[发明专利]一种含硫酸根电镀废水的凝胶化处理及所得凝胶制备泡沫微晶玻璃的方法及产品

说明书

本发明公开了一种含硫酸根电镀废水的凝胶化处理及所得凝胶制备泡沫微晶玻璃的方法及产品。该方法先向含硫酸根的电镀废水加入硝酸钡除去硫，再分别加入氧化钙和水玻璃，使废水全部凝胶化。废水中硫酸根转化为可回收的硫酸钡，所得的凝胶经干燥、研磨后直接制备泡沫微晶玻璃。本发明方法的优点是废水全部凝胶化，废水处理过程不产生新的污水排放，产生的凝胶可以完全再利用，无二次污染。凝胶主体为无定型相，含水率高，泡沫微晶玻璃制备过程发泡温度低，无需添加发泡剂和稳泡剂，发泡微晶玻璃制备过程简单，成本低，性能好。

技术领域

本发明涉及一种电镀废水的凝胶化处理方法及所得凝胶制备发泡材料的方法及产品。

背景技术

工业废水中的电镀废水成为污染土壤和水系的主要因素之一。电镀废水含有大量的重金属离子( 铜、锌、铬、镍、铅、镉等) 、有机化合物、无机化合物等有害物质，通过食物链的作用，并最终在生物体内积累，破坏生物体正常生理代谢活动，对人类健康和环境产生重大影响。

目前电镀废水处理方法有电解法、沉淀法、吸附法、膜分离法等。其中电解法、膜分离法成本较高，难以推广应用。最常用的是沉淀法和吸附法连用，但废水处理后产生大量固体废弃物，产生二次污染，且处理的废水通常仍含有少量有毒金属离子，需要再处理才能使用或排放到自然环境中。

泡沫玻璃具有气孔率高、表观密度小、导热系数小、隔热性能好和耐化学腐蚀等特点，可用于石油化工、冷库、建筑物的内外墙面保温隔热材料等领域。其制备通常采用废玻璃原料，炭黑或碳酸钙等为发泡剂，经高温发泡而成，玻璃发泡过程可伴有微晶相生成，形成泡沫微晶玻璃。发泡过程大致可分为预热、烧结、发泡、稳泡、退火几个阶段。传统发泡玻璃所用的原料（玻璃粉）成本高、发泡温度高、时间长，因此价格较高，市场竞争力弱，难以大量应用。

发明内容

本发明为了解决以上技术的不足，提供了一种凝胶化处理电镀废水的方法，通过特定的废水处理过程和合理地添加外加剂，废水全部凝胶化，将废水中所有物质固定于凝胶中；所得凝胶主体为玻璃相，同时含有玻璃的助熔成份硝酸钠，使其在低温下能容易地玻璃化，并具有进一步发泡、稳泡所需的合适粘度及张力；依靠凝胶中固化的水，使凝胶在低温下直接发泡成为高气孔率、低密度、低导热系数的泡沫微晶玻璃。

本发明是通过以下措施实现的：

首先向电镀废水首先加入硝酸钡，以除去其中的硫酸根离子，并回收硫酸钡。去除硫酸根的电镀废水为整个反应体系提供酸性环境，以氧化钙调节体系pH值，以促进水玻璃发生溶胶凝胶反应，经老化、烘干步骤后，得到仍含有大量结合水或羟基的凝胶材料。

本发明方法具体操作步骤如下：

(1)将硝酸钡加入电镀废水中，搅拌反应，以除去废水中的硫酸根；

(2)过滤得初步处理的废水；滤渣经干燥回收硫酸钡；

(3)将氧化钙加入初步处理的废水中，并搅拌均匀；

(4)向步骤（3）所得混合溶液中加入水玻璃，并搅拌均匀；

(5)静置至（4）中混合溶液全部凝胶化，形成湿凝胶；

(6)湿凝胶老化，烘干，得到干凝胶。

上述步骤 (1)中硝酸钡的加入量应以废水中加入硝酸钡后搅拌反应不再产生混浊现象为止。以电镀铜废水为例，其中ICP测得的硫含量为3583.9mg/L，每升废水中硝酸钡添加量为52g；搅拌时间为0.5h。

上述步骤（3）中氧化钙的加入量为每升废水中加20 g。

上述步骤（4）中的水玻璃为市售商品，其模数为3.3；废水∶水玻璃体积比为3:2。

上述步骤 (3)和(4)中的搅拌时间以添加物均匀分布即可，时间均很短，如实验中实际分别为10s和 30s。