申请日期：2016.08.29
公佈（公告）日期：2016.12.14
IPC分类编号C02F9/06;/20
概括
本发明公开了一种重金属废水处理工艺，包括以下步骤：将预处理的重金属废水清液进行电化学反应，反应过程中进行间歇曝气，将所得产物进行沉降分离，除去含铁固体残渣，将所得浑浊液进行曝气反应，向所得混合液中加入混凝剂进行混凝反应，形成絮凝体进行沉降，将所得上清液固液分离后回用或达标排放，将所得底泥进行后处理，完成重金属废水的处理。本发明工艺方法重金属处理效果好，能有效解决板片钝化问题，使板片利用率高，工艺运行平稳顺畅。
摘要及附图
索赔
1.一种重金属废水处理工艺，包括以下步骤：
(1)将预处理后的重金属废水进行电化学反应，反应过程中对反应液进行间歇曝气；
（2）将电化学反应得到的产物进行沉降分离，去除含铁的固体渣；
(3)将沉降分离得到的浑浊液进行曝气反应；
（4）在曝气反应得到的混合液中加入混凝剂进行混凝反应，形成絮凝体进行沉淀，经固液分离后，所得上清液回用或达标排放，所得污泥进行后处理，即完成重金属废水的处理。
2.根据权利要求1所述的重金属废水处理工艺，其特征在于，步骤（1）中重金属废水清液：悬浮物≤200mg/L，pH值7-11，重金属总含量≤100mg/L。
3.根据权利要求1所述的重金属废水处理工艺，其特征在于：步骤（1）电化学反应过程中，每隔1min～5min向反应溶液中通入空气进行间歇曝气，每次间歇曝气通入的空气与清澈的重金属废水的体积比为2～5：1。
4.根据权利要求1至3任一项所述的重金属废水处理工艺，其特征在于步骤（2）中沉降分离时间为3min至10min。
5.根据权利要求1至3任一项所述的重金属废水处理工艺，其特征在于：步骤（3）中，通入曝气反应的气体为空气，空气与浑浊液的体积比为3至5：1。
6.根据权利要求5所述的重金属废水处理工艺，其特征在于：步骤（3）中，曝气反应时间为20min~30min。
7.根据权利要求1至3任一项所述的一种处理重金属废水的工艺，其特征在于：步骤（4）中，所述的混凝剂为PAM。
8.根据权利要求1至3任一项所述的重金属废水处理工艺，其特征在于，步骤（4）中污泥的后处理是指：将部分污泥返回步骤（1）的预处理中作为共沉淀剂混凝重金属废水，将剩余部分污泥浓缩，将浓缩后得到的上清液返回步骤（1）重金属废水清液中，浓缩后得到的污泥作为废渣处理。
9.根据权利要求1至3任一项所述的一种重金属废水处理方法，其特征在于步骤（1）中，预处理是指用碱溶液、碱溶液铁盐、硫化、化学氧化或化学还原对重金属废水进行处理，得到清澈的重金属废水溶液。
手动的
重金属废水处理工艺
技术领域
本发明属于重金属废水处理技术领域，具体涉及一种重金属废水处理的工艺方法。
背景技术
电化学废水处理技术作为一种环保的水处理技术，目前在重金属废水处理领域应用十分广泛。该技术工艺简单、占地面积小、运行效果好、成本低，对重金属去除效果好，能有效去除水中的重金属离子，使其完全达到排放标准。可用于去除含有镉、砷、锑、铜、锌、汞、银、镍等重金属离子的废水。电化学体系通过电解混凝、电解浮选、电解氧化还原等方式，将重金属离子以最稳定的方式以络合物形式结合到固体颗粒中，从水中沉淀出来去除。
电化学法是通过在多块钢板上施加直流电，使钢板之间产生电场，使待处理的水流入钢板之间的缝隙中。在这个电场中，通电的钢板中的一部分会被消耗而进入水中。电场中的离子和非离子污染物被通电，与电场中的离子化产物和消耗并进入水中的钢板发生反应。在这个过程中，各种离子之间相互作用的结果通常是它们以最稳定的形式结合成固体颗粒，从水中析出。电化学反应器中的电解过程可以简单地描述为三种效应，主要包括三个方面：电解凝聚、电解浮选、电解氧化还原。
1）电解混凝是指可溶性阳极产生的阳离子经过水解、聚合反应，生成一系列多核的羟基络合物和氢氧化物，这些物质可以作为絮凝剂，将水中的悬浮物、胶体絮凝起来，其絮凝效果远高于传统的絮凝剂。
2）电解气浮是指水在电解过程中，产生少量的O2、H2微气泡，这些气泡的粒径和密度都很小，具有一定的吸附、漂浮能力，可以吸附水中产生的污染物絮体，并上浮至水面，从而达到固液分离的效果。
