一种脱硫废水中重金属脱除方法与流程

1.本发明涉及废水处理技术领域，具体是一种脱硫废水中重金属脱除方法。


背景技术：

2.我国是个煤炭资源丰富的国家，当前燃煤发电依然担负着我国70％以上的电力供应。而绝大多数的燃煤电厂采用“石灰石-石膏湿法脱硫工艺”对烟气进行脱硫后，即使经过了传统处理，脱硫废水依然具有难以脱除的锰和镍等重金属，无论直接排放还是并入市政污水处理厂都会对环境造成不利的影响。
3.中国专利号201910362753.x属于燃烧副产物处理相关技术领域，并具体公开了一种飞灰和脱硫废水协同处理固化重金属的方法。该方法包括如下步骤：将飞灰和脱硫废水混合并搅拌均匀获得混合浆液，向该混合浆液中添加提取剂并搅拌均匀获得处理后的浆液并进行固液分离，得到清洗后的飞灰和处理后的脱硫废水，将清洗后的飞灰干燥，用作炉内污染物的脱除吸附剂，并将处理后的脱硫废水去除悬浮颗粒物和重金属，从而实现达标排放。
4.中国专利号201410475548.1提供了一种重金属废水的处理方法，特别是沉淀法处理重金属废水的处理方法，包括处理重金属废水时加入硫化钠，硫离子与废水中的重金属离子反应生成颗粒物，进一步加入重金属的硫化物沉淀，搅拌、静置，用已生成的颗粒物沉淀加速微小颗粒物及其他物质的沉降。
5.现有技术的脱硫废水中的锰离子不容易进行脱除，且脱硫废水中的重金属脱除不干净，导致废水排放后污染环境，因此亟需研发一种脱硫废水中重金属脱除方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种脱硫废水中重金属脱除方法，以解决上述背景技术中提出的锰离子不容易进行脱除和重金属脱除不干净的问题。
7.本发明的技术方案是：一种脱硫废水中重金属脱除方法，包括以下步骤：
8.s1.除杂，将脱硫废水通入具有压缩空气的罐体内部，然后将具有压缩空气的罐内的水释放在水槽中进行释放，使水中产生大量的微气泡，通过气泡将脱硫废水中悬浮杂质上浮到水面，并对上浮的杂质进行去除；
9.s2.加药，向s1中的除杂后的水槽内部加入水溶性壳聚糖药剂，然后采用加热器对水进行加热，并进行边加热边搅拌，直至生成大量的络合物，并打捞出络合物；
10.s3.吸附，将氨浸渣产物进行煅烧，将煅烧后的产物进行冷却，并对煅烧产物进行粉碎，然后将粉碎后的煅烧产物和还原剂放入水槽的内部并进行充分搅拌，形成固液混合体；
11.s4.粗过滤，将水槽中的固液混合体进行静置，然后将上层清水采用滤网进行过滤；
12.s5.陶瓷膜超滤，将粗过滤后的水通入具有陶瓷膜的过滤设备中进行超滤，并采用
活性炭进行吸附；
13.s6.反渗透，将活性炭处理后的水通入反渗透设备，将从反渗透设备流出的净水进行直接排放，将从反渗透设备流出的浓水通入具有加热功能的封闭容器内部进行加热后保持沸腾；
14.s7.冷凝，将封闭容器中产生的水蒸气通入换热器中，并采用除杂后的水对水蒸气进行冷凝，然后对冷凝产生的水进行直接排放。
15.进一步地，在所述s1中，通过气泡以形成水、气及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附污水中悬浮杂质上浮到水面。
16.进一步地，在所述s2中，在加入水溶性壳聚糖药剂后对水槽中的水进行调节酸碱度，所述水溶性壳聚糖对mn2 的作用表现为3个阶段，即吸附、氢氧化锰沉淀、氢氧化锰与壳聚糖-mn2 络合物的共沉淀。
17.进一步地，所述水槽中的水的ph值为7-9，所述水槽中的水的温度为45-60℃。
18.进一步地，在所述s3中，氨浸渣产物煅烧的温度为400-500℃，对所述煅烧产物进行粉碎时采用50-90目的筛网进行筛分，并去除较大的颗粒，将煅烧后的细颗粒加入水槽后搅拌100-200min。
