[發明專利]一種高酸高鐵重金屬廢水分質資源回收的方法

在審

• 申請號: 201510673014.4
• 申請日: 2015-10-16
• 公開（公告）號: CN105174556A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 劉福強;陳達;張小朋;陶學文;朱長青;韋蒙蒙;宗黎丹;王棟;白志平;李愛民
• 申請（專利權）人: 南京大學;南京金霸環保科技有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/20;C02F103/16;C02F103/10
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明屬于廢水處理領域，具體地說，涉及一種高酸高鐵廢水的處理，更具體地說，涉及一種高酸高鐵重金屬廢水分質資源回收的方法。

背景技術

高酸高鐵重金屬廢水一般來源于鋼鐵酸洗、礦產開采和加工等過程，其中，典型重金屬離子銅、鎳、鉛、鎘、鋅等濃度常高達50-150mg/L，同時酸濃度可達1-10mol/L，鐵鹽濃度亦高達10-20g/L。常規水處理技術如中和沉淀法、化學沉淀法、電化學法和生物修復等技術存在去除效果差、藥劑消耗大、二次污染重等不足，離子交換法、膜分離技術等新興的深度凈化技術應運而生。然而，膜分離技術在去除重金屬離子的同時截留了高濃度的鐵鹽，極大地降低了膜組件的使用效率和效果，增加了運行成本；另外，高酸高鐵重金屬廢水中高濃度的氫離子和鐵鹽在強、弱酸性陽離子交換樹脂與重金屬離子作用過程中有著顯著的位點競爭效應，極大地降低了重金屬離子的交換容量，嚴重限制了離子交換法的應用。綜上所述，在高酸濃度、高鐵鹽濃度的環境中，離子交換、膜分離均存在重金屬離子去除率低、選擇性差等缺點。

近幾年有許多專利和文獻報道處理酸性重金屬廢水的方法，例如中國專利申請號為201210302213.0，申請公開日為2012年12月26日的專利申請文件公開了一種酸性重金屬廢水的處理工藝，提出采用中和沉淀、重金屬捕集劑處理和人工濕地集成技術處理酸性重金屬廢水的工藝，雖然有較好的處理效果，但藥劑消耗大，且存在二次污染隱患。又如中國專利申請號為201410061712.4，申請公開日為2014年5月7日的專利申請文件公開了一種礦山酸性重金屬廢水處理工藝，采用一個一體化反應沉淀系統對礦山酸性重金屬廢水進行處理并回用，雖然節約了水資源的使用量，但重金屬得不到回收，且藥劑消耗和污泥產生量巨大。中國專利申請號為201410276313.X，申請公開日為2014年6月10日的專利申請文件公開了一種黃金冶煉酸性廢水中酸和重金屬回收的方法，酸性廢水首先經過吸酸樹脂，吸附廢水中的硫酸，再加氧化劑將廢水中的二價鐵氧化為三價鐵離子，再加鐵黃晶種升溫反應，調pH值至1.5-4.5，將廢酸中的鐵以鐵黃的形式分離出去，再加鋅粉置換廢水中的銅，析銅后的水再調pH值至6.5-8.0，沉淀出氫氧化鋅，除掉鋅的廢水再經過反滲透膜處理，反滲透的淡水可以回用于生產中，反滲透濃水去高壓膜處理，高壓膜處理的濃水去蒸發裝置蒸發出硫酸鈉等鹽分，高壓膜淡水回反滲透重新處理。吸酸樹脂吸酸飽和后用去離子水再生得到15％-20％的硫酸。該發明中雖然采用樹脂吸附回收了酸，但是重金屬的回收工藝復雜，藥劑消耗量大。

現有文獻中未見到合適的高酸高鐵廢水中重金屬選擇性去除并高效回收的方法，因此，開發高效高選擇性、低耗低殘余量的適用于高酸高鐵重金屬廢水的資源化處理方法具有重大的現實意義和應用價值。

發明內容

1.要解決的問題

針對現有的廢水處理方法存在重金屬離子去除率低、選擇性差、藥劑消耗量大等問題，本發明提供一種高酸高鐵重金屬廢水分質資源回收的方法，先利用陰離子交換樹脂回收無機酸，再利用高選擇性耐酸螯合樹脂高效分離和回收高酸高鐵廢水中重金屬離子和鐵鹽的方法。采用此方法處理，克服了在現有耐酸螯合樹脂選擇性吸附重金屬技術中，調節pH消耗大量無機堿和浪費大量無機酸的難題，既可實現高酸高鐵環境中無機酸、重金屬和鐵鹽的高效分質回收，又可將處理后的僅含低濃度無機酸和高濃度鐵鹽的出水作為生產凈水劑的原料，實現該種廢水的分質資源回收和綜合利用。

2.技術方案

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種高酸高鐵重金屬廢水分質資源回收的方法，其步驟為：

(1)酸吸附分離回收無機酸：將待處理的高酸高鐵重金屬廢水泵入裝填有離子交換樹脂的吸附柱，至出水pH<1時停止泵入廢水并將離子交換樹脂的空隙溶液壓出，經離子交換樹脂吸附后的出水為高鐵重金屬離子廢水，然后用清水逆流再生，收集再生液，當再生出水pH>2時停止再生；

(2)螯合樹脂選擇性分離提取重金屬：將步驟(1)中的高鐵重金屬離子廢水泵入裝填有耐酸螯合樹脂的吸附柱，調節控制吸附溫度和流速，其中吸附溫度為5～45℃，吸附流速為1～15BV/h，經耐酸螯合樹脂吸附后的出水為低濃度無機酸和高濃度鐵鹽混合廢水，然后用再生劑對該吸附飽和的耐酸螯合樹脂進行再生，回收重金屬離子。