CN101928085A

CN101928085A - 铅锌冶炼废水的微电解处理方法

Info

Publication number: CN101928085A
Application number: CN2009102183805A
Authority: CN
Inventors: 徐晓军; 李新征; 罗发生; 陈映雪; 邱珉; 张瑾
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2010-12-29

Abstract

本发明涉及一种冶炼废水的处理方法，特别是铅锌冶炼废水的微电解处理方法，属于环境保护技术领域。本方法是将铅锌冶炼酸性废水经预处理后送入铁炭床反应，其中铁屑和活性炭的质量比范围为0.5～3∶1，经过微电解反应回收大部分重金属污染物且pH值有所上升，然后调节pH值范围为7.5～9.5使前段反应生成的Fe²⁺、Fe³⁺生成絮凝体，在吸附、絮凝、共沉淀的作用下使剩余重金属离子和砷、氟污染物一并沉淀除去，上清液作为工业用水回用。本发明对铅锌冶炼废水的处理效果好、费用较低，可回收重金属资源和回用处理水。

Description

铅锌冶炼废水的微电解处理方法

技术领域：

本发明涉及一种冶炼废水的处理方法，特别是铅锌冶炼废水的微电解处理方法，属于环境保护技术领域。

背景技术：

随着我国有色金属工业的快速发展，铅锌冶炼能力不断扩大，冶炼及硫酸生产过程中所排放的废水量越来越大，这不仅造成资源流失，腐蚀设备，排污收费等企业内部的不经济性；更重要的是会污染周围环境；并且随着重金属元素的迁移、转化而进入食物链富集，严重危害生态环境及人体健康。因此国家对酸性废水的排放制定了严格标准，要求冶炼排污企业加快治理污染步伐，实现用水内部循环，这就要求冶炼企业改进水处理工艺，提高工艺操作水平，达到资源回收和保护环境的目的。

目前铅锌冶炼废水处理主要是中和硫沉淀以及石灰中和沉淀工艺，但是中和法产生的较多固体废弃物(渣)回用不经济，难以处置，容易引起严重的二次污染，且含钙量高的处理水因易结垢而不可回用。

将铁和炭浸没在废水中时，如果废水有较强的酸性的话，还原铁会和酸反应生成Fe²⁺，在弱酸或中性条件下由于铁和炭之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池。其中电位低的铁成为阳极，电位高的炭成为阴极，发生电化学反应，其反应过程如下：

阳极(Fe)：Fe-2e→Fe²⁺；

阴极(C)：2H⁺+2e→2[H]→H₂，

有机难降解污染物+ne→易降解有机物，

重金属离子+ne→重金属单质；

铁还可以置换活性较低的重金属离子，如：

Fe+Cu²⁺→Cu+Fe²⁺；

若水中有氧存在和曝气情况下，还可以发生如下反应：

O₂+4H⁺+4e→2H₂O，

O²+2H₂O+4e→4OH^-，

2Fe²⁺+O₂+4H⁺→2H₂O+Fe³⁺。

从反应中看出，铁炭微电解能使重金属在阴极炭上析出。反应中铁耗H⁺以及微电解反应生成的OH^-是出水pH值升高的原因，而由Fe²⁺氧化生成的Fe³⁺逐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)₃胶体絮凝物，可以有效地吸附、凝聚水中的其它污染物，从而增强对废水的净化效果。

发明内容：

本发明的目的是提供一种铅锌冶炼废水的微电解处理方法，其特点是费用低，处理效率高，可回收重金属资源和回用处理水。

实现本发明上述目的采取的技术方案是：将铅锌冶炼酸性废水经预处理后送入铁炭床反应，其中铁屑和活性炭的质量比范围为0.5～3∶1，经过微电解反应回收大部分重金属污染物且pH值有所上升，调节pH值范围为7.5～9.5使前段反应生成的Fe²⁺、Fe³⁺生成絮凝体，在吸附、絮凝、共沉淀的作用下使其余重金属离子和砷、氟污染物一并沉淀除去，上清液作为工业用水回用。

本发明所述的铁炭床床型可采用固定床、流化床或曝气床的任一种。

所述的经铁炭床反应后的废水是采用碱性物质工业废碱、氢氧化钠、碳酸钠或石灰乳来调整pH值的。

为了消除污染物的排放，铅锌冶炼酸性废水首先经过预处理后再送入铁炭床，预处理方法是视水质水量采取隔栅拦污、初沉淀、均化、初调pH或其组合；初沉池的沉渣以及铁炭床反应后的絮凝沉渣送入压滤机、过滤机或采用自然沉降方法进行固液分离，滤液返回初沉池，滤渣送生产系统再利用。

