申請日2013.08.30
公開(公告)日2016.08.10
IPC分類號C02F9/04
摘要
本發(fā)明涉及一種低濃度含鉛廢水的處理方法和設備，用于處理鉛濃度低于10mg/L的含鉛廢水。該方法包括以下步驟：a.在pH值小于3的酸性條件下對該含鉛廢水進行離子交換，使含鉛廢水中的鉛濃度小于或等于0.1mg/L，其中離子交換樹脂為強酸苯乙烯系陽離子交換樹脂;b.對該離子交換樹脂進行再生，獲得再生液;c.如果該再生液中含有除鉛以外的雜質金屬離子，則對該再生液進行離子交換，使用具有選擇性吸附性能的離子交換樹脂選擇性吸附該雜質金屬離子，然后進入步驟d;如果該再生液中不含有除鉛以外的雜質金屬離子，直接進入步驟d;以及d.調節(jié)該再生液的pH值至使該再生液中的鉛完全沉淀，得到純凈的含鉛污泥。
權利要求書
1.一種低濃度含鉛廢水的處理方法，用于處理鉛濃度低于10mg/L的含鉛廢水，該方法包括以下步驟：
a.在pH值小于3的酸性條件下對該含鉛廢水進行離子交換，使含鉛廢水中的鉛濃度小于或等于0.1mg/L，其中離子交換樹脂為強酸苯乙烯系陽離子交換樹脂;
b.對該離子交換樹脂進行再生，獲得再生液;
c.如果該再生液中含有除鉛以外的雜質金屬離子，則對該再生液進行離子交換，使用具有選擇性吸附性能的離子交換樹脂選擇性吸附該雜質金屬離子，然后進入步驟d;如果該再生液中不含有除鉛以外的雜質金屬離子，直接進入步驟d;以及
d.調節(jié)該再生液的pH值至使該再生液中的鉛完全沉淀，得到純凈的含鉛污泥。
2.如權利要求1所述的低濃度含鉛廢水的處理方法，其特征在于，在步驟a之前還包括：將該含鉛廢水的pH值調節(jié)至3左右。
3.如權利要求1所述的低濃度含鉛廢水的處理方法，其特征在于，在步驟a之后還包括：
a1.將經(jīng)過離子交換后的含鉛廢水進行反滲透處理，獲得回用水。
4.如權利要求3所述的低濃度含鉛廢水的處理方法，其特征在于，步驟a1還包括將反滲透處理的濃水回流，與該含鉛廢水一起進行離子交換。
5.如權利要求1所述的低濃度含鉛廢水的處理方法，其特征在于，步驟d還包括：將去除鉛沉淀的再生液回流，與該含鉛廢水一起進行離子交換。
6.一種低濃度含鉛廢水的處理設備，用于處理鉛濃度低于10mg/L的含鉛廢水，該設備包括：
第一離子交換裝置，輸入該含鉛廢水，并在pH值小于3的酸性條件下對該含鉛廢水進行離子交換，使該含鉛廢水中的鉛濃度小于或等于0.1mg/L，并且該第一離子交換裝置輸入酸液對飽和的離子交換樹脂進行再生，獲得再生液，其中該離子交換樹脂為強酸苯乙烯系陽離子交換樹脂;
第二離子交換裝置，輸入該再生液，對該再生液進行離子交換，該第二離子交換裝置中填充具有選擇性吸附性能的離子交換樹脂以選擇性吸附該再生液中除鉛以外的雜質金屬離子;以及
第一化學沉淀槽，輸入該再生液，調節(jié)該再生液的pH值至使再生液中的鉛完全沉淀，得到純凈的含鉛污泥。
7.如權利要求6所述的低濃度含鉛廢水的處理設備，其特征在于，還包括pH調節(jié)池，連接在該第一離子交換裝置之前，將該含鉛廢水的pH值調節(jié)至3左右。
8.如權利要求6所述的低濃度含鉛廢水的處理設備，其特征在于，還包括反滲透裝置，連接在第一離子交換裝置之后，將經(jīng)過離子交換的含鉛廢水進行反滲透處理，獲得回用水。
9.如權利要求8所述的低濃度含鉛廢水的處理設備，其特征在于，該反滲透裝置還將反滲透處理的濃水回流至該第一離子交換裝置，與該含鉛廢水一起進行離子交換。
