公布日：2022.03.18
申請日：2021.12.10
分類號：C02F9/04(2006.01)I;C02F101/20(2006.01)N;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種綜合性化鎳廢水與含銅廢水的凈化方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括催化解離、吸附脫銅、吸附脫鎳和后處理，將廢水在解離罐中回流催化，在酸性環(huán)境和過氧化氫的輔助作用下，氧化鐵對廢水催化，使得絡(luò)合的銅化物和鎳化物解離，利于后續(xù)的吸附脫除；本發(fā)明還公開一套凈化裝置，通過合理的工藝參數(shù)設(shè)定，氧化鐵顆粒在解離罐中處于流化狀態(tài)，廢水的催化解離效率高，吸附柱中采用導(dǎo)流板形成錯流吸附，減輕廢水中的雜質(zhì)堵塞樹脂柱芯，層析罐中采用層析板分隔為多個層析層，利用頂升式水帽攪動改性沸石，使得層析罐中的改性沸石全部呈懸濁狀態(tài)，改性沸石與廢水充分接觸，提高鎳的去除效率，該裝置連續(xù)凈化，凈化效率高。
權(quán)利要求書
1.一種綜合性化鎳廢水與含銅廢水的凈化方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟S1、催化解離：將綜合廢水泵入凈化裝置的解離罐(11)中，從注藥口注入過氧化氫和硫酸，維持綜合廢水的pH值為4~5，循環(huán)泵(15)將綜合廢水在解離罐(11)中回流催化，得到解離廢水；步驟S2、吸附脫銅：將解離廢水泵入吸附柱(12)中，解離廢水在樹脂芯柱(31)中錯流吸附，對解離廢水中的銅離子選擇性吸附，得到脫銅廢液；步驟S3、吸附脫鎳：將脫銅廢液泵入層析罐(13)中，改性沸石對鎳離子吸附，得到凈化廢液；步驟S4、后處理：凈化廢液泵入過濾罐(14)中，濾出顆粒雜質(zhì)，完成綜合性化鎳廢水與含銅廢水的凈化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合性化鎳廢水與含銅廢水的凈化方法，其特征在于，改性沸石由以下方法制備：步驟A1、沸石篩分：取沸石粉篩分出粒徑為0.6~1mm的沸石顆粒；步驟A2、沸石預(yù)處理：將沸石顆粒先在焙燒爐中以350~380℃焙燒150~200min，隨爐冷卻至150±10℃將沸石顆粒浸入氯化鈉溶液中，浸泡24h，之后過濾干燥，得到預(yù)處理沸石；步驟A3、沸石改性：取預(yù)處理沸石和高錳酸鉀攪拌成混合物，取硝酸溶液滴加到混合物中并攪拌成膏狀，之后捏合成團置于80±5℃下反應(yīng)100~120min，之后水洗、過濾取濾餅，再取殼聚糖攪拌溶于醋酸溶液后加入濾餅中，滴加碳酸鈉溶液至混合液的pH值不低于6，靜置12h，之后過濾，濾餅水洗至中性，得到改性沸石顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種綜合性化鎳廢水與含銅廢水的凈化方法，其特征在于，硝酸溶液的質(zhì)量分數(shù)為15％，預(yù)處理沸石、高錳酸鉀和硝酸溶液的用量比為1kg：120~150g：150~300mL，殼聚糖和預(yù)處理沸石的用量比為35~45g：1kg。