申請日2017.09.30

　　公開(公告)日2017.12.15

　　IPC分類號C02F9/04; C02F101/20; C02F103/36

　　摘要

　　本發(fā)明為一種煤制油廢水中重金屬的去除方法。該方法包括如下步驟：向煤制油廢水中加入硫化鈉沉淀劑，攪拌、沉淀;其中，硫化鈉摩爾量：廢水中重金屬摩爾量之和=0.5~1.5:1;將上步得到的第一懸濁液過濾，向得到的濾液中加入氫氧化鈉溶液，攪拌、沉淀，得到第二懸濁液;其中，每200ml一次反應(yīng)后廢水中加入1~3mol/L 0.2~2.2ml氫氧化鈉溶液;將第二懸濁液過濾，得到二次反應(yīng)后廢水，符合排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明可以使煤制油廢水中Pb、Cd、Mn、Zn、Cu等重金屬總?cè)コ�率達到80%以上。本工藝具有流程簡捷、低能耗、低成本等顯著特點。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種煤制油廢水中重金屬的去除方法，其特征為該方法包括如下步驟：

　　第一步，第一沉淀反應(yīng)

　　向煤制油廢水中加入硫化鈉沉淀劑，攪拌條件下進行沉淀反應(yīng)50~70min，得到第一懸濁液;

　　其中，硫化鈉摩爾量：廢水中重金屬摩爾量之和=0.5~1.5:1;廢水中重金屬含量為：Pb4~5 mg/L、Cd 2~3 mg/L、Mn 4.3~5.3 mg/L、Zn 7~8 mg/L、Cu 0.5~1.5 mg/L;

　　第二步，過濾，分離得到一次反應(yīng)后廢水

　　將上步得到的第一懸濁液過濾，分別得到一次反應(yīng)后廢水和第一回收化合物，一次反應(yīng)后廢水中重金屬含量為：Pb 1.2~1.5mg/L、Cd 0.5~0.7 mg/L、Mn 2.9~3.5 mg/L、Zn 0.3~0.9mg/L、Cu 0.3~0.4 mg/L;

　　第三步，第二沉淀反應(yīng)

　　向上步得到的一次反應(yīng)后廢水中加入氫氧化鈉溶液，攪拌條件下進行沉淀反應(yīng)50~70min，得到第二懸濁液;

　　其中，每200ml一次反應(yīng)后廢水中加入1~3mol/L 0.2~2.2ml 氫氧化鈉溶液;

　　第四步，過濾，分離得到處理后達標(biāo)廢水

　　將上步得到的第二懸濁液進行過濾，分別得到二次反應(yīng)后廢水和第二回收化合物，二次反應(yīng)后廢水中重金屬含量為：Pb 1.0~1.4 mg/L、Cd 0.5~0.7 mg/L、Mn 0.1~0.5 mg/L、Zn0.2~0.4 mg/L、Cu 0.2~0.4 mg/L，符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.如權(quán)利要求1所述的煤制油廢水中重金屬的去除方法，其特征為所述的第一步中的廢水中其它化合物的含量優(yōu)選為：NaF 0.1~0.2 g/L、NaHCO3 0.5~0.7 g/L、NaNO3 1.5~2.5g/L、CaCl2 0.7~1.7 g/L、KCl 0.5~1.5 g/L、MgCl2 3~4 g/L、NaCl 8.6~9.6 g/L、Na2SO4 95~105 g/L。

　　說明書

　　一種煤制油廢水中重金屬的去除方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種煤制油廢水中重金屬的去除方法。

　　背景技術(shù)

　　環(huán)境保護部2017年發(fā)部的《2016中國環(huán)境狀況公報》顯示，以地下水含水系統(tǒng)為單元，潛水為主的淺層地下水和承壓水為主的中深層地下水為對象的6124個地下水水質(zhì)監(jiān)測點中，水質(zhì)為較差級和極差級的監(jiān)測點分別占45.4%和14.7%�？梢娝�質(zhì)較差和極差的比例高達60%。提高水質(zhì)等級，需要從污水排放控制著手。在能源化工行業(yè)，煤間接液化煤制油污水能否經(jīng)濟有效地妥善處理是個重要問題。一方面，污水處理難度高，其有機物濃度高達1.5萬mg/L以上，同時含有大量的有毒有害物質(zhì)。另一方面，大部分煤化工項目的建設(shè)地水資源嚴重匱乏，且生態(tài)脆弱，廢水中污染物的有效處理，如何變廢為寶成為行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

