈重金屬廢水微電解處理除鉈工藝，其特征在于，中和混凝部分中所述酸堿調(diào)節(jié)方法中使用的中和劑為石灰乳、氫氧化鈉或石灰石中的一種或多種，調(diào)節(jié)pH到9-11。5.如權(quán)利要求1所述的一種含鉈重金屬廢水微電解處理除鉈工藝，其特征在于，中和混凝部分中所述的脫鉈劑為含硫的有機合成試劑。6.如權(quán)利要求1所述的一種含鉈重金屬廢水微電解處理除鉈工藝，其特征在于，中和混凝部分中所述的絮凝劑為聚鐵、聚鋁、聚丙烯酰胺中的一種或多種。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含鉈重金屬廢水微電解處理除鉈工藝，包括微電解部分、中和混凝部分與硫酸回調(diào)部分，微電解部分。通過高活性微電解填料對含鉈廢水進行微電解處理，進行預處理除鉈，然后對微電解預處理除鉈后的廢水進行酸堿調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)至堿性，再依次加入脫鉈劑、絮凝劑，通過斜板沉降池進行固液分離，去除鉈與重金屬離子，最后用硫酸調(diào)節(jié)凈化水至中性后直接外排。本發(fā)明能夠有效提高重金屬廢水中鉈與其他重金屬離子的去除率，預防和控制鉈等重金屬元素對水環(huán)境的污染。
【IPC分類】C02F101/20, C02F9/06
【公開號】CN105540946
【申請?zhí)枴緾N201510923293
【發(fā)明人】張?zhí)旆? 張鴻彪, 鄧炎, 林文軍, 伏東才, 彭許文
【申請人】株洲冶煉集團股份有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月14日