專利名稱：一種同時(shí)凈化電鍍廢水和洗滌廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境污染控制新技術(shù)的開發(fā)，尤其涉及一種同時(shí)凈化電鍍廢水和洗滌廢水的方法。
背景技術(shù)：
電鍍工廠(或車間)排出的廢水和廢液，如鍍件漂洗水、廢槽液、設(shè)備冷卻水和沖洗地面水等，其水質(zhì)因生產(chǎn)工藝而異，往往含油多種金屬離子，一般來說，常含有Cr6+、Cd2+、 Ni2+、Cu2+、Zn2+、Fe2+等重金屬；電鍍廢水多有毒，危害較大。如氰可引起人畜急性中毒，致死，低濃度長期作用也能造成慢性中毒。鎘可使腎臟發(fā)生病變，并會(huì)引起痛痛病。六價(jià)鉻可引起肺癌、腸胃道疾病和貧血，并會(huì)在骨、脾和肝臟內(nèi)蓄積。因此，電鍍廢水必須嚴(yán)格控制， 妥善處理。
目前，廣泛采用的電鍍廢水處理方法主要有7類(I)化學(xué)沉淀法，又分為中和沉淀法和硫化物沉淀法。(2)氧化還原處理，分為化學(xué)還原法、鐵氧體法和電解法。(3)溶劑萃取分離法。(4)吸附法。(5)膜分離技術(shù)。(6)離子交換法。(7)生物處理技術(shù)，包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化學(xué)法、植物修復(fù)法。各種方法具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。比如吸附法處置不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致污染物轉(zhuǎn)移，生物法起效慢，需要微生物幾個(gè)生長周期才可以看見效果。
洗滌用品中所用的表面活性劑以陰離子型為最重要。其中直鏈烷基苯磺酸鹽用量最大，其次為脂肪醇硫酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、烷基磺酸鹽等。以十二烷基苯磺酸鈉為代表的陰離子表面活性劑，對(duì)水硬度較敏感，不易氧化，起泡力強(qiáng)，成本較低，合成工藝成熟，對(duì)顆粒污垢，蛋白污垢和油性污垢有顯著的去污效果，對(duì)天然纖維上顆粒污垢的洗滌作用尤佳，去污力隨洗滌溫度的升高而增強(qiáng)，對(duì)蛋白污垢的作用高于非離子表面活性劑，且泡沫豐富，是非常有效的洗滌劑，常用于洗衣粉、洗潔精和洗手液，用量非常大。十二烷基苯磺酸鈉除用于洗滌用品外，也廣泛應(yīng)用于制革、紡織等工業(yè)的洗滌和脫脂。十二烷基苯磺酸鈉的生產(chǎn)排放了大量表面活性劑廢水，由于廢水中十二烷基苯磺酸鈉含量高，如果直接排入環(huán)境，不僅影響水生生物生存，使水體自凈受阻，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而且對(duì)微生物細(xì)胞的活性和增殖有一定阻礙作用，對(duì)動(dòng)植物和人體有慢性毒害作用，會(huì)擾亂內(nèi)分泌系統(tǒng)，弓I 起雌雄一體、動(dòng)物免疫機(jī)能異常、胎兒發(fā)育畸形、兒童智力低下等異?，F(xiàn)象。
常用的十二烷基苯磺酸鈉廢水處理工藝如混凝沉淀、催化氧化、泡沫分離、活性炭吸附、生物降解以及它們的組合工藝實(shí)現(xiàn)其凈化處理。其中吸附法高效、簡單，但活性炭吸附劑價(jià)格昂貴。
層狀雙輕基復(fù)合金屬氧化物(Layered Double Hydroxides,簡稱LDH),又稱水滑石，是一類重要的無機(jī)功能材料。其獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)及層板元素和層間陰離子的可調(diào)變性受到人們的廣泛關(guān)注，經(jīng)離子交換向?qū)娱g引入新的客體陰離子可使層狀結(jié)構(gòu)和組成產(chǎn)生相應(yīng)的變化，因而可以制備一大類具有特殊性質(zhì)的功能材料。水滑石材料屬于陰離子型層狀化合物。層狀化合物是指具有層狀結(jié)構(gòu)、層間離子具有可交換性的一類化合物，利用層狀化合物主體在強(qiáng)極性分子作用下所具有的可插層性和層間離子的可交換性，將一些功能性客體物質(zhì)引入層間空隙并將層板距離撐開從而形成層柱化合物。
