CN104058518A - 一种有色金属矿山废水处理方法 - Google Patents

一种有色金属矿山废水处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有色金属矿山废水处理方法，该方法的步骤是调节矿山废水pH至弱酸性；在搅拌和紫外线灯照射条件下，通入臭氧进行紫外/臭氧协同高级氧化反应，然后投加芬顿试剂和催化剂进行紫外/芬顿高级氧化反应；氧化反应后的废水在搅拌状态下投加碱液调节pH后添加混凝药剂进行混凝和静置沉淀，沉淀后的上清液返回生产工艺流程中或达标排放。本发明根据有色金属矿山废水水质复杂、难处理的特点，将紫外/臭氧、紫外/芬顿高级氧化技术和混凝沉淀技术结合在一起协同对废水进行处理，处理效果好、处理效率高，系统运行稳定，工艺流程简单，便于实现工业应用，特别是对于难处理的有色金属矿山废水具有其他方法的难以达到的优势。

Description

一种有色金属矿山废水处理方法
技术领域
本发明涉及环境保护技术及水处理技术领域，特别涉及一种有色金属矿山废水的处理方法。
背景技术
有色金属矿山废水主要包括采矿矿井水和选矿废水，其中选矿废水占大部分的比重，有色金属矿山废水水质复杂，成分繁多，含有多种重金属、有机药剂及其他污染物质，如果外排将对四周生态环境产生严重的危害，如果返回生产流程中，随着废水中的有害物质将不断累积，也会对生产工艺和设备产生不利的影响，因此，需要选择适宜的处理方法对这些废水进行处理。目前，常用的处理方法有化学沉淀法、吸附法、微生物法、人工湿地法等等，这些处理方法虽然各自具有一定的优点，但普遍受矿山生产条件、环境条件或处理要求等因素的限制，例如，采用化学沉淀法重金属处理效果相对较好，但有机物质处理效果差；吸附法能有效处理重金属废水，但吸附剂再生时，污染物又会重新产生；微生物法处理成本相对较低，但反应条件要求比较苛刻，难以得到推广应用；湿地法占用面积大，处理周期长，也很难满足处理要求。因此，如何选择一种合理、有效、实用的有色金属矿山废水处理方法，是当前金属矿山企业普遍面临的难题。
发明内容
本发明的目的就是针对现有处理方法存在的上述问题，而提供一种工艺流程简单、处理效果好、处理效率高的有色金属矿山废水处理方法。
本发明包括以下步骤：
(1)调节矿山废水pH至3～6之间，若废水原始pH在这之间，可不用调节；
(2)调节后的废水在搅拌和紫外灯照射条件下，通入臭氧进行紫外/臭氧协同高级氧化反应，反应时间为15min～60min；
(3)紫外/臭氧协同反应后的废水在搅拌和紫外灯照射条件下，投加30％的双氧水和Fe2+试剂进行紫外/芬顿氧化反应，反应30min后投加催化剂，继续反应30min～90min；
(4)紫外/芬顿氧化反应后的废水在搅拌状态下投加碱液调节pH至8～10之间，然后依次投加聚合氯化铝溶液和高分子阴离子聚丙烯酰胺溶液进行混凝沉淀，混凝后停止搅拌静置15min～120min；
(5)沉淀后的上清液返回生产工艺流程中或达标排放。
所述步骤(1)中，调节pH的药剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠或石灰乳。
所述步骤(2)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s，臭氧通入量根据进水水质中的COD含量多少和处理要求而定，COD含量高、处理指标要求严，臭氧的通入量相应增多，反之，COD含量低、处理指标要求松，臭氧的通入量相应减少。
所述步骤(3)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s，Fe2+试剂为硫酸亚铁溶液或氯化亚铁溶液，Fe2+试剂和双氧水的投加量根据进水水质中的COD含量多少和处理指标要求而定，COD含量高、处理指标要求严，Fe2+试剂和双氧水的投加量相应增多，反之，COD含量低、处理指标要求松，Fe2+试剂和双氧水的投加量相应减少。
所述步骤(4)中，碱液为氢氧化钠溶液或石灰乳，混凝搅拌线速度为0.1m/s～10m/s。
本发明的有益效果：
本发明根据有色金属矿山废水水质复杂、难处理的特点，将紫外/臭氧、紫外/芬顿高级氧化技术和混凝沉淀技术结合在一起协同对废水进行处理，处理效果好、处理效率高，系统运行稳定，工艺流程简单，便于实现工业应用，特别是对于难处理的有色金属矿山废水具有其他方法难以达到的优势。
具体实施方式
本发明包括以下步骤：
