公布日：2022.03.18
申请日：2021.12.10
分类号：C02F9/04(2006.01)I;C02F101/20(2006.01)N;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种综合性化镍废水与含铜废水的净化方法，属于污水处理技术领域。该方法包括催化解离、吸附脱铜、吸附脱镍和后处理，将废水在解离罐中回流催化，在酸性环境和过氧化氢的辅助作用下，氧化铁对废水催化，使得络合的铜化物和镍化物解离，利于后续的吸附脱除；本发明还公开一套净化装置，通过合理的工艺参数设定，氧化铁颗粒在解离罐中处于流化状态，废水的催化解离效率高，吸附柱中采用导流板形成错流吸附，减轻废水中的杂质堵塞树脂柱芯，层析罐中采用层析板分隔为多个层析层，利用顶升式水帽搅动改性沸石，使得层析罐中的改性沸石全部呈悬浊状态，改性沸石与废水充分接触，提高镍的去除效率，该装置连续净化，净化效率高。
权利要求书
1.一种综合性化镍废水与含铜废水的净化方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、催化解离：将综合废水泵入净化装置的解离罐(11)中，从注药口注入过氧化氢和硫酸，维持综合废水的pH值为4~5，循环泵(15)将综合废水在解离罐(11)中回流催化，得到解离废水；步骤S2、吸附脱铜：将解离废水泵入吸附柱(12)中，解离废水在树脂芯柱(31)中错流吸附，对解离废水中的铜离子选择性吸附，得到脱铜废液；步骤S3、吸附脱镍：将脱铜废液泵入层析罐(13)中，改性沸石对镍离子吸附，得到净化废液；步骤S4、后处理：净化废液泵入过滤罐(14)中，滤出颗粒杂质，完成综合性化镍废水与含铜废水的净化。
2.根据权利要求1所述的一种综合性化镍废水与含铜废水的净化方法，其特征在于，改性沸石由以下方法制备：步骤A1、沸石筛分：取沸石粉筛分出粒径为0.6~1mm的沸石颗粒；步骤A2、沸石预处理：将沸石颗粒先在焙烧炉中以350~380℃焙烧150~200min，随炉冷却至150±10℃将沸石颗粒浸入氯化钠溶液中，浸泡24h，之后过滤干燥，得到预处理沸石；步骤A3、沸石改性：取预处理沸石和高锰酸钾搅拌成混合物，取硝酸溶液滴加到混合物中并搅拌成膏状，之后捏合成团置于80±5℃下反应100~120min，之后水洗、过滤取滤饼，再取壳聚糖搅拌溶于醋酸溶液后加入滤饼中，滴加碳酸钠溶液至混合液的pH值不低于6，静置12h，之后过滤，滤饼水洗至中性，得到改性沸石颗粒。
3.根据权利要求2所述的一种综合性化镍废水与含铜废水的净化方法，其特征在于，硝酸溶液的质量分数为15％，预处理沸石、高锰酸钾和硝酸溶液的用量比为1kg：120~150g：150~300mL，壳聚糖和预处理沸石的用量比为35~45g：1kg。
4.根据权利要求1所述的一种综合性化镍废水与含铜废水的净化方法，其特征在于，过氧化氢在综合废水的加入量为500~800mL/t，使用前先采用综合废水稀释为体积浓度为20％的稀释液。
5.根据权利要求1所述的一种综合性化镍废水与含铜废水的净化方法，其特征在于，解离罐(11)中填充有氧化铁颗粒，氧化铁颗粒的粒径为0.5±0.1mm，回流催化过程中，解离罐(11)中综合废水的上升速度为58~65m/h。
6.根据权利要求1所述的一种综合性化镍废水与含铜废水的净化方法，其特征在于，回流催化的回流比为1:0.8~1.2。
7.根据权利要求1所述的一种综合性化镍废水与含铜废水的净化方法，其特征在于，树脂柱芯中填充料为CR树脂。
8.根据权利要求1所述的一种综合性化镍废水与含铜废水的净化方法，其特征在于，净化装置的层析罐(13)内设置有三组层析板(41)，改性沸石填充在层析板(41)之间，通过设置在层析板(41)上的顶升式水帽(42)喷入脱铜废液搅动改性沸石，整个层析罐(13)中的改性沸石处于悬浊状态。
发明内容
为了解决背景技术提到的技术问题，本发明提供一种综合性化镍废水与含铜废水的净化方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种综合性化镍废水与含铜废水的净化方法，包括如下步骤：
步骤S1、催化解离：将综合废水泵入净化装置的解离罐中，从注药口注入过氧化氢和硫酸，维持综合废水的pH值为4~5，循环泵将综合废水在解离罐中回流催化，得到解离废水；
步骤S2、吸附脱铜：将解离废水泵入吸附柱中，解离废水在树脂芯柱中错流吸附，对解离废水中的铜离子选择性吸附，得到脱铜废液；