　　現(xiàn)今，廢水中重金屬的去除方法主要包括沉淀法、吸附法、生物處理法等。其中沉淀法中使用的沉淀劑主要包括：無機沉淀劑、有機高分子沉淀劑、微生物沉淀劑等。有機沉淀劑雖然去除效果好，但是其價格昂貴、難于生物降解;微生物沉淀劑雖然效率高、無二次污染，但是微生物的生物活性受重金屬濃度的影響，濃度過高會使其中毒死亡。相對于生物法，化學(xué)處理法更易于控制，目前已有的無機沉淀劑沉淀工藝，是將廢水的pH調(diào)節(jié)至堿性，使重金屬離子生成相應(yīng)的氫氧化物沉淀，然后通過過濾分離去除廢水中的重金屬。在已有的使用單一沉淀劑的方法中，為了滿足廢水中重金屬含量的排放標(biāo)準(zhǔn)，往往需要過量投加沉淀劑，這不僅造成了運行成本的提高，而且還面臨廢水中無機沉淀劑的去除分離問題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的為針對當(dāng)前技術(shù)中存在的不足，提供一種煤制油廢水中重金屬的去除方法，針對煤制油廢水中Pb、Cd、Mn、Zn、Cu的含量特點，以硫化鈉和氫氧化鈉為復(fù)合沉淀劑，通過兩種無機沉淀劑按適當(dāng)比例復(fù)合使用，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的無機沉淀劑消耗量大，重金屬去除效率低等問題，能夠有效的去除煤制油廢水中的絕大多數(shù)重金屬，滿足廢水處理工藝高效、安全無害、無二次污染的要求。

　　本發(fā)明的技術(shù)方案是：

　　一種煤制油廢水中重金屬的去除方法，包括如下步驟：

　　第一步，第一沉淀反應(yīng)

　　向煤制油廢水中加入硫化鈉沉淀劑，攪拌條件下進行沉淀反應(yīng)50～70min，得到第一懸濁液;

　　其中，硫化鈉摩爾量：廢水中重金屬摩爾量之和=0.5～1.5:1;廢水中重金屬含量為：Pb 4～5mg/L、Cd 2～3mg/L、Mn 4.3～5.3mg/L、Zn 7～8mg/L、Cu 0.5～1.5mg/L;

　　第二步，過濾，分離得到一次反應(yīng)后廢水

　　將上步得到的第一懸濁液過濾，分別得到一次反應(yīng)后廢水和第一回收化合物，一次反應(yīng)后廢水中重金屬含量為：Pb 1.2～1.5mg/L、Cd 0.5～0.7mg/L、Mn 2.9～3.5mg/L、Zn0.3～0.9mg/L、Cu 0.3～0.4mg/L;

　　第三步，第二沉淀反應(yīng)

　　向上步得到的一次反應(yīng)后廢水中加入氫氧化鈉溶液，攪拌條件下進行沉淀反應(yīng)50～70min，得到第二懸濁液;

　　其中，每200ml一次反應(yīng)后廢水中加入1～3mol/L 0.2～2.2ml氫氧化鈉溶液;

　　第四步，過濾，分離得到處理后達標(biāo)廢水

　　將上步得到的第二懸濁液進行過濾，分別得到二次反應(yīng)后廢水和第二回收化合物，二次反應(yīng)后廢水中重金屬含量為：Pb 1.0～1.4mg/L、Cd 0.5～0.7mg/L、Mn 0.1～0.5mg/L、Zn 0.2～0.4mg/L、Cu 0.2～0.4mg/L，符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　所述的第一步中的廢水中其它化合物的含量優(yōu)選為：NaF 0.1～0.2g/L、NaHCO30.5～0.7g/L、NaNO3 1.5～2.5g/L、CaCl2 0.7～1.7g/L、KCl 0.5～1.5g/L、MgCl2 3～4g/L、NaCl 8.6～9.6g/L、Na2SO4 95～105g/L。

　　本發(fā)明的實質(zhì)性特點為：

　　不同重金屬硫化物和氫氧化物的溶度積不同，因此通過分別加入兩種無機沉淀劑進行兩步反應(yīng)，能夠使重金屬有選擇性的沉淀析出，比單獨使用一種沉淀劑的沉淀效率更高，效果更好。通過實驗表明，單獨加入硫化鈉沉淀劑，即使硫化鈉與廢水中重金屬的摩爾比為3:1時，廢水中的Mn依然不能實現(xiàn)有效的去除(去除率約為33%);而當(dāng)硫化鈉與廢水中重金屬的摩爾比為1:1時，向過濾分離得到的一次反應(yīng)廢水中加入少量的氫氧化鈉(氫氧化鈉的加入量按照，向200ml一次反應(yīng)后廢水中加入0.4ml氫氧化鈉(2mol/L)計)，就可以使Mn的去除率提高至84%，此時，廢水中重金屬的總?cè)コ�率能夠達到90%。

　　本發(fā)明的有益效果是：

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過兩步添加沉淀劑的工藝，有效地去除了煤制油廢水中的重金屬，避免了使用單一沉淀劑，原料用量大，成本高，重金屬去除效果差的缺點。實驗表明，當(dāng)單一使用一種沉淀劑去除煤制油廢水中的重金屬時，存在藥品投入量大，某種重金屬不能有效去除的問題。比如，單獨加入氫氧化鈉時，需要投加兩種沉淀劑復(fù)合使用時投入量的兩倍以上，才能使廢水中重金屬的總?cè)コ�率達到80%以上;另外，單獨加入硫化鈉作為沉淀劑時，廢水中的Mn不能有效的去除，即使硫化鈉的加入量為理論加入量的三倍時，Mn的去除率只有33%左右。因此，本專利選擇兩種無機沉淀劑復(fù)合使用的方法，使煤制油廢水中Pb、Cd、Mn、Zn、Cu等重金屬總?cè)コ�率可以達到80%以上。本工藝具有流程簡捷、低能耗、低成本等顯著特點。