CN102020387A

CN102020387A - 一种湿法炼锌废水的处理方法

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Publication number: CN102020387A
Application number: CN 201010614777
Authority: CN
Inventors: 成应向; 许友泽; 刘湛; 向仁军; 陈灿; 钟振宇; 周理程; 张青梅
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2011-04-20

Abstract

一种湿法炼锌废水的处理方法，用石灰或石灰乳调节废水pH值10.0～11.0，在搅拌的同时加入硫酸亚铁，以及高岭土和膨润土的混合试剂，所得混合液过微波后加入聚丙烯酰胺助凝产生沉淀，用以去除废水中包含的锌、隔、铅等重金属污染物。本方法利用了微波场能的特殊加热方式，以提高化学反应速度和絮凝沉降效果，使得废水处理后锌、隔、铅等重金属污染物能稳定达到排放标准，且絮凝沉淀渣锌、隔含量高，可综合回收或安全处置，实现了废水处理的资源化和对环境污染的威胁。本方法处理成本低廉，因此，能产生良好的经济效益与环境效益，具有广阔的应用前景。

Description

一种湿法炼锌废水的处理方法

技术领域

本发明涉及一种湿法炼锌工业废水处理技术，具体涉及的是将湿法炼锌工业废水中锌、镉等重金属从该工业废水中分离出来，以使废水达标排放的方法。

背景技术

锌是工业生产的重要材料，用于镀层防腐、制造合金、制造氧化锌和干电池等，广泛应用于汽车、建筑、船舶、轻工、电镀、橡胶、涂料、搪瓷、医药、印刷、纤维等行业。锌的冶炼以湿法为主，其工艺过程包括焙烧、浸出、溶液净化、电解沉积、阴极锌熔铸五个工序，工序过程都会排放大量的含锌、镉等重金属废水，这些废水进入环境后不仅影响水生生物的生长，破坏水生生态系统，而且还可能通过食物链的富积危害人类健康，对居民饮用水安全也构成威胁。目前化学沉淀法、物理吸附法、电解或电渗析法、膜法和生物法等技术方法已应用于重金属废水的治理，其中化学沉淀法为工程中普遍使用的处理方法，其它方法因成本过高或不易操作限制了工程的应用。湿法炼锌废水因其水质、水量、酸碱度变化大，现有的化学沉淀法处理不能保证其排放稳定达标。因此寻找实用、廉价、高效的湿法炼锌工业废水处理技术已成为人们关注的焦点及现代社会的环保需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种实用、廉价、高效湿法炼锌工业废水的处理方法，是可以有效的将湿法炼锌工业废水中锌、镉等重金属分离从该工业废水中分离出来，可使得各种不同水质、水量、酸碱度变化的湿法炼锌工业废水达到稳定达标排放。

本发明是通过下述方式实现的：

将湿法炼锌废水用石灰或石灰乳调节pH值至10-11，在搅拌机搅拌的同时加入硫酸亚铁，以及高岭土和膨润土的混合试剂(以下简称B试剂)，混合液经微波作用后加入聚丙烯酰胺助凝产生沉淀，从而去除废水中包含的锌、隔、铅重金属在内的污染物。

B试剂中优选高岭土和膨润土按质量比为1∶0.8～1.2的比例配置而成。

B试剂最优选的是高岭土和膨润土按等比例配置而成。

湿法炼锌废水中的重金属可以以下初始浓度范围内变化。锌的初始浓度范围为9.1～1850.0mg/L，镉的初始浓度范围为1.5～64.9mg/L，铅的初始浓度范围为0.5～3.4mg/L，废水的pH值为1.7-6.0。