本发明的的优点在于：

1、利用微电解法来处理铅锌冶炼酸性废水，处理工艺简单，处理效果好，可达到国家一级排放标准。2、处理水中钙离子含量不高，回用不会存在结垢问题。3、沉渣经处理后可回收循环利用，再次成为处理原料或其它原料。

实验表明，本发明处理效果可满足排放标准，实验处理结果见下表：单位(mg/L)

废水成分	pH(无量纲)	Zn	Pb	Cu	Cd	As
							进水	3	218.2	13.8	4.0	6.3	3.2
出水	8	1.61	0.51	0.06	0.063	0.186
							去除率(％)	-	99.26	96.30	98.5	99	94.2
标准	6-9	4.0	1.0	1.0	0.1	0.50

生成渣量较石灰法减少89％，沉渣可做为原料再利用，且处理水可回用，可见铁炭内电解工艺优于目前流行的石灰沉淀法。

附图说明：

图1为本发明铅锌冶炼废水的微电解处理方法工艺流程图。

具体实施方式：

实施例1.

某铅锌冶炼冶炼废水废水量80m³/h(连续流)，成分(mg/L)：

pH：3.5，Zn：141.00，Pb：10.80，Cu：3.66，Cd：15.60

采用附图工艺，铅锌冶炼酸性废水经沉沙池均化后进入铁炭床，铁与活性炭质量比为0.6∶1，反应后将废水pH值调至7.5，进入平流沉淀池，沉淀后上清液回用，沉渣底流排出后经压滤机压滤，滤液返回均化池处理，滤渣送生产系统。

铁炭床水力停留时间为30分钟，出水pH为6.2，用氢氧化钠将pH调节至7.5，沉淀后取沉淀池上清液化验成分(mg/L)：pH：7.1，Zn：1.69，Pb：1.20，Cu：0.23，Cd：0.65。

实施例2.

某铅锌冶炼厂综合废水废水量200m³/h(连续流)，成分(mg/L)：

pH：3.0，Zn：148.30，Pb：9.50，Cu：2.27，Cd：11.60，As：1.21，F：11.05。

采用附图工艺，铅锌冶炼酸性废水经沉沙池均化后进入铁炭床，铁与活性炭质量比为1.5∶1，反应后将废水pH值调至8.5，进入斜板沉淀池，沉淀后上清液回用，沉渣底流排出后经压滤机压滤，滤液返回均化池处理，滤渣送生产系统。

铁炭床水力停留时间为45分钟，出水pH为5.9，用氢氧化钠将pH调节至9.5，取沉淀池上清液化验成分(mg/L)：pH：8.6，Zn：2.23，Pb：1.01，Cu：0.45，Cd：0.21，F：3.22。

实施例3.

某铅锌冶炼制酸废水废水量28m³/h(连续流)，成分(mg/L)：

pH：1.8，Zn：256.52，Pb：7.60，Cu：18.90，Cd：6.63，As：4.70，F：25.20。

采用附图工艺，铅锌冶炼酸性废水经沉沙池均化后进入铁炭床，铁与活性炭质量比为3∶1，反应后将废水pH值调至9.5，进入斜板沉淀池，沉淀后上清液回用，沉渣底流排出后经压滤机压滤，滤液返回均化池处理，滤渣送生产系统。

铁炭床水力停留时间为40分钟，出水pH为5.8，用氢氧化钠将pH调节至9.5，沉淀后取沉淀池上清液化验成分(mg/L)：pH：8.9，Zn：4.47，Pb：0.80，Cu：0.71，Cd：0.13，As：0.48，F：9.27。

Claims

1.一种铅锌冶炼废水的处理工艺方法，其特征是：将铅锌冶炼酸性废水经预处理后送入铁炭床反应，其中铁屑和活性炭的质量比范围为0.5～3∶1，然后调节pH值范围为7.5～9.5，使前段反应生成的Fe²⁺、Fe³⁺生成絮凝体，在吸附、絮凝、共沉淀的作用下，使其余重金属离子和砷、氟污染物一并沉淀除去，上清液作为工业用水回用。

2.按权利要求1所述的铅锌冶炼废水的处理工艺方法，其特征是：所述的铁炭床床型可采用固定床、流化床或曝气床的任一种。

3.按权利要求1所述的铅锌冶炼废水的处理工艺方法，其特征是：经铁炭床反应后的废水采用碱性物质工业废碱、氢氧化钠、碳酸钠或石灰乳来调整pH值。

4.按权利要求2或3所述的铅锌冶炼废水的处理工艺方法，其特征是：铅锌冶炼酸性废水的预处理方法是，视水质水量采取隔栅拦污、初沉淀、均化、初调pH或其组合；初沉池的沉渣以及铁炭床反应后的絮凝沉渣可采用压滤机、过滤机或自然沉降方法进行固液分离，滤液返回初沉池，滤渣送生产系统再利用。