含盐水的处理方法与流程

含盐水的处理方法
1.本技术是基于申请日为2015年6月30日、申请号为201580035400.9、发明名称为“含盐水的处理方法”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明的目标在于用于处理含金属的液体排放物、尤其是含盐水的新方法。


背景技术：

3.在全球范围内，废水处理构成了公共健康的主要挑战。
4.废水是既来源于人群也来源于商业和工业活动的所有含有不同元素的水，并且其能够污染其将被排放到其中的环境。为此，为了对这些不同的环境友好，这些排放物在被排放到自然环境或者净化网络中之前要进行处理。
5.在需要进行处理的元素当中，可以提及诸如锌、镍、铬、铜、铊、砷、铅、汞和镉的重金属，它们是生态体系和食物链的重要污染物。
6.已经以不同方法的形式提出众多解决方案用于处理重金属，它们均具有以下缺陷：
[0007]-物理化学方法在希望达到高技术性能时导致与试剂成本相关的高运营费用(opex)。而且，这些方法使用含硫化学产品如硫化钠(na2s)或者三硫醇，它们对环境具有负面影响并且在浓度峰值的情况下并不是有效的，
[0008]-使用能够选择性固定重金属的螯合树脂的离子交换方法也产生与树脂再生成本相关或者与它们的更新成本相关的高运营费用(opex)，这种成本在处理含金属的排放物时众所周知是高的。另外必须要管理被认为是危险固体废料的废树脂并且要管理本身被认为是危险液体的洗出液，
[0009]-使用超滤、纳滤或反渗透膜的膜技术，其由于对于含盐排放物来说转化率常常小于50％而产生高运营费用(opex)(管理和去除浓缩物)。而且，当水具有非常高的盐含量(尤其是钙以及硫酸盐的含量)时，这些技术由于快速且不可逆的堵塞而被证明是不可用的，以及
[0010]-蒸发浓缩或蒸发结晶技术产生由于蒸发所需的能量而导致的高运营费用(opex)，以及高资本投资费用(capex)。另外还需要管理盐水，这通过将它们去除或者增值利用来进行。
[0011]
因而需要获得一项技术，该技术使得能够同时优化opex(尤其是通过减少所用试剂的量)以及技术性能水平，尤其是：限制/消除危险物质(汞、镉、铅、锌等)的排放，更好的纯化收率，较低甚至为零的金属排放水平，控制排放峰值而不需化学产品过剂量。