步骤S3、吸附脱镍：将脱铜废液泵入层析罐中，改性沸石对镍离子吸附，得到净化废液；
步骤S4、后处理：净化废液泵入过滤罐中，滤出颗粒杂质，完成综合性化镍废水与含铜废水的净化。
进一步地，过氧化氢在综合废水的加入量为500~800mL/t，使用前先用综合废水稀释为体积浓度为20％的稀释液。
进一步地，解离罐中填充有氧化铁颗粒，氧化铁颗粒的粒径为0.5±0.1mm，回流催化过程中，解离罐中综合废水的上升速度为58~65m/h，该状态下氧化铁颗粒处于流化状态，且催化效率高。
进一步地，回流催化的回流比为1:0.8~1.2。
进一步地，树脂柱芯中填充有CR树脂。
进一步地，改性沸石颗粒由以下方法制备：
步骤A1、沸石筛分：取沸石粉采用筛网进行筛分，取粒径为0.6~1mm的沸石颗粒，该粒径的沸石颗粒在工作过程中处于悬浮状态，与废水可充分接触，吸附效率高；
步骤A2、沸石预处理：将筛分后的沸石颗粒先在焙烧炉中以350~380℃焙烧150~200min，随炉冷却至150±10℃，将沸石颗粒浸入氯化钠溶液中，浸泡24h，之后过滤干燥，得到预处理沸石，氯化钠水溶液中的钠离子置换沸石中的钙离子，使得沸石的孔隙增大，提供更多的附着位点；
步骤A3、沸石改性：取预处理沸石和高锰酸钾搅拌成混合物，取硝酸溶液滴加到混合物中并搅拌成膏状，之后捏合成团置于80±5℃下反应100~120min，之后使用水洗涤反应物至洗涤水无明显紫红色，过滤取滤饼，洗脱高锰酸钾和硝酸，取壳聚糖搅拌溶于醋酸溶液制成壳聚糖溶液，再将壳聚糖溶液加入滤饼中，搅拌状态下缓慢滴加碳酸钠溶液，直至混合液的pH值至不低于6，静置12h，之后过滤，滤饼用水洗涤至洗涤水至中性，取滤饼得到改性沸石颗粒。
进一步地，硝酸溶液的质量分数为15％，预处理沸石、高锰酸钾和硝酸溶液的用量比为1kg：120~150g：150~300mL，壳聚糖和预处理沸石的用量比为35~45g：1kg。
进一步地，净化装置包括依次连通的解离罐、吸附柱、层析罐和过滤罐；
解离罐的内部的下侧固定有托料滤板，氧化铁颗粒填充在托料滤板的上方，托料滤板的下方设置有盘式布水器，解离罐的下方设置有循环泵，循环泵的泵出端与解离罐的底部连通，解离罐的一侧设置有循环管，循环管的一端与解离罐上方的侧壁连通，循环管的另一端与循环泵的进水端连通，循环管上设置有注药口，循环泵将废水从解离罐的上侧抽出，从解离罐的底部泵入，在解离罐中形成自下而上的水流，从注药口注入过氧化氢和硫酸，在酸性环境和过氧化氢的辅助作用下，氧化铁对废水催化，使得络合的铜化物和镍化物解离，利于铜离子和镍离子的吸附脱除；
吸附柱的内部设置有树脂柱芯，树脂柱芯中填充有CR树脂颗粒，CR树脂颗粒对铜离子有较强的选择性吸附功能，树脂柱芯和吸附柱的内壁之间设置有螺旋状的导流板，导流板的一端与树脂柱芯的内壁固定连接，导流板的另一端与树脂柱芯的表面相抵接，在导流板的作用下，废水在吸附柱中成螺旋状上升流动，形成错流吸附，减轻废水中的杂质堵塞树脂柱芯；
层析罐中的内部设置有三组层析板，层析板上关于层析的中心均布设置有若干顶升式水帽，改性沸石填充在层析板之间，废水从顶升式水帽喷出搅动改性沸石，使得改性沸石呈悬浊状态，改性沸石与废充分接触，改性沸石对镍离子有优异的吸附性能，对废水除镍。
本发明的有益效果：
1.本发明提供针对含有络合铜镍废水的处理方法，将废水在解离罐中回流催化，在酸性环境和过氧化氢的辅助作用下，氧化铁对废水催化，使得络合的铜化物和镍化物解离，使得铜和镍可被充分吸附脱除。
2.本发明提供一种改性沸石，将筛选出的沸石颗粒焙烧活化，再由氯化钠溶液对沸石中的钙离子置换，使得沸石的孔隙增大，提供更多的附着位点，之后由高锰酸钾和硝酸共同氧化，在沸石表面生成大量的羧基，之后再与壳聚糖反应，在沸石表面接枝壳聚糖，壳聚糖分子内含大量的羟基和氨基等活性基团，对镍离子有优异的吸附作用，壳聚糖直接使用易流失且不易回收，本发明将其接枝在沸石表面，沸石具有良好的捕捉性能，将废水中金属离子捕捉到沸石附近，其中镍离子选择性的被壳聚糖牢牢吸附，达到高效除镍的作用。
3.本发明提供一种适用的净化装置，通过合理的工艺参数设定，氧化铁颗粒在解离罐中处于流化状态，废水的催化解离效率高，吸附柱中采用导流板形成错流吸附，减轻废水中的杂质堵塞树脂柱芯，层析罐中采用层析板分隔为多个层析层，利用顶升式水帽搅动改性沸石，使得层析罐中的改性沸石全呈悬浊状态，改性沸石与废水充分接触，提高镍的去除效率，此外该净化装置为连续净化，净化效率高。
（发明人：吴文明;李海洋;马林;赵焕然;张俊男;王娣;张宇）
