CN103819023A - 一种含多种重金属离子工业废水的处理回收方法 - Google Patents
一种含多种重金属离子工业废水的处理回收方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种可在有色金属冶炼生产企业的废水处理及废水循环利用中应用的含多种重金属离子工业废水的处理回收方法，其工艺为：含多种重金属离子的废水→隔油除砂→水质水量均质调节→碱式絮凝沉淀反应→一级沉淀→气浮除油→硫化絮凝沉淀反应→二级沉淀→过滤。本发明可处理含多种有色金属重金属离子及含砷和希贵金属离子的废水，使处理后的水进入中水处理站处理后可循环利用，降低工业废水中有色金属离子对生产区域、市区生活环境及周边生态环境的污染，同时提高了有色金属离子回收率，回收到的金属及希贵金属具有很高的经济价值，促进企业循环经济与资源化综合利用，达到减量化排放与资源的最大化利用，因而在有色金属冶炼企业具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于有色金属冶炼工业中废水处理技术领域，具体涉及一种含多种重金属离子工业废水的处理回收方法。
背景技术
金昌市是全国108个严重缺水城市之一，城市及周边工业及生活用水主要来源于地表水，金川公司是金昌市的工业用水大户，每天新水用量为20万吨，2011年金川集团选冶化厂区用水量为6806.51万m3/a ，每年的废水排放量达1551万吨。随着公司产能的扩大及产业链的延伸，金川公司用水量剧增。由于公司工业废水循环利用率极低（尤其是有色金属离子废水），因而造成污水排放量的急剧增加，金川公司用水量的大增和工业废水循环利用率低这一对矛盾加剧了金昌市水资源短缺，增加了城市用水压力。
有色金属冶炼企业排放的含砷及重金属离子废水，由于金属离子种类多，主要含有Ni2+、Cu2+、Pb2+、Cd2+、Zn2+、AsO4 3-、S04 2-、H+等多种离子，属于难生物降解又有很大毒性，如果外排，水体中的砷及重金属离子可沿食物链被生物吸附和富集，在人体内积累并造成中毒。目前这种废水处理的方法比较多，工业含重金属离子废水处理方法最常用的为中和沉淀法。处理含重金属离子废水常用的中和剂有氢氧化钠、碳酸钠、氨水、石灰和电石渣等，使金属离子与羟基反应，生成难溶的金属氢氧化物，从而予以分离。但是实际具有工业价值的只有石灰和电石渣。石灰价廉易得，因而应用石灰作中和剂最为普遍，中和反应效果良好，并且石灰经消化后能与废水中的各种重金属污染物反应生成氢氧化沉淀物，从而脱除废水中的重金属离子。但石灰、作为中和剂的缺点是：若要降低废水中的金属离子浓度，只要提高PH值增加废水中的OH-浓度即达到目的；不同种类的重金属离子沉淀的PH值不相同，PH值过高会形成羟基络合物而发生沉淀返溶；同时产生大量的硫酸钙，渣量大，渣含水率高，使脱水过滤工作量大，出水硬度高影响了回用，重金属进入弃渣，得不到综合回收；采用石灰作中和沉淀剂，由于金昌水质较硬，致使管路硬化；且Cu、Ni、Co等重金属回收率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的缺点而提供一种可在有色金属冶炼生产企业的废水处理及废水循环利用中应用的含多种重金属离子工业废水的处理回收方法，该方法可处理含多种有色金属重金属离子及含砷和希贵金属离子的废水，使处理后的水进入中水处理站处理后可循环利用，且有色金属及希贵金属回收率高。