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合性化鎳廢水與含銅廢水的凈化方法，其特征在于，過氧化氫在綜合廢水的加入量為500~800mL/t，使用前先采用綜合廢水稀釋為體積濃度為20％的稀釋液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合性化鎳廢水與含銅廢水的凈化方法，其特征在于，解離罐(11)中填充有氧化鐵顆粒，氧化鐵顆粒的粒徑為0.5±0.1mm，回流催化過程中，解離罐(11)中綜合廢水的上升速度為58~65m/h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合性化鎳廢水與含銅廢水的凈化方法，其特征在于，回流催化的回流比為1:0.8~1.2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合性化鎳廢水與含銅廢水的凈化方法，其特征在于，樹脂柱芯中填充料為CR樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合性化鎳廢水與含銅廢水的凈化方法，其特征在于，凈化裝置的層析罐(13)內(nèi)設(shè)置有三組層析板(41)，改性沸石填充在層析板(41)之間，通過設(shè)置在層析板(41)上的頂升式水帽(42)噴入脫銅廢液攪動改性沸石，整個層析罐(13)中的改性沸石處于懸濁狀態(tài)。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)提到的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種綜合性化鎳廢水與含銅廢水的凈化方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種綜合性化鎳廢水與含銅廢水的凈化方法，包括如下步驟：
步驟S1、催化解離：將綜合廢水泵入凈化裝置的解離罐中，從注藥口注入過氧化氫和硫酸，維持綜合廢水的pH值為4~5，循環(huán)泵將綜合廢水在解離罐中回流催化，得到解離廢水；
步驟S2、吸附脫銅：將解離廢水泵入吸附柱中，解離廢水在樹脂芯柱中錯流吸附，對解離廢水中的銅離子選擇性吸附，得到脫銅廢液；
步驟S3、吸附脫鎳：將脫銅廢液泵入層析罐中，改性沸石對鎳離子吸附，得到凈化廢液；
步驟S4、后處理：凈化廢液泵入過濾罐中，濾出顆粒雜質(zhì)，完成綜合性化鎳廢水與含銅廢水的凈化。
進一步地，過氧化氫在綜合廢水的加入量為500~800mL/t，使用前先用綜合廢水稀釋為體積濃度為20％的稀釋液。
進一步地，解離罐中填充有氧化鐵顆粒，氧化鐵顆粒的粒徑為0.5±0.1mm，回流催化過程中，解離罐中綜合廢水的上升速度為58~65m/h，該狀態(tài)下氧化鐵顆粒處于流化狀態(tài)，且催化效率高。
進一步地，回流催化的回流比為1:0.8~1.2。
進一步地，樹脂柱芯中填充有CR樹脂。
進一步地，改性沸石顆粒由以下方法制備：
步驟A1、沸石篩分：取沸石粉采用篩網(wǎng)進行篩分，取粒徑為0.6~1mm的沸石顆粒，該粒徑的沸石顆粒在工作過程中處于懸浮狀態(tài)，與廢水可充分接觸，吸附效率高；
步驟A2、沸石預(yù)處理：將篩分后的沸石顆粒先在焙燒爐中以350~380℃焙燒150~200min，隨爐冷卻至150±10℃，將沸石顆粒浸入氯化鈉溶液中，浸泡24h，之后過濾干燥，得到預(yù)處理沸石，氯化鈉水溶液中的鈉離子置換沸石中的鈣離子，使得沸石的孔隙增大，提供更多的附著位點；
步驟A3、沸石改性：取預(yù)處理沸石和高錳酸鉀攪拌成混合物，取硝酸溶液滴加到混合物中并攪拌成膏狀，之后捏合成團置于80±5℃下反應(yīng)100~120min，之后使用水洗滌反應(yīng)物至洗滌水無明顯紫紅色，過濾取濾餅，洗脫高錳酸鉀和硝酸，取殼聚糖攪拌溶于醋酸溶液制成殼聚糖溶液，再將殼聚糖溶液加入濾餅中，攪拌狀態(tài)下緩慢滴加碳酸鈉溶液，直至混合液的pH值至不低于6，靜置12h，之后過濾，濾餅用水洗滌至洗滌水至中性，取濾餅得到改性沸石顆粒。
