含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理方法及裝置，該裝置主要包括進(jìn)水單元、堿性沉淀單元、pH控制單元和交換吸附單元。該方法包括以下步驟：步驟一，測(cè)定催化劑廢水中鎳和鈷的含量；步驟二，用濃堿液調(diào)節(jié)催化劑廢水pH為9～11，在調(diào)節(jié)pH過程中充分?jǐn)嚢鑿U水，然后靜置；步驟三，取步驟二中上清液，經(jīng)過以離子交換樹脂為填料的吸附柱進(jìn)行離子交換吸附處理；步驟四，測(cè)定步驟三中離子交換吸附柱出水中鎳和鈷的含量。采用了本發(fā)明的技術(shù)方案，可以通過一種改良的廢水處理裝置來進(jìn)行本發(fā)明特定的廢水處理步驟，從而能夠有效地凈化工業(yè)廢水中的鎳和鈷，達(dá)到降低工業(yè)廢水中重金屬含量的目的。
【專利說明】含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種催化劑廢水的處理方法，尤其涉及到含高濃度鎳、鈷重金屬離子催化劑廢水的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]催化劑在現(xiàn)代工業(yè)中占有極其重要的地位，在人類生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域幾乎都涉及到催化劑的使用。而金屬催化劑作為主要催化劑種類，在石油化工、有機(jī)合成、醫(yī)藥制造、能源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)，重金催化進(jìn)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量含重金屬的廢水則成為水處理行業(yè)的一個(gè)難題。
[0003]鎳和鈷作為催化劑行業(yè)中常用的重金屬，對(duì)環(huán)境的影響是不能忽視的。它們都具有“三致”效應(yīng)，尤其是高濃度情況下，對(duì)人體健康的危害更大。因此，對(duì)此種含高濃度重金屬催化劑廢水的處理，對(duì)保護(hù)環(huán)境和人體健康都具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的旨在提供一種含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理方法及裝置，來解決目前工業(yè)廢水含大量鎳和鈷不易凈化的問題。 [0005]根據(jù)本發(fā)明，提供一種含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理方法，包括以下步驟:步驟一，測(cè)定催化劑廢水中鎳和鈷的含量；步驟二，用濃堿液調(diào)節(jié)催化劑廢水PH為9~11，在調(diào)節(jié)PH過程中充分?jǐn)嚢鑿U水，然后靜置；步驟三，取步驟二中上清液，經(jīng)過以離子交換樹脂為填料的吸附柱進(jìn)行離子交換吸附處理；步驟四，測(cè)定步驟三中離子交換吸附柱出水中鎳和鈷的含量。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，步驟一的催化劑廢水中鎳的濃度為1000~80000mg/L，鈷的濃度為1000~10000mg/L。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，步驟二的濃堿液為2~15mol/L的氫氧化鈉溶液。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，步驟二的靜置時(shí)間為2~24小時(shí)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，步驟三的停留時(shí)間為10~60分鐘。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，步驟三的樹脂為螯合離子交換樹脂。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理裝置，包括進(jìn)水單元、堿性沉淀單元、pH控制單元和交換吸附單元。其中，進(jìn)水單元與PH控制單元分別與堿性沉淀單元的前端相連接，堿性沉淀單元的后端連接交換吸附單元。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，進(jìn)水單元包括進(jìn)水泵、流量計(jì)和進(jìn)水取樣口 ；進(jìn)水量由流量計(jì)控制，每次進(jìn)水開始后，都由進(jìn)水取樣口采水樣分析。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，堿性沉淀單元包括進(jìn)水泵、沉淀反應(yīng)器、攪拌裝置、上清液取樣口、排泥閥和污泥收集池；攪拌裝置葉片位于沉淀反應(yīng)器中部，應(yīng)保證沉淀后污泥上清液分界面低于葉輪位置；每次沉淀靜置后，由上清液取樣口采水樣分析。