CN106186563A - 一种适用于高酸度冶金工业废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于高酸度冶金工业废水的处理方法，以聚合三氯化铁、玉米淀粉、椰壳炭、珍珠岩、高碘酸钾、肉桂醛、明矾、柠檬酸铁、聚氨基甲酸酯、植物纤维、过氧化氢、安息香二乙醚、羧甲基纤维素钠、黄芩苷原磷酸酯、助凝剂配制成复合处理剂，配合相应的吸附、处理剂处理、厌氧处理、光催化氧化、次氯酸钠氧化、曝气、电絮凝和电气浮等水处理工艺，使得经处理后的废水酸度大大降低，同时铅、砷、铬等重金属得到有效去除，能够满足环保达标的要求，具有较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及工业废水无害化处理技术领域，特别涉及到一种适用于高酸度冶金工业废水的处理方法。
背景技术
湿法冶金过程中会产生大量矿硐坑水、酸性浸出液、萃取余液、电积贫液等酸性冶金废水，这些废水往往具有强酸性，且含有高浓度的铁离子及硫酸根离子等。由于酸性废水有较强的腐蚀性，直接排放会腐蚀管渠及构筑物，干扰水体自净，使土壤酸化或盐碱化。同时，废水中的重金属也会严重影响儿童和成人的身体健康乃至生命安全。这些重金属中均都能引起人的头痛、头晕、失眠、健忘、关节疼痛、结石、癌症等，尤其对消化系统、泌尿系统的细胞、脏器、皮肤、骨骼、神经破坏极为严重。因此冶金工业中的酸性废水必须处理达到排放标准后才能排放或回收利用。目前，对于此种废水废水处理常用的方法有化学中和法、离子交换、膜法等。
1、化学中和法
酸碱中和反应：人们经常应用化学中和处理酸性废水的方法有：综合(回收)利用、酸碱废水互相中和、投药中和以及过滤中和等。对于浓度较高、成份较简单的酸，应回收利用。如从酸洗废液中，可以回收再生酸、硫酸亚铁等。另一种处理就是将酸、碱性废水直接在中和池中搅拌中和，这是一种既简单又经济的以废治废的方法。投药中和可以处理任何性质、任何浓度的酸性废水。中和的药剂主要有石灰、苛性钠、电石渣、锅炉灰和软化站废渣等。另外，以石灰石、大理石、白云石等作为滤料，让酸性废水通过滤层，使水中和的方法称作过滤中和法。这个方法一般适用于处理少量含酸浓度低的酸性废水。
2、离子交换法处理技术
离子交换树脂是一类能显示离子交换功能的高分子材料。离子交换树脂具有交联结构，在交联结构的高分子基体上以共价键结合着许多交换基团，这些交换集团由固定离子何以离子键与其相结合的电荷相反的离子组成。反离子在溶液中可以解离，在一定条件下可以与其他符号相同的离子发生交换反应。
3、膜法处理技术
对于酸性废液的处理可以使用渗析、电渗析等膜处理法，此类方法的好处在于能分离废液中的物质，达到资源回收的目的。
然而，上述处理方法虽然在一定程度上解决了冶金酸性废水的污染问题，但在应用成本、处理效率等方面还存在着诸多不足。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种适用于高酸度冶金工业废水的处理方法，以聚合三氯化铁、椰壳炭、珍珠岩、高碘酸钾、肉桂醛、黄柏、明矾、柠檬酸铁、聚氨基甲酸酯、植物纤维、玉米淀粉、过氧化氢、安息香二乙醚、羧甲基纤维素钠、助凝剂配制成复合处理剂，配合相应的吸附、处理剂处理、厌氧处理、光催化氧化、次氯酸钠氧化、曝气、电絮凝和电气浮等水处理工艺，使得经处理后的废水酸度大大降低，同时铅、砷、铬等重金属得到有效去除，能够满足环保达标的要求，具有较好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种适用于高酸度冶金工业废水的处理方法，包括以下步骤：
（1）将工业废水排入吸附池，添加适量煤渣进行吸附处理，随后将废水通过格栅去除固体杂物，再送入沉淀池中进行沉淀处理；