硫酸亚铁或B试剂的投加量为0.10～0.15g/L，聚丙烯酰胺(PAM)的投加量为8-12PPM。

微波设备为一单膜腔设备，输入功率不大于6kw，微波输出功率为1KW～3KW(可调)，微波频率为2.45MHz，微波作用时间为1-2秒。

吸附沉淀所得到的沉淀渣通过酸或微生物浸出，以及电解，对其中的镉、锌可进行回收。

本发明由于不但采用硫酸亚铁以及B试剂的协调絮凝作用，还由于B试剂中内含多金属的吸波作用，并通过微波的有效处理，从而达到去除重金属污染物的良好效果。况且，所采用的B试剂原料来源广泛，简单易得，价格低廉，可很好的应用于工业化大规模的使用。而采用的微波是一种频率在300MHz到300GHz之间的电磁波，介于红外与无线电波之间，常用的加热频率是2450MHz。本方法通过利用了微波场能的特殊加热方式，以提高化学反应速度和絮凝沉降效果，使得废水处理后锌、隔、铅等重金属污染物能稳定达到排放标准，且同时利用絮凝沉淀渣锌、隔含量高，可实现综合回收或安全处置湿法炼锌工业废水，实现了废水处理的资源化和解除其对环境污染的威胁。

正是由于以上本发明的一系列流程方面的精心设计，可最大限度地实现工业废水中锌、镉等重金属的高效沉淀和分离，保障废水处理后中的锌、镉等重金属浓度达到排放标准，具有处理成本低廉，高效低能耗的特点，克服了传统石灰中和沉淀方法处理重金属废水不能稳定达标的缺陷。因此，本方法是一种节能、高效的新型湿法炼锌废水处理方法。

本发明的方法还具有工艺流程短、絮凝沉淀速度快、占地面积小、工程投资和处理成本低、设备结构紧凑、施工安装快捷方便等优点。通过本发明的方法处理湿法炼锌废水可加速絮凝剂对重金属的捕集和沉降速度，提高重金属的去除效率，从而确保废水达标排放，能产生良好的经济效益与环境效益，因而本发明的方法具有巨大的推广和应用前景。

附图说明

图1：湿法炼锌废水微波处理工艺流程图。

图2：湿法炼锌废水微波处理铅浓度进水、出水效果变化图。

图3：湿法炼锌废水微波处理锌浓度进水、出水效果变化图。

图4：湿法炼锌废水微波处理镉浓度进水、出水效果变化图。

具体实施方式

以下实施实例旨在说明本发明而不是对本发明进一步限定。

实施例1

步骤1：取湿法炼锌废水500L，用石灰调节pH值到10.15，再加硫酸亚铁(投加量0.1g/L)和B药剂(投加量0.1g/L)，搅拌5分钟。

步骤2：将上述废水通过增压泵以0.65m³/h流速打入微波设备(功率调节为1KW)，进行微波辐射处理。

步骤3：在系统运行25min时于微波设备出口取样，加入PAM(何处购得)助凝沉淀，测定上清液水样中的Pb、Zn、Cd含量。

测定结果表明，本微波工艺对废水中重金属的去除效果明显，铅、锌、镉重金属浓度从3.41mg/L、1850mg/L、64.9mg/L分别降低至0.024mg/L、0.460mg/L、0.050mg/L，去除率分别为99.3％、99.9％和99.9％。

实施例2

步骤1：取湿法炼锌废水450L，用石灰调节pH值到10.35，再加硫酸亚铁(投加量0.1g/L)和B药剂(投加量0.1g/L)，搅拌5分钟。

步骤2：将上述废水通过增压泵以1.5m³/h流速打入微波设备(功率调节为1KW)，进行微波辐射处理。

步骤3：在系统运行15min时于微波设备出口取样，加入PAM助凝沉淀，测定上清液水样中的Pb、Zn、Cd含量。

测定结果表明，本微波工艺对废水中重金属的去除效果明显，铅、锌、镉重金属浓度从1.834mg/L、301.750mg/L、14.025mg/L分别降低至0.056mg/L、0.072mg/L、0.071mg/L，去除率分别为96.9％、99.9％和99.5％。

实施例3

步骤1：取湿法炼锌废水500L，用石灰调节pH值到10.10，再加硫酸亚铁(投加量0.1g/L)和B药剂(投加量0.1g/L)，搅拌5分钟。

步骤2：将上述废水通过增压泵以2.25m³/h流速打入微波设备(功率调节为1KW)，进行微波辐射处理。

步骤3：在系统运行10min时于微波设备出口取样，加入PAM助凝沉淀，测定上清液水样中的Pb、Zn、Cd含量。

测定结果表明，本微波工艺对废水中重金属的去除效果明显，铅、锌、镉重金属浓度从2.34mg/L、299.50mg/L、46.30mg/L分别降低至0.041mg/L、0.138mg/L、0.054mg/L，去除率分别为98.2％、99.9％和99.8％。

