一种重金属污水处理工艺制造技术

本发明专利技术属于污水处理技术领域，具体涉及一种重金属污水处理工艺。该工艺涉及可溶性重金属、可悬浮态重金属的处理，对重金属去除率均在95％以上，达到国家规定的排放标准；并且对生化处理系统无影响，不会影响其降解COD、氨氮硝化和反硝化脱氮功能及效果；同时出水保障药剂的投加避免了可能投加过量的重金属污水处理药剂随出水排入环境，对环境产生未知的影响。

A heavy metal wastewater treatment process

【技术实现步骤摘要】
一种重金属污水处理工艺
：本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种重金属污水处理工艺。
技术介绍
：随着电镀、化工、金属酸洗、冶金和电子等行业快速发展，在生产时会产生高浓度重金属工业废水。企业采取必要的治污设施后废水中不同重金属含量可显著降低至0.05～5.0mg/L的排放标准，但重金属浓度仍高于市政污水处理厂的受纳限值，重金属已是市政污水中一类重要而常见的污染物。同时对于工业废水处理工艺不先进、偷排及突发性重金属污染事故更直接导致排入市政污水管网中的重金属含量严重超标。废水中重金属离子的种类、含量及存在形态随不同行业差异很大。不同重金属最佳沉淀pH不同，如镍离子沉淀终止pH为9.2、锰离子沉淀终止pH为10.1、镉离子沉淀终止pH为9.7，无法在市政污水处理系统中实现上述pH的调整。因重金属难以生物降解，易在生物机体内累积和迁移，市政污水处理系统物化单元和生化单元对重金属有一定的去除效果，但超量重金属在生化系统富集对功能微生物存在活性抑制影响，可导致微生物群落结构紊乱、代谢受阻，进而影响有机物和氮磷的去除效果，最终可能造成生化系统崩溃。处理重金属废水的方法大体可以归纳为物理法、化学法、生物法等。其中最主要的的化学法。鉴于从工厂排入市政污水厂的残余重金属同时存在悬浮态、游离态和络合态，不同形态重金属去除需采用不同的方法或水处理药剂，增加了操作难度；另一方面现有的水处理药剂为了实现工业废水重金属达标排放往往需要过量投加，但在市政污水中过量投加一方面会导致生化系统崩溃，另一方面出厂水中残余药剂将增加生物毒性，危害环境健康；同时我国城镇污水厂已覆盖全国，污水厂限于空间和运行成本控制不具备增建构筑物处理重金属和不能采用高成本的处理方法如电化学、反渗透膜等方法。
技术实现思路
：为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术将提供一种高效无毒、反应时间短、操作方便、对生化处理系统无影响的重金属污水处理工艺。所述重金属处理工艺具体如下：(1)将污水收集放入污水处理一级反应池，调节pH至6.5～8.5；(2)悬浮态重金属处理：在一级反应池中加入水处理混凝剂，快速搅拌1～5min，慢速搅拌2～10min，静置1h～4h，分离沉淀后，清液进入二级反应池；所述的水处理混凝剂是铝盐混凝剂或铁盐混凝剂中的至少一种；进一步地，所述水处理混凝剂的添加量(M1)由下式计算决定：M1＝a×(B1-Bs)/100；式中：a为经验常数取值可以根据实际情况而定(a取值范围2～10)；B1为进水悬浮物浓度，g/m3；Bs为出水悬浮物设定值浓度，g/m3。进一步地，快速搅拌时速度梯度值(G值)>500s-1，慢速搅拌时速度梯度值(G值)<100s-1；(3)游离态和络合态重金属处理：将经过步骤(2)沉淀处理的清液通入二级反应池进行生化反应，在生化反应后加入重金属污水处理药剂，混合反应1～10min；进一步地，重金属污水处理药剂的投量(M2)依据下式计算决定：M2＝k×(C1-Cs)；式中：k为经验常数取值可以根据实际情况而定(k取值范围20～80)；C1为进水不同种类溶解性重金属总浓度，g/m3；Cs为出水重金属最低设定值浓度，g/m3。所述的重金属污水处理药剂包含如下重量份数的原料：阴离子聚丙烯酰胺1-5份；壳聚糖2-8份；蒙脱石5-15份；氯化钙5-20份；海藻酸钠2-15份；乙二胺四乙酸20-40份；二烷基二硫代氨基甲酸盐10-30份；所述的二烷基二硫代氨基甲酸盐选自吡咯烷二硫代氨基甲酸铵、二乙基二硫代氨基甲酸钠、二甲基二硫酸氨基甲酸钠、二羟乙基二硫代氨基甲酸钠的中的至少一种。进一步地，所述重金属污水处理药剂，包含如下重量份数的原料：阴离子聚丙烯酰胺2-4份；壳聚糖4-6份；蒙脱石6-13份；氯化钙6-18份；海藻酸钠6-14份；乙二胺四乙酸25-35份；二烷基二硫代氨基甲酸盐15-30份；更进一步地，所述重金属污水处理药剂，包含如下重量份数的原料：阴离子聚丙烯酰胺2份；壳聚糖5份；蒙脱石12份；氯化钙15份；海藻酸钠12份；乙二胺四乙酸30份；二烷基二硫代氨基甲酸盐24份；所述的混合反应可以是机械混合或水力混合；(4)步骤(3)反应完后通入沉淀池，静置2h～4h，通过沉淀设备分离被处理后的水和污泥，在沉淀分离获得的水中投加出水保障药剂，获得的排放水对重金属去除率均在95％以上，达到国家规定的排放标准；进一步地，所述出水保障药剂为过硫酸盐、氯酸盐或次氯酸钠中的至少一种；进一步地，所述水保障药剂的投加量为1-10g/t污水。