CN105366840A - 一种铜业冶炼废水除盐方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铜业冶炼废水除盐方法，其包括一除盐装置，该除盐装置包括软化沉淀池、过滤单元、离子交换单元、pH调节池、反渗透单元等。经过以上步骤的综合处理，能够去除铜业冶炼废水中大部分的盐。本发明不仅对铜业冶炼废水有效，而且对难处理的高盐高硬度排出水也同样可以获得很好的处理效果。

Description

一种铜业冶炼废水除盐方法
技术领域
本发明涉及一种铜业冶炼废水除盐方法。
背景技术
随着国家环保标准的提高，为实现企业的可持续发展，有色冶炼企业作为重金属的重点污染企业纷纷提出实现污水“零排放”的目标。国内企业通过清污分流、梯级回用和分质处理，已把废水产量降低到了比较低的程度，再通过深度处理最终处理来实现回用。目前深度处理多采用“双膜法”，即超滤+反渗透的处理工艺，该工艺处理系统回收率约为60％左右，尚有40％的浓水需进一步处理或再处理。如此大的比例回用对企业造成很大的压力，进一步处理则成本比较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铜业冶炼废水除盐、提高回收率方法。
本发明提供的技术方案如下：
一种铜业冶炼废水除盐方法，所述的方法使用一除盐装置，所述的除盐装置包括：
软化沉淀池：它包括一废水进口、一上清液出口以及一底流出口，其中上清液出口连接过滤单元；
过滤单元：其进口连接上清液出口，出口连接离子交换单元；
离子交换单元：其进口连接过滤单元，出口连接pH调节单元；
pH调节单元：其进口连接离子交换单元，出口连接反渗透单元；以及
反渗透单元；
方法包括如下步骤：
1)将铜业冶炼废水中引入软化沉淀池，添加Na2CO3和/或NaOH调节pH至10-11.5；沉淀物分离脱水；
2)软化沉淀池中的上清液引入过滤单元进行过滤，过滤精度为100um；反洗水回到软化沉淀池；
3)过滤水进入离子交换单元，采用弱酸阳离子交换器，用于去除污水中的硬度物质Ca2+、Mn+和碱度物质；硬度物质被树脂吸附，树脂再生采用盐酸或者NaCl；碱度物质转变为二氧化碳,离子交换的离子形态为H,全交换容量10-18meq/g,体积交换容量4-6meq/ml，含水量45-52％,离子交换的再生水回到软化沉淀池；
4)离子交换单元的出水在pH调节单元调节至9-11；
5)反渗透：进水pH3-10，最高操作压力41bar。
在本发明的较佳实施例中，步骤1)采用NaOH调节pH至10-11.5。同等条件下，采用NaOH来调节PH，硬度去除率较Ca(OH)2高10％，产生的SS低50％左右。
在本发明的较佳实施例中，所述离子交换单元采用苏青公司的D113树脂。
在本发明的较佳实施例中，反渗透单元采用的为2540型。
在本发明的较佳实施例中，所述离子交换单元还包括二氧化碳脱除组件。
在本发明的较佳实施例中，二氧化碳脱除组件为多面空心球。
在本发明步骤1)软化沉淀中，pH优选调至至11；如果pH低于10，则钙镁硬度去除率较低，通常低于80％，甚至低于70％，如果过高，则加药量过大；在本发明范围10-11.5内，回收率达到80％-90％。
在本发明步骤2)中，采用重力式转鼓设备之后，出水SS<5ppm。
在本发明步骤3)中，离子交换步骤中，采用弱酸阳离子交换器软化去除效果好，能在90％左右。
在本发明步骤4)中，pH调节至9-11的作用为，可使膜系统在较高的操作压力仍不微生物污染而保持长时间稳定的运行。
本发明回收率达到90％，浓缩终点电导率约为83000us/cm左右，在入膜压力36bar、温度30°时，膜通量约为6.7LMH，能稳定运行。
由上述描述可知，本发明提供了一种铜业冶炼废水除盐方法，其包括一除盐装置，该装置包括软化沉淀池、过滤单元、离子交换单元、pH调节池、反渗透单元等。能够去除铜业冶炼废水中大部分的盐，达到高回收率的目的。本发明不仅对铜业冶炼废水有效，而且对难处理的高盐高硬度排出水也同样可以获得很好的处理效果。回收率可以达到约90％。
附图说明
图1为本发明的铜业冶炼废水除盐方法及其工艺流程图。
具体实施方式
参见图1，本发明铜业冶炼废水除盐方法包括如下单元：
软化沉淀池：外排废水被排入该软化沉淀池，在该沉淀池中可以添加碳酸钠(或氢氧化钙，氢氧化钠等碱性物质)。铜业污酸经中和后的废水一般是经“硫化-石膏-中和处理”，主要成分为Na+、Ca2+、Mn+其它微量金属离子、OH-、CO3 2-、HCO3-、Cl-、SO4 2-等。经投加碳酸钠生成碳酸钙去除污水中的大部分钙离子，以减少后续离子交换的再生周期；由于生成碳酸钙微粒细小，难以沉淀，同时投加絮凝剂PAC促进碳酸钙的沉淀。软化沉淀池的上清液出口连接过滤池进口，底流出口的沉淀物可以脱水后回收盐。
过滤单元：过滤单元优选采用重力式精密不锈钢膜转鼓精密过滤设备，对污水中的SS(悬浮物)、胶体物质进行去除。过滤设备由结构模块、过滤模块、驱动系统、反冲洗系统、自控系统组成，污水流入转鼓内，由于重力的作用由滤网内侧向外侧流出，水中的悬浮物被截留在不锈钢内侧，反冲洗泵抽取滤后水对滤网进行反洗，冲洗下来的颗粒物质由反冲洗收集槽收集，并通过排污管排出设备。
离子交换单元：离子交换采用D113弱酸阳离子交换器，用于去除污水中的硬度物质Ca2+、Mn+和碱度物质。硬度物质被树脂吸附，树脂再生采用盐酸或者NaCl；碱度物质转变为二氧化碳。脱二氧化碳采用多面空心球脱碳气，将离子交换过程中产生的二氧化碳排入大气中，如进入PH值偏高，可加入盐酸调节，以增强脱碳效果。
pH调节池：滤液在此添加氢氧化钠或盐酸，使pH被调节到合适范围。
反渗透单元：经过预处理，污水中的硬度和碱度组成物质被去除，进入反渗透单元中的主要组成为硫酸钠、氯化钠和其它微量物质，导致反渗透堵塞的主要物质被去除。膜处理经脱碳器后再加碱调节PH至9～11，然后进反渗透，由于高PH值对有机物造成的膜污染有很好的抑制，起到对膜自清洗的作用；加之导致堵塞的物质去除，可使膜系统在安全稳定的条件下长期运行，并达到高回收率。
实施例1
铜业冶炼废水中的污酸经物化处理排出水，其水质如下
污酸排放水水质是不稳定的，实验期间硬度值在10.6～16.5mmol/L，PH值在6.6～10.7间波动，。
这阶段前后分别用Ca(OH)2和NaOH来调节PH值，两者对比如下：
表9Ca(OH)2与NaOH加药效果对比
同等条件下，采用NaOH来调节PH，硬度去除率较Ca(OH)2会高10％，产生的SS低50％左右。
2)过滤：软化沉淀池中的上清液进行过滤，过滤采用的过滤孔径为100um；
3)离子交换：采用D113弱酸阳离子交换器，用于去除污水中的硬度物质Ca2+、Mn+和碱度物质。硬度物质被树脂吸附，树脂再生采用盐酸或者NaCl；碱度物质转变为二氧化碳,离子交换的离子形态为H,全交换容量10.8meq/g,体积交换容量4.3meq/ml，含水量45-52％。
4)pH调节：调节至10
5)反渗透:2540型，进水PH10，最高操作压力41bar。
结果：
回收率达到90％，浓缩终点电导率约为83000us/cm左右，在入膜压力36bar、温度30°时，膜通量约为6.7LMH，能稳定运行。