19.进一步地，在所述s3中，所述还原剂与水的质量比为1:1000-1:5000，所述还原剂的制备方法为：
20.s3.1将硫粉研碎后置于容器中并用乙醇润湿，再加入na2so3和适量的水，并放入磁子；
21.s3.2将上述物质置于磁搅拌器上，调好转速，加热至沸腾，保持微沸40分钟以上，直至少量硫粉漂浮在液面上，趁热过滤，滤液用蒸发皿蒸至溶液微黄色浑浊为止；
22.s3.3将黄色浑浊溶液进行冷却，即有大量晶体析出，然后减压抽滤，并用少量乙醇洗涤晶体然后抽干，放入烘箱烘干得到还原剂。
23.进一步地，在所述还原剂的制备方法中，若放置一段时间仍没有晶体析出，是形成过饱和溶液，可采用磨擦器壁或加一粒硫代硫酸钠晶体引种，破坏过饱和状态。
24.进一步地，所述烘箱的温度为40-50℃，所述烘箱烘干的时间为40-80min。
25.进一步地，在所述s4中，所述滤网的目数为400-600目，过滤的次数为3-5次。
26.进一步地，在所述s6中，具有加热功能的封闭容器的热源采用s3中对氨浸渣产物煅烧的回收热，所述待封闭容器中的水减少至容器容积的十分之一时，将封闭容器中的水倒入密封罐中进行密封保存。
27.本发明通过改进在此提供一种脱硫废水中重金属脱除方法，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
28.(1)本发明利用水溶性壳聚糖对脱硫废水的重金属锰进行初步脱除，使得脱硫废水中的锰生成氢氧化锰与壳聚糖-mn2 络合物的共沉淀，进而实现了对脱硫废水中的锰金属得到去除效果。
29.(2)本发明对氨浸渣产物煅烧，使得煅烧后的氨浸渣产物具有纳米颗粒特性，比表面积大，化学活性高，使得其对脱硫废水中的其他金属进行去除，因此实现了对脱硫废水中的重金属脱除干净的效果。
30.(3)本发明利用将粗过滤后的水通入具有陶瓷膜的过滤设备中进行超滤，并采用活性炭进行吸附，使得脱硫废水中的重金属和异味能够再次进行去除，进而实现了消除脱硫废水中的异味的效果。
31.(4)本发明利用对脱硫废水进行反渗透和冷凝，使得脱硫废水经过反渗透和冷凝后能够直接达到排放标准的效果，并且通过除杂后的水通入换热器对水蒸气进行冷凝，使得除杂后的水能够对热量进行回收，减少了在吸附加热过程中所使用的能量，因此实现了节约能源的效果。
附图说明
32.下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:
33.图1是本发明的方法流程图。
具体实施方式
34.下面将结合附图1对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.实施例一
36.一种脱硫废水中重金属脱除方法，包括以下步骤：
37.s1.除杂，将脱硫废水通入具有压缩空气的罐体内部，然后将具有压缩空气的罐内的水释放在水槽中进行释放，使水中产生大量的微气泡，通过气泡将脱硫废水中悬浮杂质上浮到水面，并对上浮的杂质进行去除；
38.s2.加药，向s1中的除杂后的水槽内部加入水溶性壳聚糖药剂，然后采用加热器对水进行加热，并进行边加热边搅拌，直至生成大量的络合物，并打捞出络合物；
39.s3.吸附，将氨浸渣产物进行煅烧，将煅烧后的产物进行冷却，并对煅烧产物进行粉碎，然后将粉碎后的煅烧产物和还原剂放入水槽的内部并进行充分搅拌，形成固液混合体；氨浸渣产物主要成分是四价锰的氧化物，具有纳米颗粒特性，比表面积大，化学活性高，是理想的深度脱硫材料，利用锰结合氨浸废渣脱硫后的产物作为含重金属离子废水处理的材料，由于硫化锰的溶度积在重金属硫化物中是最大的，水中的重金属离子与脱硫废渣中的硫化锰发生反应，净化废水中的重金属离子；第一还原剂进行还原反应，以去除废水中的镍；