技术实现要素：

[0012]
而本发明人已经认识到，通过组合两种方法：物理化学方法和离子交换方法，则可以获得一种解决了以上所指出的所有问题的处理含盐排放物中的金属的方法。
[0013]
因而，本发明的目标在于含盐液体排放物、尤其是含盐水中存在的重金属的处理方法，所述方法包括以下步骤：
[0014]
a.在ph为5-6下利用中和剂处理可包含重金属的液体排放物，所述中和剂从尤其包含氢氧化钠、石灰乳、镁乳(lait de magn
é
sie)的组中选择，
[0015]
b.凝结在步骤a)中处理的排放物，在此期间将一定剂量的凝结剂注入到所述排放物中，
[0016]
c.在ph为9-10下利用中和剂沉淀在步骤b)中获得的混合物，所述中和剂从尤其包含氢氧化钠、石灰乳、镁乳的组中选择，
[0017]
d.絮凝在凝结步骤b)的过程中获得的混合物或者在利用中和剂的处理步骤c)的过程中获得的混合物，在此期间进行絮凝剂向所述混合物中的注入，以便以絮状物(flocs)的形式使悬浮粒子聚集，
[0018]
e.去除在步骤d)形成的絮状物并且回收液体，
[0019]
f.通过过滤处理在步骤e)中的残余悬浮物质，
[0020]
g.使在步骤f)中回收的液体与能够吸附一种或多种重金属的离子交换树脂接触，或者相继与其中每种树脂能够吸附一种或多种重金属的多种离子交换树脂接触，以降低在所述液体中存在的重金属的浓度，
[0021]
h.回收无重金属的液体。
[0022]
术语“无重金属”被理解为是指其重金属浓度符合向自然环境排放的值即小于0.01mg/l的液体。
[0023]
根据本发明，步骤a)可根据本领域技术人员已知的任何技术来进行，尤其是通过将石灰乳形式的熟石灰与待处理排放物混合来进行。ph值利用任何已知的酸、尤其是33％的盐酸调节到5.5-8.5的范围。
[0024]
根据本发明，凝结步骤b)可通过添加凝结剂来进行。这个步骤可与步骤a)分开地或者与步骤a)同时地进行。在这两种实施方案中，凝结的混合物经历絮凝步骤d)。
[0025]
沉淀步骤c)是任选的，即步骤d)可直接在步骤b)之后进行。
[0026]
在步骤d)结束时，絮状物根据本领域技术人员已知的技术例如通过沉降(步骤e)而被去除，并且经沉降的液体在与离子交换树脂接触(步骤g)之前例如在砂滤器上进行过滤(步骤f)。
[0027]
凝结和絮凝步骤使用本领域技术人员已知的技术来进行，例如在由degr
é
mont suez出版的“m
é
mento technique de l’eau(水技术概要)”中所述的技术，第十版，第1卷，第3章，第185页及之后内容。该凝结在于添加凝结剂如三价阳离子，尤其是铁盐或铝盐，使得水中存在的胶体粒子不稳定并且中和这些粒子的所有负电荷。在此步骤过程中，经中和的粒子通过机械搅拌开始聚集，以形成微絮状物。这些微絮状物太小而无法被去除(尤其是通过沉降)。因而需要絮凝步骤来增大这些絮状物。
[0028]
根据本发明，经沉降(步骤e)和过滤(步骤f)的液体可与能够捕获多种重金属的单一树脂接触或者与其中每种树脂能够固定一种或多种重金属的一组树脂接触。作为树脂的实例，可以提及lanxess monoplus tp207、amberlite irc 748、lanxess monoplus tp 214、ambersep gt 74。
[0029]
在步骤g)结束时，回收无重金属的液体，所述液体因而可被排放到自然环境中或
者排放到净化网络中。
[0030]
根据本发明的方法借助于物理化学处理还使得能够降低氟浓度，一直到满足向自然环境中排放的极限值的数值，该向自然环境中排放的极限值在法国是15mg/l，甚至低于检测阈值。
[0031]
根据本发明，该方法使得能够通过沉淀(借助于中和剂或不溶化试剂)以及在树脂上的吸附来处理在水中存在的重金属如锌、镍、铬、铜、铊、砷、铅、汞和镉。根据本发明，可根据所用的树脂类型去除这些金属中的一种或多种。本领域技术人员根据它们的常识将能够选择和组合合适类型的树脂。
[0032]
根据本发明的方法适合于任何液体介质，尤其是任何水性排放物，尤其是来自非危险废料或危险废料梵烧设备的烟气的洗涤排放物，非危险废料保存设备的沥出液，来源于表面处理的排放物，采矿排放物，燃煤或燃气发电站排放物。
[0033]
根据本发明的处理方法使得能够在该方法结束时获得每种重金属浓度小于0.01mg/l。
[0034]
根据本发明，该方法还可包括在步骤g)之后的至少一个树脂洗脱步骤，以解吸固定到所述树脂上的重金属，回收包含所述重金属的洗脱液以及至少一个再生所述树脂的步骤以将它们随后用在新循环中。用于吸附汞的树脂由于再生方法的复杂性而不能进行再生。这些树脂如废树脂(在数次生产/再生循环之后效率降低的树脂)以传统方式被去除。
[0035]
包含高浓度重金属的树脂再生洗脱液可经历物理化学处理(在该方法上游再循环)。实际上，树脂是精处理(二级处理)并且物理化学是适合于处理具有高浓度金属的排放物的初级处理。
[0036]
根据本发明，排放水平可借助于用于连续在线监测离子交换树脂处理的入口处和出口处的金属含量的工具来控制；根据金属的泄漏，将可准确地获知树脂的饱和状态并且在需要时启动树脂再生。
[0037]
仍然根据本发明，该运营(exploitation)可通过如下方式优化：安排进程管理，以确保排放水平(经处理的水的水质)，同时优化/限制树脂再生(以及因此的这个站(poste)的opex)：
[0038]-回收并处理分析仪的数据，然后预测计算满足所希望水质的剩余循环，
[0039]-显示剩余循环的实时细目(d
é
compte)，以便仅在树脂上的金属泄漏不满足所希望的水质时才进行再生。
附图说明
[0040]
为了更好地理解作为本发明主题的方法，下面描述其一种实施方式。当然要理解，这仅仅是无任何限制性的实施例。在此描述的过程中，将参考附图的图1，其是示出了根据本发明的方法的各步骤的示意图。
具体实施方式
[0041]
在这个图中，待处理排放物被引向配备有搅拌器的槽(1)，在控制ph值的同时向其中还添加石灰和凝结剂；如此处理的排放物被传送到槽(2)并且在受控的ph下再次用石灰进行处理，然后将混合物从槽(2)传送到向其中添加了絮凝剂的槽(3)。在絮凝之后，经絮凝
的混合物从槽(3)传送到层状沉降器(4)并且絮状物被去除。在砂滤器(r1)上过滤和沉降的液体然后在不同树脂(r2＝树脂1并且r3＝树脂2)上经过，这些树脂中的每一个均能够吸附希望从待处理排放物中去除的一种或多种重金属。在这些树脂上经过之后，将无重金属的液体排放到自然环境或者净化网络中。
[0042]
与现有技术已知方法相比的本发明方法的性能在下表1中汇总。
[0043]
表1
[0044][0045]
根据本发明的方法具有以下的优点：
[0046]-与单独的物理化学体系相比，opex增益从25％到30％，
[0047]-由于减少甚至消除了传统上用于沉淀金属的含硫产品而获得环境增益，以及
[0048]-与更好的金属减少相关的技术增益。
[0049]
本发明还涉及以下项目：
[0050]
项目1、含金属液体排放物、尤其是含盐水中存在的重金属的处理方法，所述方法包括以下步骤：
[0051]
a.在ph为5-6下利用中和剂处理可包含重金属的液体排放物，所述中和剂从尤其包含氢氧化钠、石灰乳、镁乳的组中选择，
[0052]
b.凝结在步骤a)中处理的排放物，
[0053]
c.在ph为9-10下利用中和剂沉淀在步骤b)中获得的混合物，所述中和剂从尤其包含氢氧化钠、石灰乳、镁乳的组中选择，
[0054]
d.絮凝在凝结步骤b)的过程中获得的混合物或者在利用中和剂的处理步骤c)的过程中获得的混合物，
[0055]
e.去除在步骤d)形成的絮状物并且回收液体，
[0056]
f.通过过滤处理在步骤e)中的残余悬浮物质，
[0057]
g.使在步骤f)中回收的液体与能够吸附一种或多种重金属的离子交换树脂接触，或者相继与其中每种树脂能够吸附一种或多种重金属的多种离子交换树脂接触，以降低在所述液体中存在的重金属的浓度，
[0058]
h.回收无重金属的液体。
[0059]
项目2、根据项目1所述的处理方法，其特征在于，重金属选自锌、镍、铬、铜、铊、砷、铅、汞和镉。
[0060]
项目3、根据上述项目任一项所述的处理方法，其特征在于，在该方法结束时每种重金属的浓度小于0.01mg/l。
[0061]
项目4、根据项目1所述的处理方法，其特征在于，该方法还包括在步骤g)之后的至少一个树脂洗脱步骤，以回收被吸附的所述重金属，以及至少一个所述树脂再生步骤。
[0062]
项目5、根据项目1所述的处理方法，其特征在于，在离子交换树脂级上的金属泄漏的连续在线监测使得能够知晓树脂的饱和状态并且在需要时启动树脂再生。
[0063]
项目6、根据项目5所述的处理方法，其特征在于，成为预测计算的对象的离子交换树脂级上的金属泄漏使得能够知晓在新再生之前的剩余循环的持续时间。