为解决本发明的技术问题采用如下技术方案：
一种含多种重金属离子工业废水的处理回收方法，其工艺为：含多种重金属离子废水→隔油除砂→水质水量均质调节→碱式絮凝沉淀反应→一级沉淀→气浮除油→硫化絮凝沉淀反应→二级沉淀→过滤。
一种含多种重金属离子工业废水的处理回收方法，其步骤为：
a、隔油除砂：通过撇油沉砂池中的格栅将含多种重金属离子的废水中悬浮物及杂物进行分离后进入撇油沉砂池，利用撇油沉砂池的行车对废水进行水面撇油，水底中的污泥进行自压排泥，排出的污泥进入污泥过滤池，经过隔油、撇油除泥后的废水进入调节池；
b、水质水量均质调节：进入调节池经过隔油、撇油除泥后的废水利用硫酸和电石渣或盐酸和电石渣调节PH值为8～9，再加入聚合氯化铝PAC，其中聚合氯化铝PAC 的加入量为每吨废水0.15～0.25kg，利用均质调节池的鼓风机进行均质调节，使水质水量均质化，产生的清液通入第一反应池中；
c、碱式絮凝沉淀反应：调节池中产生的清液进入第一反应池，然后在第一反应池中加入石灰和NaOH或电石渣和NaOH使第一反应池的废水去pH值为8.3～8.9，先加入絮凝沉淀剂聚合硫酸铁PFS，过1～2min后加入助凝剂聚丙烯酰胺PAM发生碱式絮凝沉淀反应，其中加入聚合硫酸铁PFS的量为每吨废水0.3～0.4 kg，加入丙烯酰胺PAM每吨废水1.5～1.6g；
d、一级沉淀：将发生碱式絮凝反应的废水进入一级沉淀池中进行搅拌絮凝沉淀，其中搅拌反应时间为6～7min,絮凝沉淀时间为2.5～3h，得到的上清液待用，沉淀物回收利用；
e、气浮除油：将一级沉淀产生的上清液进入气浮池，然后加入聚合氯化铝絮凝剂PAC使悬浮物得到分离，得到的清液待用，其中聚合氯化铝絮凝剂PAC的加入量为每吨废水中加入0.1～0.2kg；
f、硫化絮凝沉淀反应：将气浮除油后的清液通入第二反应池中，在第二反应池中加入硫化钠，其中硫化钠的加入量为每吨废水0.17～0.18kg，然后加聚合硫酸铁PFS沉淀剂和PAM聚合稀酰胺助凝剂，聚合硫酸铁PFS的加入量每吨废水中加入0.12～0.18 kg，聚合稀酰胺PAM 的加入量为每吨废水中加入2.0～3.0g；
g、二级沉淀：将硫化絮凝沉淀反应的废水进入二级沉淀池中进行搅拌后絮凝沉淀，其中搅拌反应时间6～7min,絮凝沉淀时间3-3.5h；
h、过滤：将发生二级沉淀后的废水过滤，过滤后的上清液进入中水池进行处理后回用；过滤后的污泥先进入污泥调节池，调节后的污泥进入污泥过滤池，将污泥过滤池的污泥进入污泥压滤机进行压滤，压滤后的水返回废水处理站，压滤后的污泥返回冶炼厂回收利用。
所述步骤c中石灰和NaOH的重量比为4:1，电石渣和NaOH的重量比为4:1。
所述步骤b中产生的清液利用酸雾净化塔去除有害气体后再通入第一反应池中。
所述步骤d中产生的沉淀物进入污泥浓缩池后利用压滤机进行压滤成泥饼，外运到冶炼厂回收利用。
所述步骤e中的气浮池采用二级鼓风搅拌。
本发明可在有色金属冶炼生产企业的废水处理及废水循环利用中均可应用，可处理含多种有色金属重金属离子及含砷和希贵金属离子的废水，使处理后的水进入中水处理站处理后可循环利用，降低工业废水中有色金属离子对生产区域、市区生活环境及周边生态环境的污染，提高有色金属离子回收率，促进企业循环经济与资源化综合利用，达到减量化排放与资源的最大化利用，且有色金属及希贵金属回收率高，回收到的金属及希贵金属具有很高的经济价值，产生很大的经济效益，因而在有色金属冶炼企业具有广阔的应用前景。
