一种高效去除焦化废水中重金属的工艺方法与流程

本发明涉及焦化废水处理，尤其涉及一种高效去除焦化废水中重金属的工艺方法。

背景技术：

1、焦化废水中重金属的去除是环保领域中的一个重要课题，因为重金属污染对环境和人类健康造成严重影响，传统方法在处理焦化废水中存在一些不足之处。首先，常规物理化学方法难以高效去除废水中微小颗粒和生物残留物，导致处理效果不佳。其次，传统方法难以实现实时监测和调整，处理过程缺乏智能化与自动化，导致处理效果受到操作者经验的限制。另外，传统方法往往需要大量新鲜水供应，资源利用率低，废水排放量大，不符合环保和资源节约的要求。这些不足之处使得传统方法在应对复杂废水处理时效果有限，难以达到高效去除重金属的要求，需要加以优化和改进。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、本发明采用了如下技术方案：一种高效去除焦化废水中重金属的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

3、s1：从焦化过程中产生的废水中采集样本，进行初步的预处理，包括去除悬浮物和大颗粒杂质。采用物理沉淀、过滤等方法，使得废水在后续处理步骤中更为纯净，获得初步处理后的焦化废水样本；

4、s2：对s1得到的焦化废水样本中的重金属进行分析，确定主要成分。基于分析结果，设计并制备具有高吸附性能的纳米材料，并进行表面功能化，增强其对特定重金属的亲和力，得到具有高吸附性能和选择性的纳米材料；