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，pH控制單元包括堿液儲(chǔ)罐，酸液儲(chǔ)罐，pH探頭和pH控制儀；PH探頭位于反應(yīng)器中部，對(duì)廢水進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將信號(hào)傳輸至PH控制儀，當(dāng)pH超出設(shè)定范圍時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)補(bǔ)堿泵或者補(bǔ)酸泵向反應(yīng)器中加堿或者酸，當(dāng)pH回復(fù)至設(shè)定范圍時(shí)，泵停止運(yùn)行，中止加堿或者酸。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，交換吸附單元包括進(jìn)水泵和離子交換吸附柱；當(dāng)沉淀污泥被排出后，上清液由上清液輸送泵輸入離子交換吸附柱，上清液在吸附柱中停留時(shí)間由流量計(jì)控制。
[0016]采用了本發(fā)明的技術(shù)方案，可以通過一種改良的廢水處理裝置來進(jìn)行本發(fā)明特定的廢水處理步驟，從而能夠有效地凈化工業(yè)廢水中的鎳和鈷，達(dá)到降低工業(yè)廢水中重金屬含量的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]在本發(fā)明中，相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的特征，其中:
[0018]圖1是本發(fā)明含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理方法的流程框圖圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0020]附圖中標(biāo)號(hào)含義如下:1.進(jìn)水泵、2.進(jìn)水取樣口、3.進(jìn)水控制閥、4.進(jìn)水流量計(jì)、
5.堿液儲(chǔ)罐、6.酸液儲(chǔ)罐、7.加堿泵、8.加酸泵、9.pH控制儀、10.攪拌器、11.沉淀反應(yīng)器、12.上清液取樣口、13.排泥閥、14.污泥收集池、15.上清液輸送泵、16.流量計(jì)、17.離子交換吸附柱。
[0021]以下結(jié)合附圖介紹本發(fā)明高濃度丙烯腈廢水的處理方法的具體實(shí)施情況，但是，本發(fā)明的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方式。
[0022]本發(fā)明的含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理裝置包括4個(gè)主要的單元:進(jìn)水單元、堿性沉淀單元、pH控制單元和交換吸附單元。如圖1所示,進(jìn)水單元與PH控制單元分別與堿性沉淀單元的前端相連接，堿性沉淀單元的后端連接交換吸附單元。
[0023]進(jìn)水單元包括進(jìn)水泵1、流量計(jì)16和進(jìn)水取樣口 2 ;進(jìn)水量由流量計(jì)16控制，每次進(jìn)水開始后，都由進(jìn)水取樣口 2采水樣分析。
[0024]堿性沉淀單元包括進(jìn)水泵1、沉淀反應(yīng)器11、攪拌裝置10、上清液取樣口 15、排泥閥13和污泥收集池14。攪拌裝置10的葉片位于沉淀反應(yīng)器11的中部，應(yīng)保證沉淀后污泥上清液分界面低于葉輪位置。每次沉淀靜置后，由上清液取樣口 12采水樣分析。
[0025]pH控制單元包括堿液儲(chǔ)罐5，酸液儲(chǔ)罐6，pH探頭和pH控制儀9。pH探頭位于沉淀反應(yīng)器11中部，對(duì)廢水進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將信號(hào)傳輸至PH控制儀9，當(dāng)pH超出設(shè)定范圍時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)補(bǔ)堿泵或者補(bǔ)酸泵向反應(yīng)器中加堿或者酸，當(dāng)pH回復(fù)至設(shè)定范圍時(shí),泵停止運(yùn)行，中止加堿或者酸。
[0026]交換吸附單元包括進(jìn)水泵I和離子交換吸附柱17。當(dāng)沉淀污泥被排出后，上清液由上清液輸送泵15輸入離子交換吸附柱17，上清液在離子交換吸附柱17中停留時(shí)間由流量計(jì)16控制。
[0027]下面來說明上述各個(gè)設(shè)備間的運(yùn)作方式。[0028]啟動(dòng)進(jìn)水泵1，將廢水輸入沉淀反應(yīng)器11，調(diào)節(jié)進(jìn)水控制閥2，使進(jìn)水流量達(dá)到設(shè)定值，然后關(guān)閉進(jìn)水泵I。在此過程中，在進(jìn)水取樣口 2取水樣分析。
