[发明专利]一种铜系甲醇合成催化剂废水的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含铜、锌催化剂废水的处理方法，更具体地说，涉及一种铜系甲醇合成催化剂废水的处理方法，具体应用行业主要为催化剂工业废水处理。

背景技术

该类废水来源于氢气加二氧化碳制甲醇所需的催化剂的工艺制备过程，由于该催化剂是以三氧化二铝为载体，按一定比例负载上氧化铜、氧化锌等金属物，该类废水经微孔精密过滤回收大部分铜、锌固体颗粒后，废水中铜、锌离子污染物浓度仍然远远大于国家排放标准。

目前国内含铜、锌催化剂废水的处理方法很多，主要有生物法，物理化学法和化学法。

生物法主要为生物絮凝法和生物吸附法：生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物，从而将水中重金属离子絮凝沉淀的方法，该方法对水质要求较高，需要有生物生长的必须营养条件，针对性较强。生物吸附法是利用微生物菌体、植物活体或者残体作吸附剂的处理方法，该方法存在的主要问题是，如何将微生物体从持续运转的处理液中及时分离出来，该问题虽然可以通过固定化技术解决，但成本增加，重金属离子解析和回收也难以解决；利用植物活体或残体的吸附技术则受限于所治理的地理环境。

物理化学法主要是一种离子交换法和膜分离技术或者两者结合的技术。离子交换法受到交换剂品种、产量和成本的限制。膜分离技术是利用一种特殊的半透膜，采用电渗析或隔膜电解原理的分离或者浓缩方法，存在的问题是运行过程出现结垢的腐蚀等问题。国内在多家金属公司上马的戈尔膜技术，是以压滤为原理，效果较好，但投资成本太高。

化学法主要包括电解法和化学沉淀法。电解法主要用于电镀废水的处理，适用面较窄。化学沉淀法主要是通过化学反应使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物，然后通过过滤和分离使沉淀物从水溶液中去除，其中包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法等。

现有技术中，中国专利信息目前与废水中重金属去除相关的专利技术有：a、利用板栗皮为吸附剂的一种酸性重金属污染废水的处理方法(200510046816)；b、铜、锌络离子废水废渣净化处理方法(CN 1066257)；c、微生物治理电镀废水新技术(CN 1096769)；d、利用贝壳去除工业废水中重金属盐的方法(CN 101538073)；e、含重金属的废水的处理方法(CN1332701)。这些方法都不适合该类催化剂废水的处理，如：专利a、d为吸附法，适用于高浓度重金属废水，但沉淀后重金属离子的解析及回收难以解决，存在二次污染问题；专利b主要应用石灰乳破络沉淀法处理电镀类铜、锌废水；专利c、e主要利用微生物还原产生硫化物沉淀等处理废水，不适用于铜系甲醇合成催化剂废水的处理。

发明内容

本发明要解决的技术问题：

本发明目的在于克服现有技术中存在的缺陷，根据铜系甲醇合成催化剂废水的水质特点，提供了一种铜系甲醇合成催化剂废水的处理方法。该方法是在对铜系甲醇合成催化剂废水不做任何预处理的前提下，直接在废水中加入多硫化钙(CaS_X)沉淀剂，同时除去废水中Cu²⁺、Zn²⁺，使处理后废水的金属离子含量达到国家一级排放标准，铜、锌离子随沉淀回收处理；处理后废水再经生化处理后达标排放。本发明工艺流程短，处理成本低，不存在二次污染，具有良好的经济及环境效益。

本发明的具体技术方案：

一种铜系甲醇合成催化剂废水中铜、锌的处理方法，该类废水的水质情况见表1，该类废水的处理方法包括以下步骤：

表1废水水质情况

a、在废水中投加多硫化钙沉淀剂

b、反应及分离

c、生化处理

在具体实施时，在步骤a中，沉淀剂多硫化钙(CaS_x)通过常规方法制备，其中x为2～4；在原水按照S∶(Cu+Zn)＝(0.5～2)∶1(摩尔比)，在废水中投加多硫化钙溶液，温度为常温，采用机械或曝气式搅拌，投加沉淀剂后反应时间为0.5～2h。

在具体实施时，在步骤b中，废水反应后静置沉淀0.5～2h，沉淀物分离回收，上层清液溢流至生化池处理。