40.s4.粗过滤，将水槽中的固液混合体进行静置，然后将上层清水采用滤网进行过滤；
41.s5.陶瓷膜超滤，将粗过滤后的水通入具有陶瓷膜的过滤设备中进行超滤，并采用活性炭进行吸附；
42.s6.反渗透，将活性炭处理后的水通入反渗透设备，将从反渗透设备流出的净水进行直接排放，将从反渗透设备流出的浓水通入具有加热功能的封闭容器内部进行加热后保持沸腾；
43.s7.冷凝，将封闭容器中产生的水蒸气通入换热器中，并采用除杂后的水对水蒸气
进行冷凝，然后对冷凝产生的水进行直接排放。
44.进一步地，在s1中，通过气泡以形成水、气及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附污水中悬浮杂质上浮到水面。
45.进一步地，在s2中，在加入水溶性壳聚糖药剂后对水槽中的水进行调节酸碱度，水溶性壳聚糖对mn2 的作用表现为3个阶段，即吸附、氢氧化锰沉淀、氢氧化锰与壳聚糖-mn2 络合物的共沉淀，壳聚糖对mn2 有较好的去除效果。
46.进一步地，水槽中的水的ph值为8，水槽中的水的温度为45℃。
47.进一步地，在s3中，氨浸渣产物煅烧的温度为480℃，对煅烧产物进行粉碎时采用50目的筛网进行筛分，并去除较大的颗粒，将煅烧后的细颗粒加入水槽后搅拌100min。
48.进一步地，在s3中，还原剂与水的质量比为1:5000，还原剂的制备方法为：
49.s3.1将硫粉研碎后置于容器中并用乙醇润湿，再加入na2so3和适量的水，并放入磁子；
50.s3.2将上述物质置于磁搅拌器上，调好转速，加热至沸腾，保持微沸40分钟以上，直至少量硫粉漂浮在液面上，趁热过滤，滤液用蒸发皿蒸至溶液微黄色浑浊为止；
51.s3.3将黄色浑浊溶液进行冷却，即有大量晶体析出，然后减压抽滤，并用少量乙醇洗涤晶体然后抽干，放入烘箱烘干得到还原剂。
52.进一步地，在还原剂的制备方法中，若放置一段时间仍没有晶体析出，是形成过饱和溶液，可采用磨擦器壁或加一粒硫代硫酸钠晶体引种，破坏过饱和状态。
53.进一步地，烘箱的温度为40℃，烘箱烘干的时间为80min。
54.进一步地，在s4中，滤网的目数为600目，过滤的次数为5次。
55.进一步地，在s6中，具有加热功能的封闭容器的热源采用s3中对氨浸渣产物煅烧的回收热，待封闭容器中的水减少至容器容积的十分之一时，将封闭容器中的水倒入密封罐中进行密封保存。
56.实施例二
57.一种脱硫废水中重金属脱除方法，包括以下步骤：
58.s1.除杂，将脱硫废水通入具有压缩空气的罐体内部，然后将具有压缩空气的罐内的水释放在水槽中进行释放，使水中产生大量的微气泡，通过气泡将脱硫废水中悬浮杂质上浮到水面，并对上浮的杂质进行去除；
59.s2.加药，向s1中的除杂后的水槽内部加入水溶性壳聚糖药剂，然后采用加热器对水进行加热，并进行边加热边搅拌，直至生成大量的络合物，并打捞出络合物；
60.s3.吸附，将氨浸渣产物进行煅烧，将煅烧后的产物进行冷却，并对煅烧产物进行粉碎，然后将粉碎后的煅烧产物和还原剂放入水槽的内部并进行充分搅拌，形成固液混合体；氨浸渣产物主要成分是四价锰的氧化物，具有纳米颗粒特性，比表面积大，化学活性高，是理想的深度脱硫材料，利用锰结合氨浸废渣脱硫后的产物作为含重金属离子废水处理的材料，由于硫化锰的溶度积在重金属硫化物中是最大的，水中的重金属离子与脱硫废渣中的硫化锰发生反应，净化废水中的重金属离子；第一还原剂进行还原反应，以去除废水中的镍；
61.s4.粗过滤，将水槽中的固液混合体进行静置，然后将上层清水采用滤网进行过
滤；
62.s5.陶瓷膜超滤，将粗过滤后的水通入具有陶瓷膜的过滤设备中进行超滤，并采用活性炭进行吸附；