[0029]啟動(dòng)pH控制單元，設(shè)定pH控制儀9的上限和下限值，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)器中廢水pH值，當(dāng)pH值低于設(shè)定下限值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)加堿泵7向沉淀反應(yīng)器11中添加堿液，高于設(shè)定上限值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)加酸泵8向沉淀反應(yīng)器11中添加堿液，使沉淀反應(yīng)器11中的pH值在設(shè)定上限和下限之間。
[0030]在啟動(dòng)pH控制單元同時(shí)，開啟攪拌機(jī)10，攪拌至pH達(dá)到設(shè)定要求，然后停止攪拌。
[0031]達(dá)到靜置時(shí)間后，啟動(dòng)排泥閥13，排出污泥至污泥收集池14。在此過程中，在上清液取樣口 12取水樣分析。
[0032]待排凈污泥后，啟動(dòng)上清液輸送泵15，將上清液輸入離子交換吸附柱16，調(diào)節(jié)流量計(jì)16，使上清液在離子交換吸附柱中停留時(shí)間達(dá)到設(shè)定值。在離子交換吸附柱出水口取水樣分析。
[0033]下面通過4個(gè)實(shí)施例來說明本發(fā)明的處理方法。
[0034]實(shí)施例1
[0035](I)測(cè)試取自上海浦東區(qū)某石化企業(yè)的催化劑廢水中鎳和鈷的含量，其分別為1100mg/L和 3500mg/L。
[0036](2)用2mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)催化劑廢水pH為9.0，在調(diào)節(jié)pH過程中充分?jǐn)嚢鑿U水，然后靜置2小時(shí)。
[0037](3)取步驟(2)中上清液，經(jīng)過以螯合離子交換樹脂為填料的吸附柱，進(jìn)行離子交換吸附處理。上清液在吸附柱中的停留時(shí)間為10分鐘。
[0038](4)測(cè)定步驟(3)中離子交換吸附柱出水中鎳和鈷的含量。
[0039]最終出水的鎳和鈷的濃度都小于lmg/L。
[0040]實(shí)施例2
[0041](1)測(cè)試取自上海浦東區(qū)某石化企業(yè)的催化劑廢水中鎳和鈷的含量，其分別為3600mg/L和 5300mg/L。
[0042](2)用lOmol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)催化劑廢水pH為11.0，在調(diào)節(jié)pH過程中充分?jǐn)嚢鑿U水，然后靜置12小時(shí)。
[0043](3)取步驟(2)中上清液，經(jīng)過以螯合離子交換樹脂為填料的吸附柱，進(jìn)行離子交換吸附處理。上清液在吸附柱中的停留時(shí)間為30分鐘。
[0044](4)測(cè)定步驟(3)中離子交換吸附柱出水中鎳和鈷的含量。
[0045]最終出水的鎳和鈷的濃度都小于lmg/L。
[0046]實(shí)施例3
[0047](1)測(cè)試取自上海浦東區(qū)某石化企業(yè)的催化劑廢水中鎳和鈷的含量，其分別為5100mg/L 和 9600mg/L。
[0048](2)用15mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)催化劑廢水pH為11.0，在調(diào)節(jié)pH過程中充分?jǐn)嚢鑿U水，然后靜置24小時(shí)。
[0049](3)取步驟(2)中上清液，經(jīng)過以螯合離子交換樹脂為填料的吸附柱，進(jìn)行離子交換吸附處理。上清液在吸附柱中的停留時(shí)間為60分鐘。
[0050](4)測(cè)定步驟(3)中離子交換吸附柱出水中鎳和鈷的含量。[0051]最終出水的鎳和鈷的濃度都小于lmg/L。
[0052]實(shí)施例4
[0053](I)測(cè)試取自上海浦東區(qū)某石化企業(yè)的催化劑廢水中鎳和鈷的含量，其分別為7800mg/L和 9600mg/L。
[0054](2)用15mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)催化劑廢水pH為11.0，在調(diào)節(jié)pH過程中充分?jǐn)嚢鑿U水，然后靜置24小時(shí)。
[0055](3)取步驟(2)中上清液，經(jīng)過以螯合離子交換樹脂為填料的吸附柱，進(jìn)行離子交換吸附處理。上清液在吸附柱中的停留時(shí)間為30分鐘。
[0056](4)測(cè)定步驟(3)中離子交換吸附柱出水中鎳和鈷的含量。
[0057]最終出水的鎳和鈷的濃度都小于lmg/L。