为提高金川公司二厂区铜冶炼厂、镍精炼厂、钴系统、镍盐厂等废水资源化利用水平，回收有价金属镍、铜、钴及希贵金属，在二厂区投资9308.42万元建了处理为能力为8000 m3/d含金属离子废水处理站。 每天处理含砷的多种重金属离子废水6000m3/d；废水的循环利用率达到80%，处理后的水回用率达到80%。年产生的节水经济效益为：158.4万元；每年可回收含金属污泥4631.58 t，通过污泥压滤和再次冶炼可回收镍161.94 t、铜48.79 t、钴28.37 t，含金4.52 kg、银82.58 kg、铂2.29 kg、钯1.25 kg。
产生的经济效益为：计算依据：Cu：7.7万元/吨，Ni：9.4万元/吨，Co：19万元/吨，Au：24万元/ kg，Ag：4000元/kg，Pt：40万元/kg，Pd:24万元/kg。每年回收有色金属及希贵金属产生的经济效益为：2699.52万元。
表1 8000m3/d污水处理总站工业废水检测报告单
具体实施方式
一种含多种重金属离子工业废水的处理回收方法，其工艺为：含多种重金属离子的废水→隔油除砂→水质水量均质调节→碱式絮凝沉淀反应→一级沉淀→气浮除油→硫化絮凝沉淀反应→二级沉淀→过滤。
实施例1
一种含多种重金属离子工业废水的处理回收方法，其步骤为：
a、隔油除砂：通过撇油沉砂池中的格栅将含多种重金属离子的废水中悬浮物及杂物进行分离后进入过撇油沉砂池，利用撇油沉砂池的行车对废水进行水面撇油，水底中的污泥进行自压排泥，排出的污泥进入污泥过滤池，经过隔油、撇油除泥后的废水进入调节池；
b、水质水量均质调节：进入调节池的经过隔油、撇油除泥后的废水利用硫酸和电石渣调节pH值为8，由于废水一般呈酸性，所以先加入电石渣进行调节pH值，在线检测pH，如果电石渣加入过量使用硫酸调节使废水pH值为8,再加入聚合氯化铝PAC，其中聚合氯化铝PAC 的加入量为每吨废水0.15 kg，利用均质调节池的鼓风机进行均质调节，使水质水量均质化，产生的清液利用酸雾净化塔去除有害气体后再通入反应池中，利用酸雾净化塔去除有害气体为了除去有害气体H2F、Cl2而较少对工作人员的健康与安全危害；
c、碱式絮凝沉淀反应：利用酸雾净化塔去除有害气体的清液进入第一反应池，在第一反应池中加入石灰和NaOH使第一反应池的废水的pH值为8.3，使各种重金属离子和OH-结合产生氢氧化物沉淀，其中石灰和NaOH的重量比为4:1，然后先加入絮凝沉淀剂聚合硫酸铁PFS，过1min后加入助凝剂聚丙烯酰胺PAM ，其中加入聚合硫酸铁PFS的量为每吨废水0.4 kg，加入丙烯酰胺PAM每吨废水1.5g；
d、一级沉淀：将发生碱式絮凝反应的废水进入一级沉淀池中进行搅拌后絮凝沉淀，其中搅拌反应时间为6min,絮凝沉淀时间为3h，得到的上清液待用，沉淀物进入污泥浓缩池后利用压滤机进行压滤成泥饼，外运到冶炼厂回收利用；
e、气浮除油：将一级沉淀产生的上清液进入气浮池，气浮池采用二级鼓风搅拌，然后加入聚合氯化铝絮凝剂PAC使悬浮物得到分离，得到的清液待用，其中聚合氯化铝絮凝剂PAC的加入量为每吨废水中加入0.1kg；