水滑石化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為[M2YxM3+X_2Γ [(A11— )χ/η·πιΗ20]，其中M2+為Mg2+，Ni2+， Mn2+，Zn2+，Ca2+，F(xiàn)e2+，Cu2+ 等二價(jià)金屬陰離子；M3+ 為 Al3+，Cr3+，F(xiàn)e3+，Co3+ 等三價(jià)金屬陰離子； A11—為陰離子，如C032—，NO3' CF, OH—，S042—，PO,，C6H4 (COO) 22-等無機(jī)和有機(jī)離子以及絡(luò)合離子，當(dāng)層間無機(jī)陰離子不同，水滑石的層間距不同，同時(shí)在水滑石吸附污染物之后，層間距也會(huì)增大，以容納更多的污染物。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)中處理電鍍廢水成本高和洗滌廢水處理效率低的不足，提供一種同時(shí)凈化電鍍廢水和洗滌廢水的方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是依次包括如下步驟1)將電鍍廢水和洗滌廢水分別過濾去除固體顆粒，根據(jù)電鍍生產(chǎn)工藝分析其中存在的離子，添加適當(dāng)?shù)慕饘訇栯x子，或?qū)⒍喾N電鍍廢水混合，保證二價(jià)離子的摩爾濃度是三價(jià)離子的摩爾濃度的2 4倍；2)將電鍍廢水和洗滌廢水按體積比為3Γ5 1混合，向混合廢水中滴加50°/Γ70%的 NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH值至8 10為止，滴加時(shí)在300 400 rpm下攪拌60 120分鐘，沉淀分離；3)加入鹽酸或硫酸，調(diào)節(jié)pH至7。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(I)利用電鍍廢水中的金屬離子在堿性條件下可以生成水滑石，利用水滑石的陰離子交換特性將廢水中的陰離子(陰離子表面活性劑、聚磷酸離子等等)都吸附到層間。在陰離子染料被吸附到層間后，又形成了具有分配能力的有機(jī)相，將其他非陰離子的污染物(比如油污、溶劑)都吸附到水滑石的層間，一起沉淀從水中分離。
(2)另外通過合成負(fù)載有染料的水滑石形成有機(jī)水滑石，可作為水處理材料，繼續(xù)用于有機(jī)廢水治理。
具體實(shí)施方式
將電鍍廢水和洗滌廢水分別過濾去除固體顆粒，根據(jù)電鍍生產(chǎn)工藝分析其中可能存在的離子，添加適當(dāng)?shù)慕饘訇栯x子，或?qū)⒍喾N電鍍廢水混合，保證二價(jià)離子的摩爾濃度是三價(jià)離子的摩爾濃度的21倍，如果只有二價(jià)金屬陽離子，則加入少量三價(jià)金屬陽離子(如比較便宜的Al3+、Fe3+)，如果只有三價(jià)金屬陽離子，則加入少量二價(jià)金屬陽離子(如比較便宜的Mg2+、Fe2+)，如果已經(jīng)有二價(jià)金屬陽離子和三價(jià)金屬陽離子，則考察一下濃度，確保二者的濃度比符合二價(jià)離子的摩爾濃度是三價(jià)離子的摩爾濃度的2 4倍的范圍。
將電鍍廢水和洗滌廢水按體積比3 Γ5 1混合，向混合廢水中快速滴加50°/Γ70% 的NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH值至8 10為止，滴加時(shí)在300 400 rpm下快速攪拌60 120分鐘， 沉淀分離，電鍍廢水中的重金屬、CN'有機(jī)物和洗滌廢水中的表面活性劑和其他的有機(jī)物都可以在沉淀的過程中被去除，加入鹽酸或硫酸，調(diào)節(jié)PH至7左右。
以下進(jìn)一步提供本發(fā)明的3個(gè)實(shí)施例實(shí)施例I將電鍍廢水和洗滌廢水分別過濾去除固體顆粒，根據(jù)生產(chǎn)工藝分析，電鍍廢水中含有 Ni2+和Fe2+，加入少量Al3+，使二價(jià)離子濃度是三價(jià)離子濃度的4倍；將電鍍廢水和洗滌廢水按5 :1 (體積比)混合，向電鍍廢水中快速滴加70%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至8，滴加時(shí)在 400 rpm下快速攪拌120分鐘，沉淀分離，加入鹽酸，調(diào)節(jié)pH至7左右。
