公布日：2023.11.10
申請(qǐng)日：2023.07.06
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/70(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/76(2023.01)N;C02F1
/28(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種處理含釩含砷廢水的方法及系統(tǒng)。該方法包括將含釩含砷廢水與亞鐵鹽混合進(jìn)行反應(yīng)，然后加入沉淀劑進(jìn)行反應(yīng)，將反應(yīng)后的混合體系的pH值調(diào)節(jié)至9‑14，固液分離；將分離得到的液相、氧化劑與亞鐵鹽混合進(jìn)行反應(yīng)，然后加入沉淀劑進(jìn)行反應(yīng)，將反應(yīng)后的混合體系的pH值調(diào)節(jié)至6‑8，再次固液分離；再次分離得到的液相部分過濾、吸附，得到處理后的廢水。使最終得到的廢水中的總釩排放值低于1.0mg/L，總砷排放值低于0.5mg/L，滿足國家規(guī)定的工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于釩砷排放的要求。
權(quán)利要求書
1.一種處理含釩含砷廢水的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：(1)將含釩含砷廢水與第一亞鐵鹽混合進(jìn)行反應(yīng)，然后加入第一沉淀劑進(jìn)行反應(yīng)，將反應(yīng)后的混合體系的pH值調(diào)節(jié)至9-14，固液分離；(2)將步驟(1)經(jīng)固液分離得到的液相與氧化劑、第二亞鐵鹽混合進(jìn)行反應(yīng)，然后加入第二沉淀劑進(jìn)行反應(yīng)，將反應(yīng)后的混合體系的pH值調(diào)節(jié)至6-8，固液分離；(3)將步驟(2)中得到的液相部分進(jìn)行過濾、吸附，得到處理后的廢水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述含釩含砷廢水中的總砷與總釩的摩爾比為1：2-3.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述含釩含砷廢水中的總砷、所述第一亞鐵鹽和所述第一沉淀劑的用量的摩爾比為1：1-3：2-6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述液相中的總砷、所述氧化劑、所述第二亞鐵鹽和所述第二沉淀劑的用量的摩爾比為1：(2-5)：(1-2)：(2.5-4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述氧化劑選自雙氧水、次氯酸鈉和次氯酸鈣中的一種或兩種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述第一亞鐵鹽和所述第二亞鐵鹽各自獨(dú)立地選自硫酸亞鐵、氯化亞鐵和碳酸亞鐵中的一種或兩種以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述第一沉淀劑和所述第二沉淀劑均為氫氧化鈣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)和步驟(2)還包括：調(diào)節(jié)反應(yīng)后的混合體系的pH值后加入絮凝劑和/或助凝劑；優(yōu)選地，所述絮凝劑為聚丙烯酰胺，所述助凝劑為聚合氯化鋁和/或聚合氯化鐵。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的方法，其特征在于，在步驟(3)中，所述吸附使用的吸附劑為活性炭。
10.一種處理含釩含砷廢水的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用來實(shí)施權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該系統(tǒng)包括依次連接的還原沉淀單元(11)、氧化沉淀單元(12)、過濾裝置(13)以及吸附裝置(14)，其中，所述還原沉淀單元(11)包括依次連接的釩還原反應(yīng)裝置(2)、第一中和反應(yīng)裝置(3)和第一沉淀裝置(5)，所述氧化沉淀單元(12)包括依次連接的砷氧化反應(yīng)裝置(6)、第二中和反應(yīng)裝置(8)和第二沉淀裝置(10)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述還原沉淀單元(11)還包括位于第一中和反應(yīng)裝置(3)與第一沉淀裝置(5)之間的第一絮凝裝置(4)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氧化沉淀單元(12)還包括位于第二中和反應(yīng)裝置(8)與第二沉淀裝置(10)之間的第二絮凝裝置(9)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述吸附裝置(14)為活性炭吸附裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括分別與第一沉淀裝置(5)和第二沉淀裝置(10)連接的沉淀儲(chǔ)存裝置(7)，用于收集來自第一沉淀裝置(5)和第二沉淀裝置(10)產(chǎn)生的沉淀污泥。