本发明专利技术公开了一种含有重金属的冶炼烟气制酸废水的处理方法，将含有重金属的冶炼烟气制酸废水依次经过中和沉淀处理、化学氧化处理、絮凝沉淀处理和活性炭吸附和砂滤后，得到滤液；将氨基酸改性聚硅氧烷溶液加入上述得到的滤液中，搅拌，静置，得到胶束增溶后的废水；用轴流旋转陶瓷膜过滤系统对上述得到的胶束增溶后的废水进行循环超滤，即得处理后的水。本发明专利技术提供的处理方法具有更好的COD、悬浮物和重金属离子去除效果，且同时具有能耗低、操作简单、对水体无害、不会产生二次污染和易于工业化的特点，在冶炼烟气制酸废水处理技术领域具有良好的推广应用前景。域具有良好的推广应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种含有重金属的冶炼烟气制酸废水的处理方法
[0001]本专利技术涉及一种含有重金属的冶炼烟气制酸废水的处理方法，尤其涉及一种利用氨基酸改性聚硅氧烷表面活性剂处理冶炼烟气制酸废水的方法，属于废水处理领域。
技术介绍
[0002]21世纪以来，冶炼烟气制酸、硫铁矿制酸及其他化工等工程作业不断增多。冶炼化工行业产生的高浓度二氧化硫烟气经净化后，可用于制备硫酸，然而在高硫烟气酸洗净化过程中，会产生大量含铜、砷、镉等重金属离子的废酸。其污染具有普遍性，即存在COD、悬浮物和重金属超标等问题。该类冶炼烟气制酸废水具有较强的腐蚀性，一方面对管道和构筑物造成腐蚀，另一方面，由于废水中存在大量重金属离子，会对人、动植物、水体和土壤造成危害。
[0003]对冶炼烟气制酸废水的处理工艺研究，主要处理方法有化学、机械方法分离重金属和其他可沉淀的物质，如氟化物、亚硫酸盐和硫酸盐。现有各种冶炼烟气制酸废水处理工艺大同小异，关键在于参数和药剂的选择，然而处理后的废水仍然存在COD、悬浮物和重金属等超标问题，且大量使用药剂。因此，需要开发一种结合新型安全绿色环保和低能耗的废水处理方法，在更好地实现COD、悬浮物和重金属达标排放的同时，也能降低冶炼烟气制酸废水的处理成本。
技术实现思路
[0004]专利技术目的：本专利技术的目的是提供了一种能够安全、高效地处理含有重金属的冶炼烟气制酸废水的方法，从而提高水资源再利用率。
[0005]技术方案：本专利技术所述的一种含有重金属的冶炼烟气制酸废水的处理方法，包括以下步骤：<br/>[0006](1)将pH值为1.0～2.6的冶炼烟气制酸废水在搅拌条件下加入碱性药剂，使中和沉淀后的冶炼烟气制酸废水pH值为6.5～9.5，过滤去除沉淀，得到经过中和沉淀处理的滤液。
[0007](2)将步骤(1)得到的滤液在搅拌条件下加入盐酸溶液或NaOH溶液，调节滤液pH值为6.0～9.0，再加入氧化剂进行氧化反应，过滤去除沉淀，得到经过化学氧化处理的滤液；
[0008](3)将步骤(2)得到的滤液，先加入盐酸溶液或NaOH溶液调节滤液pH值为7.0～10.0，再在搅拌条件下加入絮凝剂进行絮凝沉淀，静置，过滤去除沉淀，得到经过絮凝沉淀处理后的滤液；
[0009](4)将步骤(3)得到的滤液再依次经过活性炭吸附和砂滤后，得到滤液；
[0010](5)将氨基酸改性聚硅氧烷溶液加入步骤(4)得到的滤液中，搅拌，静置，得到胶束增溶后的废水；所述氨基酸改性聚硅氧烷溶液的浓度为0.1～1.2mol/L；所述氨基酸改性聚硅氧烷溶液和滤液的质量比为1:100～1500。
[0011](6)用轴流旋转陶瓷膜过滤系统对步骤(5)得到的胶束增溶后的废水进行循环超
滤，即得处理后的水。
[0012]进一步地，所述氨基酸改性聚硅氧烷的结构通式为：
[0013][0014]其中，m为25
‑
60，n为30
‑
80。
[0015]进一步地，步骤(1)所述冶炼烟气制酸废水中的重金属离子包括Ni、Cu、As、Zn、Cd、Pb、Hg、Cr。
[0016]进一步地，步骤(1)中所述碱性药剂的加入量为冶炼烟气制酸废水重量的10～30％；所述碱性药剂选自Mg(OH)2+Na2S、Ca(OH)2+Na2S、Mg(OH)2+Ca(OH)2+Na2S任一组合；所述Mg(OH)2/Ca(OH)2和Na2S的质量比为36：1，Mg(OH)2、Ca(OH)2和Na2S的质量比为27：9：1。
[0017]进一步地，步骤(1)中所述的搅拌速率为1200～1800r/min；搅拌时间为1～4h。
[0018]进一步地，步骤(2)中所述的盐酸溶液或NaOH溶液的质量浓度为20％；所述氧化剂的加入量为冶炼烟气制酸废水重量的0.2～0.8％；所述氧化剂为高锰酸钾或双氧水+FeSO4；所述30％双氧水和FeSO4的质量比为1.3：1。
[0019]进一步地，步骤(2)中所述搅拌速率为600～1000r/min；所述氧化反应时间为0.5～3h。
[0020]进一步地，步骤(3)中所述的盐酸溶液或NaOH溶液的质量浓度为20％；所述絮凝剂的加入量为冶炼烟气制酸废水重量的0.1～0.6％；所述的絮凝剂为聚合硫酸铝铁或聚合硅酸铝铁；所述的搅拌条件为先以200～400r/min的搅拌速率搅拌15～40s，再以40～70r/min的搅拌速率搅拌2～5min；所述静置时间为10～40min。
[0021]进一步地，步骤(5)中所述搅拌速率为60～150r/min，搅拌时间为10～40min；所述静置时间为3～6h。