f、硫化絮凝沉淀反应：将气浮除油后的清液通入第二反应池中，在第二反应池中加入硫化钠，由于水中还有Cu、Co等金属，为使Cu、Co等金属离子液产生沉淀，硫化钠的加入量为每吨废水0.17kg，然后加聚合硫酸铁PFS沉淀剂和PAM聚合稀酰胺助凝剂，聚合硫酸铁PFS的加入量每吨废水中加入0.18 kg，聚合稀酰胺PAM 的加入量为每吨废水中加入2.0g；
g、二级沉淀：将硫化絮凝沉淀反应的废水进入二级沉淀池中进行搅拌后絮凝沉淀，其中搅拌反应时间7min,絮凝沉淀时间3h；
h、过滤：将二级沉淀后的水过滤，过滤后的上清液进入中水池进行处理后回用；过滤后的污泥先进入污泥调节池，调节后的污泥进入污泥过滤池，将污泥过滤池的污泥进入污泥压滤机进行压滤，压滤后的水返回废水处理站，压滤后的污泥返回冶炼厂回收利用。
实施例2
一种含多种重金属离子工业废水的处理回收方法，其步骤为：
a、隔油除砂：通过撇油沉砂池中的格栅将含多种重金属离子的废水中悬浮物及杂物进行分离后进入过撇油沉砂池，利用撇油沉砂池的行车对废水进行水面撇油，水底中的污泥进行自压排泥，排出的污泥进入污泥过滤池，经过隔油、撇油除泥后的废水进入调节池；
b、水质水量均质调节：进入调节池的经过隔油、撇油除泥后的废水利用盐酸和电石渣调节pH值为9，由于废水一般呈酸性，所以先加入电石渣进行调节pH值，在线检测pH，如果电石渣加入过量使用盐酸调节使废水pH值为9,再加入聚合氯化铝PAC，其中聚合氯化铝PAC 的加入量为每吨废水0.25 kg，利用均质调节池的鼓风机进行均质调节，使水质水量均质化，产生的清液利用酸雾净化塔去除有害气体后再通入反应池中，利用酸雾净化塔去除有害气体为了除去有害气体H2F、Cl2而较少对工作人员的健康与安全危害；
c、碱式絮凝沉淀反应：利用酸雾净化塔去除有害气体的清液进入第一反应池，在第一反应池中加入电石渣和NaOH使第一反应池的废水的pH值为8.9，使各种重金属离子和OH-结合产生氢氧化物沉淀，其中电石渣和NaOH的重量比为4:1，然后先加入絮凝沉淀剂聚合硫酸铁PFS，过2min后加入助凝剂聚丙烯酰胺PAM ，其中加入聚合硫酸铁PFS的量为每吨废水0.3 kg，加入丙烯酰胺PAM每吨废水1.6g；
d、一级沉淀：将发生碱式絮凝反应的废水进入一级沉淀池中进行搅拌后絮凝沉淀，其中搅拌反应时间为7min,絮凝沉淀时间为2.5h，得到的上清液待用，沉淀物进入污泥浓缩池后利用压滤机进行压滤成泥饼，外运到冶炼厂回收利用；
e、气浮除油：将一级沉淀产生的上清液进入气浮池，气浮池采用二级鼓风搅拌，然后加入聚合氯化铝絮凝剂PAC使悬浮物得到分离，得到的清液待用，其中聚合氯化铝絮凝剂PAC的加入量为每吨废水中加入0.2kg；
f、硫化絮凝沉淀反应：将气浮除油后的清液通入第二反应池中，在第二反应池中加入硫化钠，由于水中还有Cu、Co等金属，为使Cu、Co等金属离子液产生沉淀，硫化钠的加入量为每吨废水0.18kg，然后加聚合硫酸铁PFS沉淀剂和PAM聚合稀酰胺助凝剂，聚合硫酸铁PFS的加入量每吨废水中加入0.12 kg，聚合稀酰胺PAM 的加入量为每吨废水中加入3.0g。
g、二级沉淀：将硫化絮凝沉淀反应的废水进入二级沉淀池中进行搅拌后絮凝沉淀，其中搅拌反应时间6min,絮凝沉淀时间3.5h；
h、过滤：将二级沉淀后的水过滤，过滤后的上清液进入中水池进行处理后回用；过滤后的污泥先进入污泥调节池，调节后的污泥进入污泥过滤池，将污泥过滤池的污泥进入污泥压滤机进行压滤，压滤后的水返回废水处理站，压滤后的污泥返回冶炼厂回收利用。
Claims (6)