（2）收集沉淀处理后的上清液，按照20～30mg/L废水的投加量加入复合处理剂，所述复合处理剂由以下各组分组成：聚合三氯化铁20-30份、玉米淀粉20-26份、椰壳炭18-26份、珍珠岩15-25份、高碘酸钾10-12份、肉桂醛8-10份、明矾6-8份、柠檬酸铁5-7份、聚氨基甲酸酯5-7份、植物纤维4-6份、过氧化氢4-6份、安息香二乙醚3-5份、羧甲基纤维素钠3-5份、黄芩苷原磷酸酯1-3份、助凝剂10-20份，反应时间为30～50min；
（3）将经复合处理剂处理后的废水排至厌氧池进行厌氧处理，随后排至光催化氧化器中进行光催化氧化处理；
（4）将经光催化氧化处理后的废水排入次氯酸钠氧化池，调节废水pH在7～8，投入次氯酸钠，反应时间为0.5～2h，并对废水处理体系进行曝气搅拌；
（5）经曝气处理后的废水输送至电絮凝气浮反应器，进行电絮凝和电气浮，电絮凝电极为可溶性铝电极，电气浮电极为板式不溶性纳米钛电极，反应器运行时的pH控制在5～8；工作压力为0.3～0.5Mpa；工作水温35～45℃；
（6）将经电絮凝气浮处理后的废水送入二次沉淀池，待沉淀完全后，将上清液排放，收集沉积物，完成废水处理过程。
优选地，所述复合处理剂中的助凝剂选自聚丙烯酰胺、硅酸钠、硅藻土中的任意一种。
优选地，所述步骤（1）中煤渣的粒径为1.5～2.5mm。
优选地，所述步骤（3）中光催化氧化的反应条件为：在紫外光照射下，向废水中通入光催化剂进行反应，反应时间为30～50min。
优选地，所述光催化剂由钛酸丙酯、钼酸铵、硫酸亚铁混合后经煅烧并固定于硅胶表面而制成。
优选地，将经电絮凝和电气浮处理后的废水进行杀菌消毒处理，再送入二次沉淀池。
优选地，所述杀菌消毒处理的条件为：采用氯、二氧化氯或次氯酸钠消毒，接触时间60～80min，加氯量为13～15mg/L。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明的适用于高酸度冶金工业废水的处理方法，以聚合三氯化铁、玉米淀粉、椰壳炭、珍珠岩、高碘酸钾、肉桂醛、明矾、柠檬酸铁、聚氨基甲酸酯、植物纤维、过氧化氢、安息香二乙醚、羧甲基纤维素钠、黄芩苷原磷酸酯、助凝剂配制成复合处理剂，配合相应的吸附、处理剂处理、厌氧处理、光催化氧化、次氯酸钠氧化、曝气、电絮凝和电气浮等水处理工艺，使得经处理后的高酸度冶金工业废水酸度大大降低，同时铅、砷、铬等重金属得到有效去除，能够满足环保达标的要求，具有较好的应用前景。
（2）本发明的适用于高酸度冶金工业废水的处理方法所用原料廉价、工艺具有普适性，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
（1）将工业废水排入吸附池，添加适量煤渣进行吸附处理，煤渣的粒径为1.5mm，随后将废水通过格栅去除固体杂物，再送入沉淀池中进行沉淀处理；
（2）收集沉淀处理后的上清液，按照20mg/L废水的投加量加入复合处理剂，所述复合处理剂由以下各组分组成：聚合三氯化铁20份、玉米淀粉20份、椰壳炭18份、珍珠岩15份、高碘酸钾10份、肉桂醛8份、明矾6份、柠檬酸铁5份、聚氨基甲酸酯5份、植物纤维4份、过氧化氢4份、安息香二乙醚3份、羧甲基纤维素钠3份、黄芩苷原磷酸酯1份、聚丙烯酰胺10份，反应时间为30min；
（3）将经复合处理剂处理后的废水排至厌氧池进行厌氧处理，随后排至光催化氧化器中进行光催化氧化处理，光催化氧化的反应条件为：在紫外光照射下，向废水中通入光催化剂进行反应，光催化剂由钛酸丙酯、钼酸铵、硫酸亚铁混合后经煅烧并固定于硅胶表面而制成，光催化氧化的反应时间为30min；
（4）将经光催化氧化处理后的废水排入次氯酸钠氧化池，调节废水pH在7，投入次氯酸钠，反应时间为0.5h，并对废水处理体系进行曝气搅拌；
（5）经曝气处理后的废水输送至电絮凝气浮反应器，进行电絮凝和电气浮，电絮凝电极为可溶性铝电极，电气浮电极为板式不溶性纳米钛电极，反应器运行时的pH控制在5；工作压力为0.3Mpa；工作水温35℃；
（6）将经电絮凝气浮处理后的废水进行杀菌消毒处理，杀菌消毒处理的条件为：采用氯、二氧化氯或次氯酸钠消毒，接触时间60min，加氯量为13mg/L，随后送入二次沉淀池，待沉淀完全后，将上清液排放，收集沉积物，完成废水处理过程。
