CN103951114B - 一种重金属废水三级处理与深度净化回用工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重金属废水三级处理与深度净化回用工艺，包括沉降部分与回用部分，沉降部分采用三级沉降步骤进行固液分离和酸碱调节，回用部分包括两级回用步骤，分别采用过滤和膜处理系统进行处理，产出的净化水进行循环利用。采用本发明的工艺方案，能够有效的提高净化水的内部回用率，提高重金属废水中的重金属离子的去除率，避免对环境造成污染，节约药剂成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种重金属废水处理方法，特别是涉及一种有色行业采矿、选矿、冶炼、加工等过程产生的含有镉、砷、铅、锌、铜等一种或多种重金属废水处理工艺，属于环境工程领域。
背景技术
工业化的迅速发展使大量的重金属废水排放到环境中，酸性重金属废水pH较低（pH值介于4-6)，且含有多种重金属离子，如Cu2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+、As2+等，它们无法被生物体分解，一旦进入环境后就会在环境中不断积累，将对水体产生严重污染，甚至破坏生态环境。
目前，国内处理这类废水的方法很多，传统处理重金属废水的方法主要是物理化学法，如吸附法、离子交换法、化学沉淀法、膜分离法、氧化还原法等。但这些方法都具有二次污染严重，处理成本高等问题。对于危害性较大的酸性重金属废水，化学沉淀法是目前应用最为广泛的一种处理方法，其最常用的方法有中和沉淀法。中和沉淀法是向含重金属废水中投加中和剂，使重金属离子与水中的氢氧根反应，生成难溶的氢氧化物沉淀，再通过固液分离除去的重金属的方法。工业上用的中和剂有石灰石、石灰、苛性钠、苏打、工业飞灰和氧化亚铁等。由于以上中和剂来源广、价格低，以及中和法操作简单，易于控制，处理费用低等优点，该方法己成为处理酸性重金属废水最为普遍的方法。采用石灰石作为中和剂具有成本低、渣含水量较低并易于脱水等优点，但反应速度慢，易造成净化水中Ca2 ＋及碱度升高，给废水回用工作带来了许多困难。此外，对废水中的重金属离子的处理效率有限，仅仅经过中和处理的酸性重金属废水重金属浓度很难达到现有的国家标准排放。硫化沉淀法是向废水中投加硫化剂，使废水中的重金属离子形成硫化物沉淀，从而从废水中除去。 通常使用的硫化剂有硫化钠、硫化铵和硫化氢等。该方法去除率高、泥渣中金属含量高、便于回收利用。但沉淀剂来源有限，价格比较昂贵，产生的硫化氢有恶臭，对人体有危害。
电化学处理技术主要是指在在电场的作用下，阳极产生电子形成“微絮凝剂”——铁或铝的氢氧化物，水中悬浮的颗粒、胶体污染物在“微絮凝剂”的作用下失去稳定性，脱稳后污染物颗粒和微絮凝剂之间相互碰撞，结合成肉眼可见的大絮体，H+会产生H2从水逸出。在气体上升过程中黏附携带废水中的胶体微粒、浮油等共同上浮，从而达到去除酸性重金属废水中重金属离子的目的。目前，国内外用电化学技术处理酸性重金属废水的应用还较少。
重金属捕集法是采用高分子有机捕集剂与废水中的多种金属离子发生螯合反应， 生成稳定且难溶于水的金属螯合物去除废水中重金属离子的方法，捕集剂对重金属废水中的重金属离子具有良好的去除效果，经处理后出水中重金属含量远低于采用传统方法处理的结果，但由于成本高，不适用于原水重金属离子高的废水处理。
发明内容
本发明针对现有单一工艺技术的不足，提供了一种清洁高效、成本低、操作简单、抗重金属冲击负荷能力强，回用率高的重金属废水的深度处理与全面回用工艺，其具体工艺包括：
沉降部分包括：
一级沉降步骤：对含重金属废水加入高效絮凝剂，再通过酸碱调节，调节至碱性，最后通过斜板沉降池进行固液分离，去除大部分重金属离子；
二级沉降步骤：对一部分分流的一级上清净化水以及污泥浓缩池、大贮池上上清净化水中加入重金属捕捉剂进一步去除其中的重金属离子；
三级沉降步骤，一部分分流的二级上清净化水通过斜板沉降池进一步固液分离，对三级沉降后的净化水再次进行酸碱调节，调节至中性后直接外排。
回用部分包括：
一级回用步骤：对一部分分流的一级上清净化水通过过滤器过滤，出水加入缓蚀阻垢剂，进入净化水回用系统，做为洗地、冲厕所、洒水车以及冲渣等用水；
二级回用步骤：对一部分分流的二级上清净化水通过碳酸钠降钙后进入膜处理系统，产出的淡水做为生产水返回生产系统，浓水做为冲渣用水。
所述的一级沉降步骤重金属废水中加入聚铁、聚铝、聚丙烯酰胺中的一种或几种高效絮凝剂。