Claims (7)

1.一种铜业冶炼废水除盐方法，所述的方法使用一除盐装置，所述的除盐装置包括：
软化沉淀池：它包括一废水进口、一上清液出口以及一底流出口，其中上清液出口连接过滤单元；
过滤单元：其进口连接上清液出口，出口连接离子交换单元；
离子交换单元：其进口连接过滤单元，出口连接pH调节单元；
pH调节单元：其进口连接离子交换单元，出口连接反渗透单元；以及
反渗透单元；
方法包括如下步骤：
1)将铜业冶炼废水中引入软化沉淀池，添加Na2CO3和/或NaOH调节pH至10-11.5；沉淀物分离脱水；
2)软化沉淀池中的上清液引入过滤单元进行过滤，过滤精度为100um；反洗水回到软化沉淀池；
3)过滤水进入离子交换单元，采用弱酸阳离子交换器，用于去除污水中的硬度物质Ca2+、Mn+和碱度物质；硬度物质被树脂吸附，树脂再生采用盐酸或者NaCl；碱度物质转变为二氧化碳,离子交换的离子形态为H,全交换容量10-18meq/g,体积交换容量4-6meq/ml，含水量45-52％,离子交换的再生水回到软化沉淀池；
4)离子交换单元的出水在pH调节单元调节至9-11；
5)反渗透：进水pH3-10，最高操作压力41bar。
2.如权利要求1所述的一种铜业冶炼废水除盐方法，其特征在于：步骤1)采用NaOH调节pH至10-11.5。
3.如权利要求1所述的一种铜业冶炼废水除盐方法，其特征在于：所述的过滤单元采用重力式精密不锈钢膜转鼓精密过滤设备。
4.如权利要求2所述的一种铜业冶炼废水除盐方法，其特征在于：所述离子交换单元采用D113树脂。
5.如权利要求1所述的一种铜业冶炼废水除盐方法，其特征在于：反渗透单元采用的反渗透膜为2540型。
6.如权利要求1所述的一种铜业冶炼废水除盐方法，其特征在于：所述离子交换单元还包括二氧化碳脱除组件。
7.如权利要求6所述的一种铜业冶炼废水除盐方法，其特征在于：二氧化碳脱除组件为多面空心球。
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