[0022]进一步地，步骤(6)中所述循环超滤时间为2～6h；所述轴流旋转陶瓷膜的孔径为80nm；超滤时的温度为25℃，转速为600rpm，运行压力为2.0bar。
[0023]反应机理：本专利技术使用的氨基酸改性聚硅氧烷表面活性剂的分子链中包含大量的亲水性
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COONa基团，疏水性的硅氧烷基团，具有连接性和亲水性、较好重金属离子络合能力的
‑
NH
‑
基团。与现有的高分子表面活性剂对比，由于所述氨基酸改性聚硅氧烷表面活性剂空间结构的不同，不同基团组合后得到的所述氨基酸改性聚硅氧烷表面活性剂也不完全相同。本专利技术所用氨基酸改性聚硅氧烷表面活性剂具有更好的电中和作用及吸附架桥作用，
从而起到了进一步提高COD和SS去除率的效果；同时还具有较强的形成胶束的能力，对重金属离子具有很强的络合能力，使其对重金属离子的截留率大大提高。由于未被氨基酸改性聚硅氧烷表面活性剂增溶的重金属离子、小分子有机物和无机还原性物质以及氨基酸改性聚硅氧烷单体可以透过轴流旋转陶瓷膜，进入下一步循环，而已被氨基酸改性聚硅氧烷表面活性剂增溶的重金属离子、小分子有机物和无机还原性物质的胶束由于粒径大于轴流旋转陶瓷膜孔径而被轴流旋转陶瓷膜截留，从而起到了更好的去除冶炼烟气制酸废水中重金属离子、COD和悬浮物的效果，实现了冶炼烟气制酸废水的达标排放。另外，旋转膜是通过膜片组件高速旋转来实现抗污堵，在膜表面产生高剪切力形成旋流扫流，剪切力长效去除滤膜表面的滤饼层，形成对膜表面的高效清洗而持续产生大的通量，相对于管式陶瓷膜的大流量循环泵的功率，旋转膜旋转马达功率低，轴流旋转陶瓷膜过滤系统比管式陶瓷膜过滤系统节能80％以上。
[0024]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下突出的显著优点：本专利技术提供的一种含有重金属的冶炼烟气制酸废水的处理方法具有更好的COD、悬浮物和重金属离子去除效果，且同时具有能耗低、操作简单、对水体无害、不会产生二次污染和易于工业化的特点，适用范围更广，在冶炼烟气制酸废水处理
具有良好的推广应用前景。
具体实施方式
[0025]下面对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0026]实施例1氨基酸改性聚硅氧烷的制备
[0027](1)氨基改性聚硅氧烷的制备
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含有重金属的冶炼烟气制酸废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将pH值为1.0～2.6的冶炼烟气制酸废水在搅拌条件下加入碱性药剂，使中和沉淀后的冶炼烟气制酸废水pH值为6.5～9.5，过滤去除沉淀，得到经过中和沉淀处理的滤液；(2)将步骤(1)得到的滤液在搅拌条件下加入盐酸溶液或NaOH溶液，调节滤液pH值为6.0～9.0，再加入氧化剂进行氧化反应，过滤去除沉淀，得到经过化学氧化处理的滤液；(3)将步骤(2)得到的滤液，先加入盐酸溶液或NaOH溶液调节滤液pH值为7.0～10.0，再在搅拌条件下加入絮凝剂进行絮凝沉淀，静置，过滤去除沉淀，得到经过絮凝沉淀处理后的滤液；(4)将步骤(3)得到的滤液再依次经过活性炭吸附和砂滤后，得到滤液；(5)将氨基酸改性聚硅氧烷溶液加入步骤(4)得到的滤液中，搅拌，静置，得到胶束增溶后的废水；所述氨基酸改性聚硅氧烷溶液的浓度为0.1～1.2mol/L；所述氨基酸改性聚硅氧烷溶液和滤液的质量比为1:100～1500；(6)用轴流旋转陶瓷膜过滤系统对步骤(5)得到的胶束增溶后的废水进行循环超滤，即得处理后的水。2.根据权利要求1所述的含有重金属的冶炼烟气制酸废水的处理方法，其特征在于，所述氨基酸改性聚硅氧烷的结构通式为：其中，m为25
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60，n为30
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80。3.根据权利要求1所述的含有重金属的冶炼烟气制酸废水的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述冶炼烟气制酸废水中的重金属离子包括Ni、Cu、As、Zn、Cd、Pb、Hg、Cr。4.根据权利要求1所述的含有重金属的冶炼烟气制酸废水的处理方法，其特征在于，步骤(1)中所述碱性药剂的加入量为冶炼烟气制酸废水重量的10～30％；所述碱性药剂选自Mg(OH)2+Na2S、Ca(OH)2+Na2S、Mg(OH)2+Ca...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾小君，廖俊杰，杨鑫然，汪志伟，陈俊颖，唐弘城，胡怡，唐鑫，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：
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