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)含釩含砷廢水共處理方法研究較少的不足，從而提出了一種處理含釩含砷廢水的方法及系統(tǒng)。該方法首先利用含釩含砷廢水與亞鐵鹽-沉淀劑進(jìn)行還原沉淀反應(yīng)，使廢水中大部分釩以及部分砷均以沉淀的形式析出，然后再將還原沉淀反應(yīng)后得到的上清液與氧化劑和亞鐵鹽-沉淀劑共同反應(yīng)，并精準(zhǔn)調(diào)控各化學(xué)沉淀過程中的pH值，進(jìn)一步除去廢水中的砷，最后再結(jié)合吸附的方式，使最終得到的廢水中的總釩排放值低于1.0mg/L，總砷排放值低于0.5mg/L，滿足國家規(guī)定的工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于重金屬釩砷排放的要求。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供了一種處理含釩含砷廢水的方法，該方法包括以下步驟：
(1)將含釩含砷廢水與第一亞鐵鹽混合進(jìn)行反應(yīng)，然后加入第一沉淀劑進(jìn)行反應(yīng)，將反應(yīng)后的混合體系的pH值調(diào)節(jié)至9-14，固液分離；
(2)將步驟(1)經(jīng)固液分離得到的液相與氧化劑、第二亞鐵鹽混合進(jìn)行反應(yīng)，然后加入第二沉淀劑進(jìn)行反應(yīng)，將反應(yīng)后的混合體系的pH值調(diào)節(jié)至6-8，固液分離；
(3)將步驟(2)中得到的液相部分進(jìn)行過濾、吸附，得到處理后的廢水。
優(yōu)選地，在步驟(1)中，所述含釩含砷廢水中的總砷與總釩的摩爾比為1：2-3.5。
優(yōu)選地，在步驟(1)中，所述含釩含砷廢水中的總砷、所述第一亞鐵鹽和所述第一沉淀劑的用量的摩爾比為1：1-3：2-6。
優(yōu)選地，在步驟(2)中，所述液相中的總砷、所述氧化劑、所述第二亞鐵鹽和所述第二沉淀劑的用量的摩爾比為1：(2-5)：(1-2)：(2.5-4)。
優(yōu)選地，所述氧化劑選自雙氧水、次氯酸鈉和次氯酸鈣中的一種或兩種以上。
優(yōu)選地，所述第一亞鐵鹽和所述第二亞鐵鹽各自獨(dú)立地選自硫酸亞鐵、氯化亞鐵和碳酸亞鐵中的一種或兩種以上。
優(yōu)選地，所述第一沉淀劑和所述第二沉淀劑均為氫氧化鈣。
優(yōu)選地，步驟(1)和步驟(2)還包括：調(diào)節(jié)反應(yīng)后的混合體系的pH值后加入絮凝劑和/或助凝劑。
優(yōu)選地，所述絮凝劑為聚丙烯酰胺，所述助凝劑為聚合氯化鋁和/或聚合氯化鐵。
優(yōu)選地，在步驟(3)中，所述吸附使用的吸附劑為活性炭。
本發(fā)明第二方面提供了一種處理含釩含砷廢水的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用來實(shí)施上述所述的方法，該系統(tǒng)包括依次連接的還原沉淀單元、氧化沉淀單元、過濾裝置以及吸附裝置，其中，所述還原沉淀單元包括依次連接的釩還原反應(yīng)裝置、第一中和反應(yīng)裝置和第一沉淀裝置，所述氧化沉淀單元包括依次連接的砷氧化反應(yīng)裝置、第二中和反應(yīng)裝置和第二沉淀裝置。
優(yōu)選地，所述還原沉淀單元還包括位于第一中和反應(yīng)裝置與第一沉淀裝置之間的第一絮凝裝置。
優(yōu)選地，所述氧化沉淀單元還包括位于第二中和反應(yīng)裝置與第二沉淀裝置之間的第二絮凝裝置。
優(yōu)選地，所述吸附裝置為活性炭吸附裝置。
優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括分別與第一沉淀裝置和第二沉淀裝置連接的沉淀儲(chǔ)存裝置，用于收集來自第一沉淀裝置和第二沉淀裝置產(chǎn)生的沉淀污泥。
通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有以下有益效果：
(1)本發(fā)明中，利用含釩含砷廢水與亞鐵鹽-沉淀劑進(jìn)行還原沉淀反應(yīng)，使廢水中大部分釩以及部分砷均以沉淀的形式析出，然后再將還原沉淀反應(yīng)后得到的上清液與氧化劑和亞鐵鹽-沉淀劑進(jìn)行共同反應(yīng)，并精準(zhǔn)調(diào)控各化學(xué)沉淀過程中的pH值，進(jìn)一步除去廢水中的砷，最后再結(jié)合吸附的方式，使最終得到的廢水中的總釩排放值低于1.0mg/L，總砷排放值低于0.5mg/L，滿足國家規(guī)定的工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于釩砷排放的要求；
(2)本發(fā)明中，在優(yōu)選情況下，吸附使用的材料為活性炭時(shí)，由于活性炭可再生利用，二次污染問題減少，資源化利用率高；
(3)本發(fā)明中，利用還原沉淀-氧化沉淀-吸附組合法處理含釩含砷廢水，不僅可以高效去除重金屬釩和砷，而且可操作性強(qiáng)，處理及運(yùn)行成本低。
（發(fā)明人：孫彩娟;曲云翔;王成剛）