進一步地，硝酸溶液的質(zhì)量分數(shù)為15％，預(yù)處理沸石、高錳酸鉀和硝酸溶液的用量比為1kg：120~150g：150~300mL，殼聚糖和預(yù)處理沸石的用量比為35~45g：1kg。
進一步地，凈化裝置包括依次連通的解離罐、吸附柱、層析罐和過濾罐；
解離罐的內(nèi)部的下側(cè)固定有托料濾板，氧化鐵顆粒填充在托料濾板的上方，托料濾板的下方設(shè)置有盤式布水器，解離罐的下方設(shè)置有循環(huán)泵，循環(huán)泵的泵出端與解離罐的底部連通，解離罐的一側(cè)設(shè)置有循環(huán)管，循環(huán)管的一端與解離罐上方的側(cè)壁連通，循環(huán)管的另一端與循環(huán)泵的進水端連通，循環(huán)管上設(shè)置有注藥口，循環(huán)泵將廢水從解離罐的上側(cè)抽出，從解離罐的底部泵入，在解離罐中形成自下而上的水流，從注藥口注入過氧化氫和硫酸，在酸性環(huán)境和過氧化氫的輔助作用下，氧化鐵對廢水催化，使得絡(luò)合的銅化物和鎳化物解離，利于銅離子和鎳離子的吸附脫除；
吸附柱的內(nèi)部設(shè)置有樹脂柱芯，樹脂柱芯中填充有CR樹脂顆粒，CR樹脂顆粒對銅離子有較強的選擇性吸附功能，樹脂柱芯和吸附柱的內(nèi)壁之間設(shè)置有螺旋狀的導(dǎo)流板，導(dǎo)流板的一端與樹脂柱芯的內(nèi)壁固定連接，導(dǎo)流板的另一端與樹脂柱芯的表面相抵接，在導(dǎo)流板的作用下，廢水在吸附柱中成螺旋狀上升流動，形成錯流吸附，減輕廢水中的雜質(zhì)堵塞樹脂柱芯；
層析罐中的內(nèi)部設(shè)置有三組層析板，層析板上關(guān)于層析的中心均布設(shè)置有若干頂升式水帽，改性沸石填充在層析板之間，廢水從頂升式水帽噴出攪動改性沸石，使得改性沸石呈懸濁狀態(tài)，改性沸石與廢充分接觸，改性沸石對鎳離子有優(yōu)異的吸附性能，對廢水除鎳。
本發(fā)明的有益效果：
1.本發(fā)明提供針對含有絡(luò)合銅鎳廢水的處理方法，將廢水在解離罐中回流催化，在酸性環(huán)境和過氧化氫的輔助作用下，氧化鐵對廢水催化，使得絡(luò)合的銅化物和鎳化物解離，使得銅和鎳可被充分吸附脫除。
2.本發(fā)明提供一種改性沸石，將篩選出的沸石顆粒焙燒活化，再由氯化鈉溶液對沸石中的鈣離子置換，使得沸石的孔隙增大，提供更多的附著位點，之后由高錳酸鉀和硝酸共同氧化，在沸石表面生成大量的羧基，之后再與殼聚糖反應(yīng)，在沸石表面接枝殼聚糖，殼聚糖分子內(nèi)含大量的羥基和氨基等活性基團，對鎳離子有優(yōu)異的吸附作用，殼聚糖直接使用易流失且不易回收，本發(fā)明將其接枝在沸石表面，沸石具有良好的捕捉性能，將廢水中金屬離子捕捉到沸石附近，其中鎳離子選擇性的被殼聚糖牢牢吸附，達到高效除鎳的作用。
3.本發(fā)明提供一種適用的凈化裝置，通過合理的工藝參數(shù)設(shè)定，氧化鐵顆粒在解離罐中處于流化狀態(tài)，廢水的催化解離效率高，吸附柱中采用導(dǎo)流板形成錯流吸附，減輕廢水中的雜質(zhì)堵塞樹脂柱芯，層析罐中采用層析板分隔為多個層析層，利用頂升式水帽攪動改性沸石，使得層析罐中的改性沸石全呈懸濁狀態(tài)，改性沸石與廢水充分接觸，提高鎳的去除效率，此外該凈化裝置為連續(xù)凈化，凈化效率高。
（發(fā)明人：吳文明;李海洋;馬林;趙煥然;張俊男;王娣;張宇）