实施例4

步骤1：取湿法炼锌废水340L，用石灰调节pH值到9.98，再加硫酸亚铁(投加量0.1g/L)和B药剂(投加量0.1g/L)，曝气搅拌5分钟。

步骤2：将上述废水通过增压泵以2.55m³/h流速打入微波设备(功率调节为1KW)，进行微波辐射处理。

步骤3：在系统运行5min时于微波设备出口取样，加入PAM助凝沉淀，测定上清液水样中的Pb、Zn、Cd含量。

测定结果表明，本微波工艺对废水中重金属的去除效果明显，铅、锌、镉重金属浓度从0.54mg/L、386.00mg/L、18.00mg/L分别降低至0.061mg/L、0.015mg/L、0.049mg/L，去除率分别为88.7％、99.9％和99.7％。

实施例5

步骤1：将湿法炼锌废水用石灰调节pH值到10.5，用计量泵连续投加硫酸亚铁(投加量0.15g/L)和B药剂(投加量0.1g/L)。

步骤2：在搅拌的同时将上述废水用离心泵以1.0m³/h流速打入微波设备(功率调节为1KW)，进行微波辐射处理。

步骤3：在系统运行2.5小时后于微波设备出口取样，加入PAM助凝沉淀，测定上清液水样中的Pb、Zn、Cd含量。

测定结果表明，本微波工艺对废水中重金属的去除效果明显，铅、锌、镉重金属浓度从4.303mg/L、74.270mg/L、33.470mg/L分别降低至0.024mg/L、0.097mg/L、0.007mg/L，去除率分别为99.4％、99.9％和99.9％。

实施例6

步骤1：将湿法炼锌废水用石灰调节pH值到10.3，用计量泵连续投加硫酸亚铁(投加量0.15g/L)和B药剂(投加量0.15g/L)。

步骤3：在系统运行3.5小时后于微波设备出口取样，加入PAM助凝沉淀，测定上清液水样中的Pb、Zn、Cd含量。

测定结果表明，本微波工艺对废水中重金属的去除效果明显，铅、锌、镉重金属浓度从0.492mg/L、9.127mg/L、1.5420mg/L分别降低至0.001mg/L、0.012mg/L、0.001mg/L，去除率分别为99.8％、99.8％和99.9％。

Claims

1.一种湿法炼锌废水的处理方法，是用石灰或石灰乳调节所述废水pH值10～11，在搅拌的同时加入硫酸亚铁，以及高岭土和膨润土的混合试剂，所得混合液过微波后加入聚丙烯酰胺助凝产生沉淀，用以去除废水中的锌、隔、铅在内的重金属污染物。

2.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌废水的处理方法，所述的高岭土和膨润土的混合试剂按质量比为1∶0.8～1.2的比例配置而成。

3.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌废水的处理方法，其特征是，湿法炼锌废水中锌的初始浓度范围为9.1～1850.0mg/L，镉的初始浓度范围为1.5～64.9mg/L，铅的初始浓度范围为0.5～3.4mg/L，废水的pH值为1.7-6.0。

4.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌废水的处理方法，其特征是，硫酸亚铁的加入量为0.10～0.15g/L，混合试剂的投加量为0.10～0.15g/L，聚丙烯酰胺的投加量为8-12PPM。

5.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌废水的处理方法，其特征是，微波设备为一单膜腔设备，输入功率不大于6kw，微波输出功率为1KW～3KW，微波频率为2.45MHz。

6.根据权利要求5所述的一种湿法炼锌废水的处理方法，其特征是，单台微波设备废水处理规模为0.5m³/h～4.5m³/h，微波作用时间为1-2秒。

7.根据权利要求1～6任一项所述的一种湿法炼锌废水的处理方法，其特征是，所得混合液过微波后加入聚丙烯酰胺助凝产生沉淀，吸附沉淀，所得沉淀渣再通过酸浸出或微生物浸出，以及电解回收锌和镉。