(1)调节矿山废水pH至3～6之间，若废水原始pH在这之间，可不用调节；
(2)调节后的废水在搅拌和紫外灯照射条件下，通入臭氧进行紫外/臭氧协同高级氧化反应，反应时间为15min～60min；
(3)紫外/臭氧协同反应后的废水在搅拌和紫外灯照射条件下，投加30％的双氧水和Fe2+试剂进行紫外/芬顿氧化反应，反应30min后投加催化剂，继续反应30min～90min；
(4)紫外/芬顿氧化反应后的废水在搅拌状态下投加碱液调节pH至8～10之间，然后依次投加聚合氯化铝溶液和高分子阴离子聚丙烯酰胺溶液进行混凝沉淀，混凝后停止搅拌静置15min～120min；
(5)沉淀后的上清液返回生产工艺流程中或达标排放。
所述步骤(1)中，调节pH的药剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠或石灰乳。
所述步骤(2)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s，臭氧通入量根据进水水质中的COD含量多少和处理要求而定，COD含量高、处理指标要求严，臭氧的通入量相应增多，反之，COD含量低、处理指标要求松，臭氧的通入量相应减少。
所述步骤(3)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s，Fe2+试剂为硫酸亚铁溶液或氯化亚铁溶液，Fe2+试剂和双氧水的投加量根据进水水质中的COD含量多少和处理指标要求而定，COD含量高、处理指标要求严，Fe2+试剂和双氧水的投加量相应增多，反之，COD含量低、处理指标要求松，Fe2+试剂和双氧水的投加量相应减少。
所述步骤(4)中，碱液为氢氧化钠溶液或石灰乳，混凝搅拌线速度为0.1m/s～10m/s。
具体实例1：
某有色金属矿山废水，pH为6.8，COD为566.4mg/L，铜离子为18.6mg/L，锌离子为10.5mg/L，此外还含有微量的其它重金属离子。用蠕动泵将3L该废水泵入到装有搅拌装置、紫外灯装置和臭氧曝气装置的反应器中，搅拌装置设置在反应器内部中央，紫外灯功率为4W、波长为254nm，固定在搅拌桨和反应器内壁之间，臭氧采用钛合金滤芯微孔曝气，置于反应器底部，开启搅拌装置在搅拌线速度为0.5m/s条件下用1％的硫酸溶液调节废水pH至4.0，开启紫外灯，通入臭氧反应30min，臭氧通入量为50mg/L，反应结束后停止通入臭氧，依次添加30％的双氧水6mL和4g/L的硫酸亚铁溶液120mL，反应30min后，添加2g/L的草酸钠10mL，继续反应30min，关闭紫外灯，用0.5％的氢氧化钠溶液调节废水pH至9.0，调节搅拌线速度为0.8m/s，投加10g/L的聚合氯化铝溶液8mL搅拌5min，然后投加0.5‰阴离子聚丙烯酰胺溶液4mL，继续搅拌2min后调节搅拌线速度0.1m/s搅拌5min，停止搅拌，静置30min，取上清液化验分析。系统反应后出水经分析pH为8.5，COD为15.5mg/L，铜离子为0.1mg/L，锌离子0.8mg/L，第一类污染物均在最高允许排放浓度限值之内，处理后水质可达到回用或排放标准。
具体实例2：
某有色金属矿山废水，pH为6.8，COD为875.4mg/L，铜离子为87.4mg/L，铅离子为43.2mg/L，锌离子为17.5mg/L，此外还含有微量的其它重金属离子。用蠕动泵将3L该废水泵入到装有搅拌装置、紫外灯装置和臭氧曝气装置的反应器中，搅拌装置设置在反应器内部中央，紫外灯功率为4W、波长为254nm，固定在搅拌桨和反应器内壁之间，臭氧采用钛合金滤芯微孔曝气，置于反应器底部，开启搅拌装置在搅拌线速度为0.5m/s条件下用1％的硫酸溶液调节废水pH至4.0，开启紫外灯，通入臭氧反应30min，臭氧通入量为80mg/L，反应结束后停止通入臭氧，依次添加30％的双氧水8mL和4g/L的硫酸亚铁溶液150mL，反应30min后，添加2g/L的草酸钠12mL，继续反应30min，关闭紫外灯，用0.5％的氢氧化钠溶液调节废水pH至9.0，调节搅拌线速度为0.8m/s，投加10g/L的聚合氯化铝溶液12mL搅拌5min，然后投加0.5‰阴离子聚丙烯酰胺溶液5mL，继续搅拌2min后调节搅拌线速度0.1m/s搅拌5min，停止搅拌，静置30min，取上清液化验分析。系统反应后出水经分析pH为8.5，COD为18.6mg/L，铜离子为0.3mg/L，锌离子0.9mg/L，第一类污染物均在最高允许排放浓度限值之内，处理后水质可达到回用或排放标准。