技术特征：
1.具有高金属含量的液体排放物中存在的重金属的处理方法，所述方法包括以下步骤：a.在ph为5-6下利用中和剂处理可包含重金属的液体排放物，所述中和剂从尤其包含氢氧化钠、石灰乳、镁乳的组中选择，b.通过添加凝结剂凝结在步骤a)中处理的排放物，c.在ph为9-10下利用中和剂沉淀在步骤b)中获得的混合物，所述中和剂从尤其包含氢氧化钠、石灰乳、镁乳的组中选择，d.通过添加絮凝剂絮凝在利用中和剂的处理步骤c)的过程中获得的混合物，e.去除在步骤d)形成的絮状物并且回收液体，f.通过过滤处理在步骤e)中的残余悬浮物质，g.使在步骤f)中回收的液体与能够吸附一种或多种重金属的离子交换树脂接触，或者相继与其中每种树脂能够吸附一种或多种重金属的多种离子交换树脂接触，以降低在所述液体中存在的重金属的浓度，h.回收在步骤g)中获得的液体，在步骤g)中获得的液体中在该方法结束时每种重金属的浓度小于0.01mg/l，并且其中所述重金属选自包含锌、镍、铬、铜、铊、砷、铅、汞和镉的组。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于该具有高金属含量的液体排放物是含盐水。3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，该方法还包括在步骤g)之后的至少一个树脂洗脱步骤，以回收被吸附的所述重金属，以及至少一个所述树脂的再生步骤。4.根据权利要求1-2任一项所述的处理方法，其特征在于，其借助于用于连续在线监测离子交换树脂级上的金属泄漏的工具来控制，这使得能够知晓树脂的饱和状态并且在需要时启动树脂再生。5.根据权利要求1-3任一项所述的处理方法，其特征在于，成为预测计算的对象的离子交换树脂级上的金属泄漏使得能够知晓在新再生之前的剩余循环的持续时间。6.根据上述权利要求任一项所述的处理方法，其特征在于，该凝结剂是三价阳离子。7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于，该凝结剂是铁盐或铝盐。8.根据权利要求1-7任一项所述的处理方法，其特征在于，步骤b)与步骤a)分开地进行。9.根据权利要求1-7任一项所述的处理方法，其特征在于，步骤b)与步骤a)同时地进行。10.根据上述权利要求任一项所述的处理方法，其特征在于在步骤g)中获得的液体被排放到自然环境或者净化网络中。11.根据上述权利要求任一项所述的处理方法，其特征在于所述重金属是锌、镍、铬、铜、铊、砷、铅、汞和镉。

技术总结
本发明涉及液体排放物中的重金属的处理方法，所述方法包括与离子交换步骤组合的物理化学步骤。化学步骤。化学步骤。


技术研发人员：G
受保护的技术使用者：维吉集团
技术研发日：2015.06.30
技术公布日：2023/10/15