[发明专利]含重金属废水的处理回用方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及含有重金属的污水处理，具体地说，本发明涉及含重金属废水的处理回用方法及装置。

背景技术

重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水。重金属(如含镉、镍、汞、锌等)废水是对一环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一，其水质水量与生产工艺有关。

重金属污染主要有以下特点：

(1)天然水体中的重金属浓度虽低，但其毒性长期持续。水体中某些重金属可在微生物作用下转化为毒性更强的金属有机化合物。

(2)生物富集浓缩，构成食物链，危机人类。生物从环境中摄取重金属，并在体内或某些器官中富集，其富集倍数可高达成千上万倍，水生动植物、陆生农作物都有这种现象。然后作为食物进入人体，在人体的某些器官中积蓄起来构成慢性中毒，严重危害人体健康。

(3)重金属无论用何种处理方法或微生物都不可能降解，只会改变其化合价和化合物种类。天然水体中OH^-、Cl^-、SO₄^2-、NH₄⁺有机酸、氨基酸、腐植酸等，都可以同重金属生成各种络合物或螯合物，使重金属在水中的浓度增大，也可能使沉入水中的重金属又释放出来而迁移。

(4)在天然水体中只要有微量重金属，即可产生毒性反应，一般重金属产生毒性的范围大约在1.0～10mg/L之间，毒性较强的重金属如汞、镉等毒性浓度范围在0.001～0.1mg/L等等。

我国工业废水污染现象严重，主要是水体污染，目前全国500多条主要河流中，有80％以上受到不同程度的污染，这主要是由于工业废水的排放造成的。流经全国40多个大城市的河流，有90％以上受到污染，对环境和居民身体健康产生了较大的影响。我国流域水资源基本分为长江、黄河、海河、松花江、淮河、珠江和辽河七大水系，其沿岸汇集了全国80％以上的城市及乡镇，是全国流域污染治理最重要的区域。我国水资源污染严重，河流水质方面，西南诸河区、西北诸河区、长江区、珠江区和东南诸河区水质较好，符合和优于Ⅲ类水的河长占95％～64％；海河区、黄河区、淮河区、辽河区和松花江区水质较差，符合和优于Ⅲ类水的河长占35％～47％。从我国工业废水排放量上看，从2005年到2008年三年一直保持在240亿吨左右的水平，2009年下降到了234.4亿吨。根据我国环保部的统计，近几年我国工业废水达标排放率一直在提高，除了2006年小幅回落，其他年份都在逐年增高。到2009年末，达标排放率达到94.2％。据环境统计公报的数据，2009年我国工业废水的排放量占全部废水排放量的40％左右，工业废水对水环境污染的比重较大，已成为当今环境工作亟待解决的重大问题之一。

不同于有机物可以被分解破坏，重金属只能转移其存在位置和改变它们的物理和化学状态。目前常用的重金属废水处理方法主要包括化学沉淀法、还原法、吸附法、膜分离法、混凝法、离子交换法、电化学法等。针对运行稳定、处理效果好、投资少及运作费用低、易于管理和操作、不产生二次污染等要求，上述方法还不能完全满足要求。

因此，本领域迫切需要开发出一种满足运行稳定、处理效果好、投资少及运作费用低、易于管理和操作、不产生二次污染等要求的重金属废水处理工艺。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有工艺中存在的能耗大、低浓度废水难以处理、处理效率不高、难以长期稳定运行等问题，提供一种操作条件适应性好，流程简单，占地面积小，能够长期稳定达到排放标准的重金属废水处理工艺。

本发明提供了一种新颖的含重金属废水的处理回用方法及装置，从而解决了现有技术中存在的问题。

一方面，本发明提供了一种含重金属废水的处理回用方法，该方法包括以下步骤：

(a)将吸附颗粒和含重金属废水原料分别送入混合装置中进行混合，使得混合和吸附作用同时进行；

(b)将均匀地混合了吸附颗粒的含重金属废水进行水力旋流，以强化吸附颗粒的吸附作用，并预分离吸附颗粒和含重金属废水；以及

(c)将经预分离的吸附颗粒返回混合装置中与含重金属废水原料进行混合，将经预分离的含重金属废水进行过滤，以进一步分离含重金属废水中的吸附颗粒，并将经进一步分离的吸附颗粒返回混合装置中与含重金属废水原料进行混合，同时排出经过滤的含重金属废水送入后续工艺回用。

在一个优选的实施方式中，该方法还包括：

(d)把吸附颗粒定期从混合装置中排出，以更新吸附颗粒。