Claims (9)

1.一种有色金属矿山废水处理方法，该方法包括以下步骤：
(1)调节矿山废水pH至3～6之间，若废水原始pH在这之间，可不用调节；
(2)调节后的废水在搅拌和紫外灯照射条件下，通入臭氧进行紫外/臭氧协同高级氧化反应，反应时间为15min～60min；
(3)紫外/臭氧协同反应后的废水在搅拌和紫外灯照射条件下，投加30％的双氧水和Fe2+试剂进行紫外/芬顿氧化反应，反应30min后投加催化剂，继续反应30min～90min；
(4)紫外/芬顿氧化反应后的废水在搅拌状态下投加碱液调节pH至8～10之间，然后依次投加聚合氯化铝溶液和高分子阴离子聚丙烯酰胺溶液进行混凝沉淀，混凝后停止搅拌静置15min～120min；
(5)沉淀后的上清液返回生产工艺流程中或达标排放。
2.根据权利要求书1所述的一种有色金属矿山废水处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中，调节pH的药剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠或石灰乳。
3.根据权利要求书1所述的一种有色金属矿山废水处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s。
4.根据权利要求书1所述的一种有色金属矿山废水处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中，臭氧通入量根据进水水质中的COD含量多少和处理要求而定，COD含量高、处理指标要求严，臭氧的通入量相应增多，反之，COD含量低、处理指标要求松，臭氧的通入量相应减少。
5.根据权利要求书1所述的一种有色金属矿山废水处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s。
6.根据权利要求书1所述的一种有色金属矿山废水处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中，Fe2+试剂为硫酸亚铁溶液或氯化亚铁溶液，催化剂为草酸钠溶液。
7.根据权利要求书1所述的一种有色金属矿山废水处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中，Fe2+试剂和双氧水的投加量根据进水水质中的COD含量多少和处理指标要求而定，COD含量高、处理指标要求严，Fe2+试剂和双氧水的投加量相应增多，反之，COD含量低、处理指标要求松，Fe2+试剂和双氧水的投加量相应减少。
8.根据权利要求书1所述的一种有色金属矿山废水处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中，碱液为氢氧化钠溶液或石灰乳。
9.根据权利要求书1所述的一种有色金属矿山废水处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中，混凝搅拌线速度为0.1m/s～10m/s。
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