測定上清液水質(zhì)，經(jīng)測定廢水中的金屬離子的去除率大于99%，兩種廢水混合后的COD去除率為93. 6%。
實(shí)施例2將電鍍廢水和洗滌廢水分別過濾去除固體顆粒，根據(jù)生產(chǎn)工藝分析，電鍍廢水中含有 Al3+，加入少量Mg2+，使二價(jià)離子濃度是三價(jià)離子濃度的2倍；將電鍍廢水和洗滌廢水按3 :1 (體積比)混合，向電鍍廢水中快速滴加50%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至10，滴加時(shí)在300 rpm 下快速攪拌60分鐘,沉淀分離,加入硫酸,調(diào)節(jié)pH至7左右。
測定上清液水質(zhì)，經(jīng)測定廢水中的金屬離子的去除率大于99%，兩種廢水混合后的COD去除率為93. 2%。
實(shí)施例3將多種電鍍廢水和洗滌廢水分別混合，去除固體顆粒，根據(jù)生產(chǎn)工藝分析電鍍廢水中存在Ni2+、Cu2、Fe3+和Al3+，且二價(jià)離子濃度是三價(jià)離子濃度的3倍，將電鍍廢水和洗滌廢水按4 :1 (體積比)混合，向電鍍廢水中快速滴加60%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至9，滴加時(shí)在 300 rpm下快速攪拌120分鐘,沉淀分離,加入硫酸,調(diào)節(jié)pH至7左右。
測定上清液水質(zhì)，經(jīng)測定廢水中的金屬離子的去除率大于99%，兩種廢水混合后的COD去除率為93. 7%。
將沉淀得到的水滑石粉末用于處理含10 mg/L的對(duì)硝基苯的有機(jī)廢水，每克水滑石對(duì)應(yīng)的所處理的廢水體積約為I L，快速攪拌60分鐘；反應(yīng)產(chǎn)物在沉淀池停留30分鐘， 固液分離，紫外可見分光光度計(jì)測定上清液濃度，污染物去除率為96. 2%。
權(quán)利要求
1.一種同時(shí)凈化電鍍廢水和洗滌廢水的方法，其特征是依次包括如下步驟 1)將電鍍廢水和洗滌廢水分別過濾去除固體顆粒，根據(jù)電鍍生產(chǎn)工藝分析其中存在的離子，添加適當(dāng)?shù)慕饘訇栯x子，或?qū)⒍喾N電鍍廢水混合，保證二價(jià)離子的摩爾濃度是三價(jià)離子的摩爾濃度的2 4倍； 2)將電鍍廢水和洗滌廢水按體積比為3Γ5 1混合，向混合廢水中滴加50°/Γ70%的NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH值至8 10為止，滴加時(shí)在300 400 rpm下攪拌60 120分鐘，沉淀分離； 3)加入鹽酸或硫酸，調(diào)節(jié)pH至7。
全文摘要
本發(fā)明公開一種同時(shí)凈化電鍍廢水和洗滌廢水的方法，將電鍍廢水和洗滌廢水分別過濾去除固體顆粒，根據(jù)電鍍生產(chǎn)工藝分析其中存在的離子，添加適當(dāng)?shù)慕饘訇栯x子，或?qū)⒍喾N電鍍廢水混合，保證二價(jià)離子的摩爾濃度是三價(jià)離子的摩爾濃度的2~4倍；將電鍍廢水和洗滌廢水按體積比為31~51混合，向混合廢水中滴加50%~70%的NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH值至8~10為止，滴加時(shí)在300~400rpm下攪拌60～120分鐘，沉淀分離；利用電鍍廢水中的金屬離子在堿性條件下生成水滑石，利用水滑石的陰離子交換特性將廢水中的陰離子都吸附到層間，將其他非陰離子的污染物都吸附到水滑石的層間，一起沉淀從水中分離。
文檔編號(hào)C02F9/04GK102976516SQ201210491519
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者馬建鋒, 張振香, 姚超, 李定龍 申請(qǐng)人:常州大學(xué)