1.一种含多种重金属离子工业废水的处理回收方法，其特征在于工艺为：含多种重金属离子的废水→隔油除砂→水质水量均质调节→碱式絮凝沉淀反应→一级沉淀→气浮除油→硫化絮凝沉淀反应→二级沉淀→过滤。
2.根据权利要求1所述的一种含多种重金属离子工业废水的处理回收方法，其特征在于步骤为：
a、隔油除砂：通过撇油沉砂池中的格栅将含多种重金属离子的废水中悬浮物及杂物进行分离后进入撇油沉砂池，利用撇油沉砂池的行车对废水进行水面撇油，水底中的污泥进行自压排泥，排出的污泥进入污泥过滤池，经过隔油、撇油除泥后的废水进入调节池；
b、水质水量均质调节：进入调节池经过隔油、撇油除泥后的废水利用硫酸和电石渣或盐酸和电石渣调节PH值为8～9，再加入聚合氯化铝PAC，其中聚合氯化铝PAC 的加入量为每吨废水0.15～0.25kg，利用均质调节池的鼓风机进行均质调节，使水质水量均质化，产生的清液通入第一反应池中；
c、碱式絮凝沉淀反应：调节池中产生的清液进入第一反应池，然后在第一反应池中加入石灰和NaOH或电石渣和NaOH使第一反应池的废水pH值为8.3～8.9，先加入絮凝沉淀剂聚合硫酸铁PFS，过1～2min后加入助凝剂聚丙烯酰胺PAM发生碱式絮凝沉淀反应，其中加入聚合硫酸铁PFS的量为每吨废水0.3～0.4 kg，加入丙烯酰胺PAM每吨废水1.5～1.6g；
d、一级沉淀：将发生碱式絮凝反应的废水进入一级沉淀池中进行搅拌絮凝沉淀，其中搅拌反应时间为6～7min,絮凝沉淀时间为2.5～3h，得到的上清液待用，沉淀物回收利用；
e、气浮除油：将一级沉淀产生的上清液进入气浮池，然后加入聚合氯化铝絮凝剂PAC使悬浮物得到分离，得到的清液待用，其中聚合氯化铝絮凝剂PAC的加入量为每吨废水中加入0.1～0.2kg；
f、硫化絮凝沉淀反应：将气浮除油后的清液通入第二反应池中，在第二反应池中加入硫化钠，其中硫化钠的加入量为每吨废水0.17～0.18kg，然后加聚合硫酸铁PFS沉淀剂和PAM聚合稀酰胺助凝剂，聚合硫酸铁PFS的加入量每吨废水中加入0.12～0.18 kg，聚合稀酰胺PAM 的加入量为每吨废水中加入2.0～3.0g；
g、二级沉淀：将硫化絮凝沉淀反应的废水进入二级沉淀池中进行搅拌后絮凝沉淀，其中搅拌反应时间6～7min,絮凝沉淀时间3-3.5h；
h、过滤：将发生二级沉淀后的废水过滤，过滤后的上清液进入中水池进行处理后回用；过滤后的污泥先进入污泥调节池，调节后的污泥进入污泥过滤池，将污泥过滤池的污泥进入污泥压滤机进行压滤，压滤后的水返回废水处理站，压滤后的污泥返回冶炼厂回收利用。
3.根据权利要求2所述的一种含多种重金属离子工业废水的处理回收方法，其特征在于：所述步骤c中石灰和NaOH的重量比为4:1，电石渣和NaOH的重量比为4:1。
4.根据权利要求2或3所述的一种含多种重金属离子工业废水的处理回收方法，其特征在于：所述步骤b中产生的清液利用酸雾净化塔去除有害气体后再通入第一反应池中。
5.根据权利要求4所述的一种含多种重金属离子工业废水的处理回收方法，其特征在于：所述步骤d中产生的沉淀物进入污泥浓缩池后利用压滤机进行压滤成泥饼，外运到冶炼厂回收利用。
6.根据权利要求5所述的一种含多种重金属离子工业废水的处理回收方法，其特征在于：所述步骤e中的气浮池采用二级鼓风搅拌。
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