63.s6.反渗透，将活性炭处理后的水通入反渗透设备，将从反渗透设备流出的净水进行直接排放，将从反渗透设备流出的浓水通入具有加热功能的封闭容器内部进行加热后保持沸腾；
64.s7.冷凝，将封闭容器中产生的水蒸气通入换热器中，并采用除杂后的水对水蒸气进行冷凝，然后对冷凝产生的水进行直接排放。
65.进一步地，在s1中，通过气泡以形成水、气及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附污水中悬浮杂质上浮到水面。
66.进一步地，在s2中，在加入水溶性壳聚糖药剂后对水槽中的水进行调节酸碱度，水溶性壳聚糖对mn2 的作用表现为3个阶段，即吸附、氢氧化锰沉淀、氢氧化锰与壳聚糖-mn2 络合物的共沉淀，壳聚糖对mn2 有较好的去除效果。
67.进一步地，水槽中的水的ph值为8，水槽中的水的温度为45℃。
68.进一步地，在s3中，氨浸渣产物煅烧的温度为480℃，对煅烧产物进行粉碎时采用50目的筛网进行筛分，并去除较大的颗粒，将煅烧后的细颗粒加入水槽后搅拌100min。
69.进一步地，在s3中，还原剂与水的质量比为1:4000，还原剂的制备方法为：
70.s3.1将硫粉研碎后置于容器中并用乙醇润湿，再加入na2so3和适量的水，并放入磁子；
71.s3.2将上述物质置于磁搅拌器上，调好转速，加热至沸腾，保持微沸40分钟以上，直至少量硫粉漂浮在液面上，趁热过滤，滤液用蒸发皿蒸至溶液微黄色浑浊为止；
72.s3.3将黄色浑浊溶液进行冷却，即有大量晶体析出，然后减压抽滤，并用少量乙醇洗涤晶体然后抽干，放入烘箱烘干得到还原剂。
73.进一步地，在还原剂的制备方法中，若放置一段时间仍没有晶体析出，是形成过饱和溶液，可采用磨擦器壁或加一粒硫代硫酸钠晶体引种，破坏过饱和状态。
74.进一步地，烘箱的温度为40℃，烘箱烘干的时间为80min。
75.进一步地，在s4中，滤网的目数为600目，过滤的次数为5次。
76.进一步地，在s6中，具有加热功能的封闭容器的热源采用s3中对氨浸渣产物煅烧的回收热，待封闭容器中的水减少至容器容积的十分之一时，将封闭容器中的水倒入密封罐中进行密封保存。
77.实施例三
78.一种脱硫废水中重金属脱除方法，包括以下步骤：
79.s1.除杂，将脱硫废水通入具有压缩空气的罐体内部，然后将具有压缩空气的罐内的水释放在水槽中进行释放，使水中产生大量的微气泡，通过气泡将脱硫废水中悬浮杂质上浮到水面，并对上浮的杂质进行去除；
80.s2.加药，向s1中的除杂后的水槽内部加入水溶性壳聚糖药剂，然后采用加热器对水进行加热，并进行边加热边搅拌，直至生成大量的络合物，并打捞出络合物；
81.s3.吸附，将氨浸渣产物进行煅烧，将煅烧后的产物进行冷却，并对煅烧产物进行
粉碎，然后将粉碎后的煅烧产物和还原剂放入水槽的内部并进行充分搅拌，形成固液混合体；氨浸渣产物主要成分是四价锰的氧化物，具有纳米颗粒特性，比表面积大，化学活性高，是理想的深度脱硫材料，利用锰结合氨浸废渣脱硫后的产物作为含重金属离子废水处理的材料，由于硫化锰的溶度积在重金属硫化物中是最大的，水中的重金属离子与脱硫废渣中的硫化锰发生反应，净化废水中的重金属离子；第一还原剂进行还原反应，以去除废水中的镍；
82.s4.粗过滤，将水槽中的固液混合体进行静置，然后将上层清水采用滤网进行过滤；
83.s5.陶瓷膜超滤，将粗过滤后的水通入具有陶瓷膜的过滤设备中进行超滤，并采用活性炭进行吸附；
84.s6.反渗透，将活性炭处理后的水通入反渗透设备，将从反渗透设备流出的净水进行直接排放，将从反渗透设备流出的浓水通入具有加热功能的封闭容器内部进行加热后保持沸腾；
85.s7.冷凝，将封闭容器中产生的水蒸气通入换热器中，并采用除杂后的水对水蒸气进行冷凝，然后对冷凝产生的水进行直接排放。