5、s3：将s2得到的纳米材料引入初步处理后的焦化废水中，通过物理吸附将重金属固定在纳米材料表面，形成重金属与纳米材料的吸附复合物；

6、s4：引入电化学反应，通过外加电场促使重金属与纳米材料表面发生电化学反应，进一步提高吸附效率，形成电化学反应产物，提高重金属的去除效率；

7、s5：使用传感器监测废水中的重金属浓度，实时反馈至控制系统。根据监测结果调整电场强度和反应条件，确保处理效果最优，获得实时监测数据和系统反馈；

8、s6：基于s5的监测结果，智能调控系统对电场强度、反应时间等参数进行优化调整，以实现最佳的废水处理效果，优化后的处理系统参数；

9、s7：将生物修复技术引入，通过引入具有生物吸附能力的微生物或植物，进一步去除废水中残留的重金属，形成生物修复与吸附复合处理产物；

10、s8：采用膜分离技术，如超滤、逆渗透等，对处理后的废水进行进一步过滤，去除微小颗粒和生物修复残留物，得到经过膜分离后的清洁水；

11、s9：将s8得到的清洁水循环利用于焦化过程中，以减少新鲜水的使用，实现资源循环利用，建立循环水利用系统，降低废水排放量，实现环保与资源节约的双重目标。

12、较佳的，所述s1中具体步骤为：

13、s101：废水采集，使用采样器从焦化工艺废水中采集样本，确保样本代表废水全过程，获得原始焦化废水样本；

14、s102：初步过滤，采用物理沉淀和过滤，去除悬浮颗粒和大颗粒杂质，得到初步处理后的焦化废水；

15、s103：化学调整，调整废水ph值，以提供适宜的反应环境，形成适宜处理的焦化废水。

16、此处，废水采集确保获取代表性样本，初步过滤去除颗粒，化学调整为适宜处理的焦化废水，为后续处理奠定基础。

17、较佳的，所述s2中具体步骤为：

18、s201：成分分析，使用分析仪器对废水进行成分分析，确定主要重金属成分，得到废水中主要重金属成分信息；

19、s202：纳米材料制备，设计并合成具有高吸附性能的纳米材料，得到高吸附性能的纳米材料；

20、s203：表面功能化，对纳米材料表面进行功能化处理，增强对目标重金属的亲和力，形成功能化的纳米吸附材料。

21、此处，成分分析提供废水主要重金属信息，纳米材料制备得高吸附性能，表面功能化增强对重金属的亲和力。

22、较佳的，所述s3中具体步骤为：

23、s301：纳米材料引入，将功能化的纳米材料引入初步处理后的焦化废水中，形成重金属与纳米材料的初始吸附复合物；

24、s302：物理吸附，通过物理吸附将重金属固定在纳米材料表面，形成物理吸附复合物；

25、s303：分离沉淀物，采用沉淀法分离吸附后的沉淀物，获得纯净液体，得到含有吸附重金属的液体。

26、此处，引入纳米材料形成初始吸附复合物，物理吸附牢固固定重金属，分离沉淀物获得含有吸附重金属的液体。

27、较佳的，所述s4中具体步骤为：

28、s401：沉淀物收集，将分离的沉淀物进行集中收集，得到含有吸附重金属的沉淀物；

29、s402：酸碱处理，利用酸碱处理方法将沉淀物中的重金属进行溶解或沉淀，得到含有重金属的酸性或碱性物质；

30、s403：废水净化，对废水进行进一步净化，去除余留的微量杂质，获得经处理后的清澈废水。

31、此处，沉淀物收集后酸碱处理，废水净化形成清澈废水，实现重金属的有效处理与回收。

32、较佳的，所述s5中具体步骤为：

33、s501：质量检测，利用分析仪器对各处理阶段的样品进行质量检测，获得各阶段处理效果的数据；

34、s502：效能评估，通过比较处理前后水质，评估吸附材料和处理工艺的效能，得出吸附过程的效果评估；

35、s503：数据分析，对各步骤数据进行统计分析，为优化工艺提供参考，形成数据分析报告。

36、此处，质量检测提供处理效果数据，效能评估比较水质前后，数据分析形成优化建议，为整个工艺提供指导。

37、较佳的，所述s6中具体步骤为：

38、s601：实时监测，通过传感器实时监测废水中的重金属浓度，获得实时监测数据，反映废水处理状况；

39、s602：数据分析与优化，将监测数据输入智能调控系统，进行数据分析，并根据算法优化系统参数，得到优化后的处理系统参数；

40、s603：实时反馈调整，智能调控系统根据数据分析结果实时调整电场强度、反应时间等参数，形成实时反馈调整的处理系统。

41、此处，实时监测与数据分析优化参数，实时反馈调整系统，实现废水处理过程的智能化与自动化。

42、较佳的，所述s7中具体步骤为：

43、s701：微生物培养，培养具有生物吸附能力的微生物，以增强重金属的生物修复效果，获得富含吸附微生物的培养物；

44、s702：植物引入，引入具有吸附能力的植物，以协同微生物进行生物修复，形成植物与微生物共同参与的生物修复系统；

45、s703：生物修复过程，将富含吸附微生物的培养物或植物引入处理系统，实现生物修复，形成生物修复与吸附复合处理产物。

46、此处，微生物培养及植物引入形成生物修复系统，与吸附复合处理产物一同参与焦化废水处理。

47、较佳的所述s8中具体步骤为：

48、s801：膜材料选择，选择适用于废水处理的膜材料，确保对微小颗粒和生物修复残留物的有效分离，得到适用的膜材料；

49、s802：膜分离操作，利用膜分离技术对处理后的废水进行进一步过滤，获得经过膜分离后的清洁水；

50、s803：膜后处理，对膜分离后的废水进行可能的后处理，确保达到排放标准，形成符合排放标准的清洁水。

51、此处，膜材料选择保证有效分离，膜分离操作后得到清洁水，膜后处理确保清洁水达到排放标准。

52、较佳的，所述s9中具体步骤为：

53、s901：清洁水收集，将经过膜分离的清洁水进行集中收集，得到清洁水储备；

54、s902：水质监测，对清洁水进行水质监测，确保符合再利用标准，获得清洁水的水质监测数据；

55、s903：水质合格再利用，将清洁水循环利用于焦化过程中，实现资源循环利用，建立循环水利用系统，降低废水排放量，实现环保与资源节约的双重目标。

56、此处，清洁水收集形成储备，水质监测确保合格，实现清洁水循环利用，降低废水排放，实现资源循环。

57、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

58、本发明中，通过上述创新方法，实现了焦化废水中重金属的高效去除。首先，在s1-s3步骤中，采集、预处理废水，设计制备高吸附性能的纳米材料，实现了初步吸附复合物的形成。在s4中，引入电化学反应，进一步提高吸附效率，形成电化学反应产物，有效去除重金属。s5-s6中，实时监测并调整参数，确保废水处理效果最优。s7引入生物修复技术，s8采用膜分离，s9实现水循环利用，形成双重目标，实现环保与资源节约。