[0058]本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的說明書僅是本發(fā)明眾多實(shí)施例中的一種或幾種實(shí)施方式，而并非用對(duì)本發(fā)明的限定。任何對(duì)于以上所述實(shí)施例的均等變化、變型以及等同替代等技術(shù)方案，只要符合本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍，都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書所保護(hù) 的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，測(cè)定催化劑廢水中鎳和鈷的含量； 步驟二，用濃堿液調(diào)節(jié)催化劑廢水pH為9~11，在調(diào)節(jié)pH過程中充分?jǐn)嚢鑿U水，然后靜置； 步驟三，取步驟二中上清液，經(jīng)過以離子交換樹脂為填料的吸附柱進(jìn)行離子交換吸附處理； 步驟四，測(cè)定步驟三中離子交換吸附柱出水中鎳和鈷的含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理方法，其特征在于，步驟一所述的催化劑廢水中鎳的濃度為1000~80000mg/L，鈷的濃度為1000~10000mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理方法，其特征在于，步驟二所述的濃堿液為2~15mol/L的氫氧化鈉溶液，所述的靜置時(shí)間為2~24小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理方法，其特征在于，步驟三所述的停留時(shí)間為10~60分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理方法，其特征在于，步驟三所述的樹脂為螯合離子交換樹脂。
6.一種含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理裝置，其特征在于，它包括進(jìn)水單元、堿性沉淀單元、PH控制單元和交換吸附單元； 其中，所述進(jìn)水單元與所述PH控制單元分別與所述堿性沉淀單元的前端相連接,所述堿性沉淀單元的后端連接所述交換吸附單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求書7所述的含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理裝置，其特征在于，所述進(jìn)水單元包括進(jìn)水泵、流量計(jì)和進(jìn)水取樣口 ；所述進(jìn)水量由流量計(jì)控制，每次進(jìn)水開始后，都由進(jìn)水取樣口采水樣分析。
8.根據(jù)權(quán)利要求書7所述的含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理裝置，其特征在于，所述堿性沉淀單元包括進(jìn)水泵、沉淀反應(yīng)器、攪拌裝置、上清液取樣口、排泥閥和污泥收集池；攪拌裝置葉片位于沉淀反應(yīng)器中部，應(yīng)保證沉淀后污泥上清液分界面低于葉輪位置；每次沉淀靜置后，由上清液取樣口采水樣分析。
9.根據(jù)權(quán)利要求書7所述的含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理裝置，其特征在于，所述pH控制單元包 括堿液儲(chǔ)罐，酸液儲(chǔ)罐，pH探頭和pH控制儀；pH探頭位于反應(yīng)器中部，對(duì)廢水進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將信號(hào)傳輸至PH控制儀，當(dāng)pH超出設(shè)定范圍時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)補(bǔ)堿泵或者補(bǔ)酸泵向反應(yīng)器中加堿或者酸，當(dāng)pH回復(fù)至設(shè)定范圍時(shí),泵停止運(yùn)行，中止加堿或者酸。
10.根據(jù)權(quán)利要求書7所述的含高濃度鎳和鈷的催化劑廢水的處理裝置，其特征在于，所述交換吸附單元包括進(jìn)水泵和離子交換吸附柱；當(dāng)沉淀污泥被排出后，上清液由上清液輸送泵輸入離子交換吸附柱，上清液在吸附柱中停留時(shí)間由流量計(jì)控制。
【文檔編號(hào)】C02F9/04GK104003543SQ201310062202
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月27日
【發(fā)明者】員帥波, 劉琴, 趙延飛, 王曉青, 瞿賢, 康健靈 申請(qǐng)人:上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)中法水務(wù)發(fā)展有限公司