3）电解还原是指水被电解，产生Cl-、ClO-、O2等强氧化性物质，能将水中某些大分子有机污染物氧化成小分子有机物，有些物质也可被氧化成CO2和H2O而直接去除。小分子有机物通过絮凝、气浮等处理能得到很好的去除。
由于电化学具有多种协同作用，可以高效降解多种污染物，因此得到广泛的应用。
然而尽管该工艺相较于其他重金属废水处理方法有着诸多应用优势，但在实际应用中，对于部分类型的重金属废水，仍然存在着极板一定程度的钝化、极板利用率较低、产生的铁屑渣易堵塞后续工艺管道、后续絮凝沉淀系统效果不稳定等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种重金属处理效果好、能有效解决板件钝化问题、板件利用率高、工艺运行稳定顺畅的重金属废水处理工艺方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种重金属废水处理工艺，包括以下步骤：
(1)将预处理后的重金属废水进行电化学反应，反应过程中对反应液进行间歇曝气；
（2）将电化学反应得到的产物进行沉降分离，去除含铁的固体渣；
(3)将沉降分离得到的浑浊液进行曝气反应；
（4）在曝气反应得到的混合液中加入混凝剂进行混凝反应，形成絮凝体进行沉淀，经固液分离后，所得上清液回用或达标排放，所得污泥进行后处理，即完成重金属废水的处理。
上述重金属废水处理方法中，优选的，所述步骤（1）中，重金属废水清液：悬浮物≤200mg/L，pH值7-11，重金属总含量≤100mg/L。
上述重金属废水处理方法中，优选的，步骤（1）所述电化学反应过程中，每隔1min～5min向反应溶液中通入空气进行间歇曝气，每次间歇曝气通入的空气与清澈的重金属废水的体积比为2～5：1。
上述处理重金属废水的方法，优选的，所述步骤（2）中，沉降分离时间为3min～10min。
上述重金属废水处理工艺中，优选的，所述步骤（3）中，通入曝气反应的气体为空气，所述空气与所述浑浊液的体积比为3～5：1。
上述处理重金属废水的工艺中，优选的，所述步骤（3）中，曝气反应时间为20min～30min。
上述处理重金属废水的方法，优选的，所述步骤（4）中，所述混凝剂为PAM（聚丙烯酰胺）。
上述重金属废水处理工艺中，优选的，步骤（4）中，污泥的后处理是指：将部分（优选为20％～50％）污泥返回至步骤（1）的预处理中作为共沉淀剂混凝重金属废水，将剩余部分污泥浓缩，将浓缩后得到的上清液返回至步骤（1）重金属废水清液中，浓缩后得到的污泥作为废渣处理。
上述重金属废水处理方法中，优选的，所述步骤（1）中，所述预处理是指将重金属废水采用碱溶液中和、碱溶液铁盐、硫化、化学氧化或化学还原等方法处理，得到清澈的重金属废水溶液。
本发明步骤（4）中，对混凝反应的具体工艺无特殊要求，为常规工艺。
本发明电化学处理重金属废水的方法，是利用外加电压对废水进行电解，通常采用可溶性阳极铁（Fe），在阳极上生成Fe2+、Fe3+等阳离子，与水中的OH-离子结合生成Fe(OH)2、Fe(OH)3等微絮凝剂。同时，电解过程中，废水在电场环境下还发生电氧化还原、电泳等电化学过程，使形成的重金属铁絮体更加稳定、坚固。
电化学方法中常用的电极材料是铁，当在阳极和阴极之间通入直流电流时，发生的电极反应如下：
铁阳极
Fe-2e→Fe2+ （1）
碱性条件下
Fe2++2OH-→Fe(OH)2 (2)
进一步曝气氧化
4Fe2++O2+2H2O→4Fe3++4OH- （3）
此外，水的电解会在阴极释放氢气。
2H2O+2e→H2+2OH- （4）
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明处理重金属废水的工艺方法，采用全新设计的工艺路线，对现有的重金属废水处理工艺进行了创新性改进。电化学反应过程中进行间歇曝气，对极板有冲洗作用，可有效解决极板钝化问题；电化学反应后设置污泥池，对反应产生的铁渣进行初步分离，可避免铁渣在后续工艺设施中累积，影响工艺的平稳运行；电化学污泥后进行曝气氧化，在物理去除气泡的同时对亚铁离子进行氧化，避免后续出水中亚铁离子造成出水浑浊的问题。 本发明的工艺方法可以使各类重金属废水稳定达到各行业污染物排放标准，并具有有效解决板片钝化、提高板片利用率、保证工艺平稳运行、减少系统维护频率的技术优点。