CN104402147A - 一种低钙、低氯净化水回用工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种重金属废水经处理后实现低钙、低氯净化水的回用工艺，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；上清水进入缓冲水池再通过降钙处理，进入超滤-反渗透系统深度净化，产出的淡水做为生产水返回生产系统，浓水做为冲渣用水。降钙后的底流一部分作为晶种回流，大部分进入缓冲水池，重复利用。本发明回用水回用率高，不存在钙结垢现象，废水处理成本低，实现废水零排放。

Description

一种低钙、低氯净化水回用工艺
技术领域
本发明涉及一种重金属废水处理回用工艺，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回用工艺，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。国内多家冶炼企业都有净化水回用系统，经传统方法处理后的净化水中仍含有大量的Ca2+、Cl-，钙离子含量高等问题，导致管道易结垢，氯离子含量较高，将对管道设备造成腐蚀，如果不经处理直接回用，降低回用系统的使用寿命，造成不必要的经济损失。
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、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，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，直接回用存在钙离子含量高等问题，导致管道易结垢。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。以上方法均无法降低净化水中的氯离子含量，而冶金废水中氯离子含量较高，如果不经处理直接回用，将对管道设备造成腐蚀，降低其使用寿命。
电化学处理技术主要是指在外电流的作用下，用铁、铝作为阳极进行电解时，阳极溶出的Fe3+、Fe2+或Al3+分别与溶液中的OH-结合成不溶于水的Fe (OH) 3、Fe (OH) 2或Al (OH) 3 的方法。这些生成的微粒可以较强的凝聚和吸附废水中有机或无机胶体粒，同时在超电压作用下，在阳极和阴极分别产生O2和H2，在其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，该方法也可以实现低钙、低氯净化水的回用，但成本较高，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。
发明内容
本发明针对现有工艺中的不足，以重金属废水为处理对象，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；上清水进入缓冲水池再通过降钙处理，进入超滤-反渗透系统深度净化，产出的淡水做为生产水返回生产系统，浓水做为冲渣用水。降钙后的底流一部分作为晶种回流，大部分进入缓冲水池，重复利用。
所述的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。
所述的酸碱调节方法中使用的中和剂为氢氧化钠，调节pH到9-11。
所述的降钙处理加入的试剂为碳酸钠、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，其中碳酸钠投加量为理论投加量的1.5倍过量投加，聚合氯化铝为絮凝剂，聚丙烯酰胺为助凝剂。
所述的降钙处理后上清水钙离子小于50mg/L。
所述的降钙后的底流包括斜板反应池与斜板沉降池底流。
斜板反应池与斜板沉降池底流一部分作为晶种回流，回流量40-60m3/h。一方面起到晶种的作用，提高斜板沉降效果，另一方面由于碳酸钠为过量投加，降钙处理的底流中存在大量未反应的碳酸钠可以在斜板反应池中与钙离子继续反应，节约药剂使用成本。
所述的降钙处理后的斜板反应池与斜板沉降池底流另一部分进入缓冲水池重复利用，由于碳酸钠为过量投加，降钙处理的底流中存在大量未反应的碳酸钠可以在缓冲水池中与钙离子继续反应，节约药剂使用成本。
所述的缓冲水池有两个，一备一用，每2周清理一次。
所述的反渗透系统中的反渗透膜为选择性透过膜，重金属离子及氯离子均无法通过。
本发明的优点在于：实现了污染原水的回收利用。与现有技术相比，本实用新型具有回用水回用率高，不存在钙结垢现象，废水处理成本低，实现废水零排放的优点。
附图说明
图1是一种低钙、低氯净化水回用工艺的流程。
图2是一种低钙、低氯净化水回用工艺中降钙后的底流走向示意图。
具体实施方式
如图1所示，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，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。
去除重金属离子后的上清水进入缓冲水池，缓冲水池的水加入碳酸钠，Na2CO3.10H2O为99%工业纯，配制浓度为10%，密度约为1.2 g/mL，需要将预处理进水的钙离子含量降至50 mg/L以下，按照过量系数1.5倍过量投加，如处理钙含量为400mg/L的废水，废水量为200m3/h，则碳酸钠的投加量为：1.4 m3/h。絮凝剂为聚合氯化铝配制浓度5%，投加量17.5ppm。助凝剂为聚丙烯酰胺配制浓度0.125‰，投加量0.0125ppm。
如图2所示，降钙后的斜板反应池与斜板沉降池底流一部分作为晶种回流，回流量为40-60m3/h。一方面起到晶种的作用，提高斜板沉降效果，另一方面由于碳酸钠为过量投加，降钙处理的底流中存在大量未反应的碳酸钠可以在斜板反应池中与钙离子继续反应，节约药剂使用成本。    
如图2所示，降钙处理后的斜板反应池与斜板沉降池底流大部分进入缓冲水池，重复利用。由于碳酸钠为过量投加，降钙处理的底流中存在大量未反应的碳酸钠可以在缓冲水池中与钙离子继续反应，节约药剂使用成本。缓冲水池有两个，一备一用，每2周清理一次。
经过降钙的上清水进入超滤-反渗透系统深度净化，反渗透系统中的反渗透膜为选择性透过膜，重金属离子及氯离子均无法通过。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 (9)

1.一种低钙、低氯净化水回用工艺，其特征在于，以重金属废水为处理对象，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；上清水进入缓冲水池再通过降钙处理，进入超滤-反渗透系统深度净化，产出的淡水做为生产水返回生产系统，浓水做为冲渣用水；降钙后的底流一部分作为晶种回流，大部分进入缓冲水池，重复利用。
2.如权利要求1所述的一种低钙、低氯净化水回用工艺，其特征在于，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或2所述的一种低钙、低氯净化水回用工艺，其特征在于，所述酸碱调节方法中使用的中和剂为氢氧化钠，调节pH到9-11。
4.如权利要求1或2所述的一种低钙、低氯净化水回用工艺，其特征在于，降钙处理加入的试剂为碳酸钠、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，其中碳酸钠投加量为理论投加量的1.5倍过量投加。
5.如权利要求4所述的一种低钙、低氯净化水回用工艺，其特征在于，降钙处理后上清水钙离子小于50mg/L。
6.如权利要求4所述的一种低钙、低氯净化水回用工艺，其特征在于，降钙后的底流包括斜板反应池与斜板沉降池底流。
7.如权利要求4所述的一种低钙、低氯净化水回用工艺，其特征在于，降钙处理后的底流一部分作为晶种回流，回流量为40-60m3/h，其余进入缓冲水池重复利用。
8.如权利要求1～7任一项所述的一种低钙、低氯净化水回用工艺，其特征在于，所述缓冲水池有两个，一备一用，每2周清理一次。
9.如权利要求1～7任一项所述的一种低钙、低氯净化水回用工艺，其特征在于，反渗透系统中的反渗透膜为选择性透过膜，重金属离子及氯离子均无法通过。
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