有益效果：(1)本专利技术采用的重金属处理药剂，可在生活污水处理的初沉池、生化池和二沉池不同单元直接投加，不需要新建反应单元，不需调整运行pH；(2)重金属处理药剂混合溶解过程形成以蒙脱石、海藻酸钠和氯化钙的多孔粉末载体，在聚丙烯酰胺和壳聚糖的凝聚作用下包覆多种活性基团，能与重金属发生络合、鳌合、吸附、交换等物理化学反应，可以把水溶液中不同形态的重金属高效颗粒化从而降低重金属处理药剂投量。(3)本专利技术采用的重金属处理药剂与废水中的Cu2+、Cd2+、Hg2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+、Cr3+、Fe3+、Al3+等各种重金属离子进行化学反应，可在1-3min极短时间内内迅速生成易于去除的胶体不溶物，从而达到从污水中去除重金属的效果。同时重金属颗粒物化学性质稳定，不会被生化系统氧化后出现重金属返溶现象。对重金属去除率均在95％以上，达到国家规定的排放标准。(4)重金属处理药剂与活性污泥持续接触不会影响其降解COD、氨氮硝化和反硝化脱氮功能及效果，对生化处理系统无影响。相对于单独使用二烷基二硫代氨基甲酸盐时往往需过量投加，因药剂溶解性强易进入微生物体内而抑制生化系统稳定性。本专利技术提供的重金属处理药剂的复合成分可迅速生成胶体不溶物避免对微生物产生抑制影响。(5)悬浮态重金属处理过程中，混凝反应包括快搅反应和慢搅反应，快速搅拌使污水中悬浮态重金属颗粒物脱稳，在混凝剂的作用下重新絮凝成稳态的小颗粒，然后在慢搅反应将已形成的小颗粒物絮凝物凝聚成大团絮凝物。(6)出水保障药剂的投加是指避免可能投加过量的重金属污水处理药剂随出水排入环境，对环境产生未知的影响。通过投加过硫酸盐、氯酸盐或次氯酸钠的一种或几种与过量重金属污水处理药剂反应后，消除其活性。附图说明：图1物种丰度变化-门水平；图2物种丰度变化-属水平。具体实施方式：为了使本专利的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利，并不用于限定本专利技术。以下实施例中，水处理混凝剂的添加量(M1)由下式计算决定：M1＝a×(B1-Bs)/100；式中：a为经验常数取值可以根据实际情况而定(a取值范围2～10)；B1为进水悬浮物浓度，g/m3；B本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重金属处理工艺，其特征在于，具体如下/n(1)将污水收集放入污水处理一级反应池，调节pH至6.5～8.5；/n(2)悬浮态重金属处理：在一级反应池中加入水处理混凝剂，快速搅拌1～5min，慢速搅拌2～10min，静置1h～4h，分离沉淀后，清液进入二级反应池；/n(3)游离态和络合态重金属处理：将经过步骤(2)沉淀处理的清液通入二级反应池进行生化反应，在生化反应后加入重金属污水处理药剂，混合反应1～10min；/n(4)步骤(3)反应完后通入沉淀池，静置2h～4h，通过沉淀设备分离被处理后的水和污泥，在沉淀分离获得的水中投加出水保障药剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种重金属处理工艺，其特征在于，具体如下
(1)将污水收集放入污水处理一级反应池，调节pH至6.5～8.5；
(2)悬浮态重金属处理：在一级反应池中加入水处理混凝剂，快速搅拌1～5min，慢速搅拌2～10min，静置1h～4h，分离沉淀后，清液进入二级反应池；
(3)游离态和络合态重金属处理：将经过步骤(2)沉淀处理的清液通入二级反应池进行生化反应，在生化反应后加入重金属污水处理药剂，混合反应1～10min；
(4)步骤(3)反应完后通入沉淀池，静置2h～4h，通过沉淀设备分离被处理后的水和污泥，在沉淀分离获得的水中投加出水保障药剂。


2.如权利要求1所述的一种重金属处理工艺，其特征在于，所述的水处理混凝剂是铝盐混凝剂或铁盐混凝剂中的至少一种。


3.如权利要求1所述的一种重金属处理工艺，其特征在于，水处理混凝剂的添加量M1由下式计算决定：
M1＝a×(B1-Bs)/100；
式中：a为经验常数，取值范围2～10；B1为进水悬浮物浓度，g/m3；Bs为出水悬浮物设定值浓度，g/m3。


4.如权利要求1所述的一种重金属处理工艺，其特征在于，步骤(2)快速搅拌时速度梯度值(G值)>500s-1，慢速搅拌时速度梯度值(G值)<100s-1。


5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰华春，崔雨琦，安晓强，刘锐平，吉庆华，刘会娟，曲久辉，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11