86.进一步地，在s1中，通过气泡以形成水、气及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附污水中悬浮杂质上浮到水面。
87.进一步地，在s2中，在加入水溶性壳聚糖药剂后对水槽中的水进行调节酸碱度，水溶性壳聚糖对mn2 的作用表现为3个阶段，即吸附、氢氧化锰沉淀、氢氧化锰与壳聚糖-mn2 络合物的共沉淀，壳聚糖对mn2 有较好的去除效果。
88.进一步地，水槽中的水的ph值为8，水槽中的水的温度为45℃。
89.进一步地，在s3中，氨浸渣产物煅烧的温度为480℃，对煅烧产物进行粉碎时采用50目的筛网进行筛分，并去除较大的颗粒，将煅烧后的细颗粒加入水槽后搅拌100min。
90.进一步地，在s3中，还原剂与水的质量比为1:3000，还原剂的制备方法为：
91.s3.1将硫粉研碎后置于容器中并用乙醇润湿，再加入na2so3和适量的水，并放入磁子；
92.s3.2将上述物质置于磁搅拌器上，调好转速，加热至沸腾，保持微沸40分钟以上，直至少量硫粉漂浮在液面上，趁热过滤，滤液用蒸发皿蒸至溶液微黄色浑浊为止；
93.s3.3将黄色浑浊溶液进行冷却，即有大量晶体析出，然后减压抽滤，并用少量乙醇洗涤晶体然后抽干，放入烘箱烘干得到还原剂。
94.进一步地，在还原剂的制备方法中，若放置一段时间仍没有晶体析出，是形成过饱和溶液，可采用磨擦器壁或加一粒硫代硫酸钠晶体引种，破坏过饱和状态。
95.进一步地，烘箱的温度为40℃，烘箱烘干的时间为80min。
96.进一步地，在s4中，滤网的目数为600目，过滤的次数为5次。
97.进一步地，在s6中，具有加热功能的封闭容器的热源采用s3中对氨浸渣产物煅烧的回收热，待封闭容器中的水减少至容器容积的十分之一时，将封闭容器中的水倒入密封罐中进行密封保存。
98.实施例一、实施例二和实施例三中加入还原剂的比例不同，其余参数一致，通过对
最终得到的密封罐中废水的镍离子进行检测，详见下表：
[0099] 还原剂与水比例水中的镍离子含量水中的锰离子含量实施例一1:50000.80mg/l0.05mg/l实施例二1:40000.50mg/l0.05mg/l实施例三1:30000.20mg/l0.05mg/l一般方法无2.60mg/l1.1mg/l
[0100]
由上表可知，实施例三中得到的单位体积废水中所含镍离子最少，因此实施例三中效果最佳。
[0101]
工作原理：s1.除杂，将脱硫废水通入具有压缩空气的罐体内部，然后将具有压缩空气的罐内的水释放在水槽中进行释放，使水中产生大量的微气泡，通过气泡将脱硫废水中悬浮杂质上浮到水面，并对上浮的杂质进行去除；s2.加药，向s1中的除杂后的水槽内部加入水溶性壳聚糖药剂，然后采用加热器对水进行加热，并进行边加热边搅拌，直至生成大量的络合物，并打捞出络合物；s3.吸附，将氨浸渣产物进行煅烧，将煅烧后的产物进行冷却，并对煅烧产物进行粉碎，然后将粉碎后的煅烧产物和还原剂放入水槽的内部并进行充分搅拌，形成固液混合体；s4.粗过滤，将水槽中的固液混合体进行静置，然后将上层清水采用滤网进行过滤；s5.陶瓷膜超滤，将粗过滤后的水通入具有陶瓷膜的过滤设备中进行超滤，并采用活性炭进行吸附；s6.反渗透，将活性炭处理后的水通入反渗透设备，将从反渗透设备流出的净水进行直接排放，将从反渗透设备流出的浓水通入具有加热功能的封闭容器内部进行加热后保持沸腾；s7.冷凝，将封闭容器中产生的水蒸气通入换热器中，并采用除杂后的水对水蒸气进行冷凝，然后对冷凝产生的水进行直接排放。
[0102]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。