10.如權利要求6所述的低濃度含鉛廢水的處理設備，其特征在于，該第一化學沉淀槽還將去除鉛沉淀的再生液回流至該第一離子交換裝置，與該含鉛廢水一起進行離子交換。
說明書
低濃度含鉛廢水的處理方法和設備
技術領域
本發(fā)明涉及廢水處理技術，尤其是涉及低濃度含鉛廢水的處理方法和設備。
背景技術
鉛在現(xiàn)代工農業(yè)生產(chǎn)中使用廣泛，在蓄電池、油漆、印刷、顏料等行業(yè)都需要使用鉛元素。鉛又是一種分布廣、有蓄積性的環(huán)境污染物，含鉛廢水的大量排放將直接造成土壤、大氣及水體的污染。隨著中國環(huán)保標準及執(zhí)法力度的提升，需要將含鉛廢水中的鉛濃度降低到排放允許的0.1mg/L的濃度。
目前廣泛使用的是處理方法是沉淀法去除水中的鉛，這又可分為物理沉淀和化學沉淀。物理沉淀是向含鉛廢水中投加混凝劑或重金屬捕集劑，形成與廢水中雜質粒子帶相仿電荷的膠體，靠重力沉降予以分離�；瘜W沉淀有氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法和碳酸鹽沉淀法，通過添加石灰、燒堿、硫化鹽、純堿以及磷酸鹽等將鉛沉淀，其中氫氧化物沉淀法應用較多。理論上，含鉛廢水pH值調節(jié)至9.2-9.5時，處理排水中含鉛量濃度可降低至0.01-0.03mg/L。但由于廢水中組分復雜，鉛常與廢水中的某些有機物形成絡合物，化學沉淀法無法有效地將廢水中鉛濃度降低至目前國家標準規(guī)定的0.1mg/L以下。并且鉛沉淀的過程使用大量的酸堿，廢水鹽度升高，不利于處理后的水回用。此外，化學沉淀使水中的金屬離子一同沉淀，含鉛化學污泥屬于危險固體廢棄物，未經(jīng)處理會對環(huán)境造成二次污染，對人體及動植物造成毒害作用。但另一方面，含鉛污泥提純鉛的過程需要大量的氨水或濃硫酸，工藝復雜，經(jīng)濟價值不高。
另一種常用方法為吸附法，利用比表面積大、微孔含量豐富的多孔吸附質如膨潤土、沸石、活性炭甚至活性污泥等對廢水進行吸附處理。該方法除鉛效率與吸附質的吸附利用率成反比，即較好的除鉛效率會降低吸附質的利用率。在較好的除鉛效率下，雖然廢水可以得到較好的凈化，但吸附鉛的吸附質需要妥善的處置，防止吸附的鉛發(fā)生脫附，造成二次污染�？傮w來說，吸附法雖然將鉛從廢水中去除，但是不能使鉛資源化利用，也不能使鉛改變形態(tài)，是一種使污染轉移的方法。
離子交換法是利用離子交換劑自身所攜帶的自由移動離子與處理溶液中離子進行交換來實現(xiàn)的，推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力。目前，用離子交換法去除鉛的工程案例和科學研究均不多見，原因在于大部分離子交換樹脂只對特定濃度范圍內的鉛具有較好的吸附性能，濃度較高和濃度較低時出水的鉛濃度均無法達到國家標準規(guī)定的0.1mg/L。廢水中的鈣鎂離子及其他金屬離子雜質也會被樹脂吸附，影響樹脂與鉛的交換容量，不當?shù)膽煤茈y使水中鉛得到良好的去除。另外，失效樹脂再生后的鉛溶液仍需再次處理，因此離子交換樹脂的應用受到了一定的限制。
電解法是指應用電解的基本原理，使廢水中鉛離子通過電解過程在陽-陰兩極上分別發(fā)生氧化和還原反應而富集。電解法是氧化還原、分解、沉淀綜合在一起的廢水處理方法。鉛電解最常用于粗鉛精煉精鉛，方法工藝成熟，設備占地面積小，能回收純金屬。但鉛電解對含鉛廢水的電解電流效率低，耗電量大，廢水處理量小。