所述的一级沉降步骤中所述酸碱调节方法中使用的中和剂为石灰乳、氢氧化钠或石灰石中的一种或多种，调节pH到9-11。
所述的三级沉降步骤中净化水通过加入硫酸，调节pH到6-9。
所述的一级回用步骤中过滤器为砂滤装置，以去除水中的悬浮物质和大颗粒物质。
所述的二级回用步骤中的膜处理系统为超滤-反渗透深度除盐系统。
本发明的优点在于：通过废水三级沉降，根据净化水的用途与走向实施分段回用，节约药剂使用成本，提高净化水回用率，保证外排水满足2012年正式实行的《铅、锌工业污染物排放标准GB 25466 —2010》要求，减少因废水处理不合格导致的循环处理。
附图说明
图1是根据本发明的含重金属废水的处理工艺的流程。
具体实施方式
一种重金属废水三级处理与深度净化回用工艺，以重金属废水为处理对象，通过废水三级沉降和两级净化水分段回用，节约药剂使用成本，减少因废水处理不合格导致的循环处理，其具体实施过程包括沉降部分及回用部分。
沉降部分包括：
一级沉降步骤：对含重金属废水加入聚铁、聚铝、聚丙烯酰胺中的一种或几种高效絮凝剂，待絮凝剂中的基团与重金属离子发生配位反应，形成矾花，再通过加入液碱、石灰中的一种或多种碱类，调节pH到9-11，使得配位键更加稳定，利于沉降，最后通过斜板沉降池进行固液分离，去除大部分重金属离子。
二级沉降步骤：对一部分分流的一级上清净化水以及污泥浓缩池、大贮池上上清净化水中加入重金属捕捉剂进一步去除其中的重金属离子，采用的重金属捕捉剂为REMOVE MT重金属去除剂，属于长链大分子物质，每条分子链上有几千个螯合基团，一个重金属离子会被多个极性的螯合基团所螯合，它强大的结合力远远大于OH- 、S2- 与重金属离子的结合力，可以从许多常用的络合剂中将重金属沉淀下来。
三级沉降步骤，一部分分流的二级上清净化水通过斜板沉降池进一步固液分离，对三级沉降后的净化水通过加入硫酸，调节pH到6-9后直接外排。
回用部分包括：
一级回用步骤：对一部分分流的一级上清净化水通过砂滤装置，以去除去除水中的悬浮物质和大颗粒物质，所述砂滤器采用粒径为Φ2〜4mm的石英砂作为填料，反冲洗强度为12 L/m2.S，当砂滤器两端压力超过0.15Mpa时，需对砂滤器进行反冲洗。出水加入缓蚀阻垢剂，进入净化水回用系统，做为洗地、冲厕所、洒水车以及冲渣等用水。
二级回用步骤：对一部分分流的二级上清净化水通过碳酸钠降钙后进入超滤-反渗透深度除盐系统，产出的淡水做为生产水返回生产系统，浓水做为冲渣用水。
Claims (6)
1.一种重金属废水三级处理与深度净化回用工艺，其特征在于，以重金属废水为处理对象，通过废水三级沉降，净化水分段回用，节约药剂使用成本，减少因废水处理不合格导致的循环处理，其具体工艺包括：
A、沉降部分包括：
一级沉降步骤：对含重金属废水加入高效絮凝剂，再通过酸碱调节，调节至碱性，最后通过斜板沉降池进行固液分离，去除大部分重金属离子；
二级沉降步骤：对一部分分流的一级上清净化水以及污泥浓缩池、大贮池上上清净化水中加入重金属捕捉剂进一步去除其中的重金属离子；
三级沉降步骤，对一部分分流的二级上清净化水通过斜板沉降池进一步固液分离，对三级沉降后的净化水再次进行酸碱调节，调节至中性后直接外排；
B、回用部分包括：
一级回用步骤：对一部分分流的一级上清净化水经过滤器过滤，出水加入缓蚀阻垢剂，进入净化水回用系统，做为洗地、冲厕所、洒水车以及冲渣用水；
二级回用步骤：对一部分分流的二级上清净化水通过碳酸钠降钙后进入膜处理系统，产出的淡水做为生产水返回生产系统，浓水做为冲渣用水。
2.如权利要求1所述的重金属废水三级处理与深度净化回用工艺，其特征在于，一级沉降步骤重金属废水中加入聚铁、聚铝、聚丙烯酰胺中的一种或几种高效絮凝剂。
3.如权利要求1所述的重金属废水三级处理与深度净化回用工艺，其特征在于，一级沉降步骤中所述酸碱调节方法中使用的中和剂为石灰乳、氢氧化钠或石灰石中的一种或多种，调节pH到9-11。
4.如权利要求1-3任一项所述的重金属废水三级处理与深度净化回用工艺，其特征在于，三级沉降步骤中净化水通过加入硫酸，调节pH到6-9。
5.如权利要求1所述的重金属废水三级处理与深度净化回用工艺，其特征在于，一级回用步骤中过滤器为砂滤装置，以去除水中的悬浮物质和大颗粒物质。
6.如权利要求1所述的重金属废水三级处理与深度净化回用工艺，其特征在于，二级回用步骤中的膜处理系统为超滤-反渗透深度除盐系统。
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