電滲析技術是一項傳統(tǒng)的水處理技術，電滲析設備良好的脫鹽性能脫去含鉛廢水中的絕大部分鹽分，使廢水處理后能變成回用到配酸工藝用的純水，雖然該方法可以達到處理含鉛廢水和水回用的目的，但是工藝流程復雜，步驟繁瑣，勢必造成占地面積大，管理復雜等問題。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種低濃度含鉛廢水的處理方法和設備，可在較低的成本和較小的占地面積下，實現(xiàn)鉛的回收。
本發(fā)明為解決上述技術問題而采用的技術方案是提出一種低濃度含鉛廢水的處理方法，用于處理鉛濃度低于10mg/L的含鉛廢水，該方法包括以下步驟：
a.在pH值小于3的酸性條件下對該含鉛廢水進行離子交換，使含鉛廢水中的鉛濃度小于或等于0.1mg/L，其中離子交換樹脂為強酸苯乙烯系陽離子交換樹脂;
b.對該離子交換樹脂進行再生，獲得再生液;
c.如果該再生液中含有除鉛以外的雜質金屬離子，則對該再生液進行離子交換，使用具有選擇性吸附性能的離子交換樹脂選擇性吸附該雜質金屬離子，然后進入步驟d;如果該再生液中不含有除鉛以外的雜質金屬離子，直接進入步驟d;以及
d.調節(jié)該再生液的pH值至使該再生液中的鉛完全沉淀，得到純凈的含鉛污泥。
在本發(fā)明的一實施例中，在步驟a之前還包括：將該含鉛廢水的pH值調節(jié)至3左右。
在本發(fā)明的一實施例中，在步驟a之后還包括：a1.將經(jīng)過離子交換后的含鉛廢水進行反滲透處理，獲得回用水。
在本發(fā)明的一實施例中，步驟a1還包括將反滲透處理的濃水回流，與該含鉛廢水一起進行離子交換。
在本發(fā)明的一實施例中，步驟d還包括：將去除鉛沉淀的再生液回流，與該含鉛廢水一起進行離子交換。
本發(fā)明還提出一種低濃度含鉛廢水的處理設備，用于處理鉛濃度低于10mg/L的含鉛廢水，該設備包括：第一離子交換裝置，輸入該含鉛廢水，并在pH值小于3的酸性條件下對該含鉛廢水進行離子交換，使該含鉛廢水中的鉛濃度小于或等于0.1mg/L，并且該第一離子交換裝置輸入酸液對飽和的離子交換樹脂進行再生，獲得再生液，其中該離子交換樹脂為強酸苯乙烯系陽離子交換樹脂;第二離子交換裝置，輸入該再生液，對該再生液進行離子交換，該第二離子交換裝置中填充具有選擇性吸附性能的離子交換樹脂以選擇性吸附該再生液中除鉛以外的雜質金屬離子;以及第一化學沉淀槽，輸入該再生液，調節(jié)該再生液的pH值至使再生液中的鉛完全沉淀，得到純凈的含鉛污泥。
在本發(fā)明的一實施例中，處理設備還包括pH調節(jié)池，連接在該第一離子交換裝置之前，將該含鉛廢水的pH值調節(jié)至3左右。
在本發(fā)明的一實施例中，處理設備還包括反滲透裝置，連接在第一離子交換裝置之后，將經(jīng)過離子交換的含鉛廢水進行反滲透處理，獲得回用水。
在本發(fā)明的一實施例中，該反滲透裝置還將反滲透處理的濃水回流至該第一離子交換裝置，與該含鉛廢水一起進行離子交換。
在本發(fā)明的一實施例中，該第一化學沉淀槽還將去除鉛沉淀的再生液回流至該第一離子交換裝置，與該含鉛廢水一起進行離子交換。
與現(xiàn)有的離子交換技術相比，本發(fā)明通過樹脂的選擇優(yōu)化，可以將出水中鉛濃度降低至0.1mg/L以下。另外，現(xiàn)有的離子交換技術常采用弱酸性至中性進水，雜質容易發(fā)生沉淀并在樹脂柱中沉積污染樹脂，且調節(jié)pH值過程中使用大量的酸堿，不利于廢水的回收利用，本發(fā)明在酸性條件下進水，避免了pH值調節(jié)，節(jié)約酸堿藥劑的成本，同時避免了樹脂的污染。