经该方法处理后所排放的上清液水质检测结果如表1所示。
实施例2
（1）将工业废水排入吸附池，添加适量煤渣进行吸附处理，煤渣的粒径为2 mm，随后将废水通过格栅去除固体杂物，再送入沉淀池中进行沉淀处理；
（2）收集沉淀处理后的上清液，按照25 mg/L废水的投加量加入复合处理剂，所述复合处理剂由以下各组分组成：聚合三氯化铁25份、玉米淀粉23份、椰壳炭22份、珍珠岩20份、高碘酸钾11份、肉桂醛9份、明矾7份、柠檬酸铁6份、聚氨基甲酸酯6份、植物纤维5份、过氧化氢5份、安息香二乙醚4份、羧甲基纤维素钠4份、黄芩苷原磷酸酯2份、硅酸钠15份，反应时间为40min；
（3）将经复合处理剂处理后的废水排至厌氧池进行厌氧处理，随后排至光催化氧化器中进行光催化氧化处理，光催化氧化的反应条件为：在紫外光照射下，向废水中通入光催化剂进行反应，光催化剂由钛酸丙酯、钼酸铵、硫酸亚铁混合后经煅烧并固定于硅胶表面而制成，光催化氧化的反应时间为40min；
（4）将经光催化氧化处理后的废水排入次氯酸钠氧化池，调节废水pH在7.5，投入次氯酸钠，反应时间为1 h，并对废水处理体系进行曝气搅拌；
（5）经曝气处理后的废水输送至电絮凝气浮反应器，进行电絮凝和电气浮，电絮凝电极为可溶性铝电极，电气浮电极为板式不溶性纳米钛电极，反应器运行时的pH控制在7；工作压力为0.4 Mpa；工作水温40℃；
（6）将经电絮凝气浮处理后的废水进行杀菌消毒处理，杀菌消毒处理的条件为：采用氯、二氧化氯或次氯酸钠消毒，接触时间70min，加氯量为14 mg/L，随后送入二次沉淀池，待沉淀完全后，将上清液排放，收集沉积物，完成废水处理过程。
经该方法处理后所排放的上清液水质检测结果如表1所示。
实施例3
（1）将工业废水排入吸附池，添加适量煤渣进行吸附处理，煤渣的粒径为2.5mm，随后将废水通过格栅去除固体杂物，再送入沉淀池中进行沉淀处理；
（2）收集沉淀处理后的上清液，按照30mg/L废水的投加量加入复合处理剂，所述复合处理剂由以下各组分组成：聚合三氯化铁30份、玉米淀粉26份、椰壳炭26份、珍珠岩25份、高碘酸钾12份、肉桂醛10份、明矾8份、柠檬酸铁7份、聚氨基甲酸酯7份、植物纤维6份、过氧化氢6份、安息香二乙醚5份、羧甲基纤维素钠5份、黄芩苷原磷酸酯3份、硅藻土20份，反应时间为50min；
（3）将经复合处理剂处理后的废水排至厌氧池进行厌氧处理，随后排至光催化氧化器中进行光催化氧化处理，光催化氧化的反应条件为：在紫外光照射下，向废水中通入光催化剂进行反应，光催化剂由钛酸丙酯、钼酸铵、硫酸亚铁混合后经煅烧并固定于硅胶表面而制成，光催化氧化的反应时间为50min；
（4）将经光催化氧化处理后的废水排入次氯酸钠氧化池，调节废水pH在8，投入次氯酸钠，反应时间为2h，并对废水处理体系进行曝气搅拌；
（5）经曝气处理后的废水输送至电絮凝气浮反应器，进行电絮凝和电气浮，电絮凝电极为可溶性铝电极，电气浮电极为板式不溶性纳米钛电极，反应器运行时的pH控制在8；工作压力为0.5Mpa；工作水温45℃；
（6）将经电絮凝气浮处理后的废水进行杀菌消毒处理，杀菌消毒处理的条件为：采用氯、二氧化氯或次氯酸钠消毒，接触时间80min，加氯量为15mg/L，随后送入二次沉淀池，待沉淀完全后，将上清液排放，收集沉积物，完成废水处理过程。
经该方法处理后所排放的上清液水质检测结果如表1所示。
实施例4
（1）将工业废水排入吸附池，添加适量煤渣进行吸附处理，煤渣的粒径为2.5mm，随后将废水通过格栅去除固体杂物，再送入沉淀池中进行沉淀处理；
（2）收集沉淀处理后的上清液，按照20mg/L废水的投加量加入复合处理剂，所述复合处理剂由以下各组分组成：聚合三氯化铁30份、玉米淀粉20份、椰壳炭26份、珍珠岩15份、高碘酸钾12份、肉桂醛8份、明矾8份、柠檬酸铁5份、聚氨基甲酸酯7份、植物纤维4份、过氧化氢6份、安息香二乙醚3份、羧甲基纤维素钠5份、黄芩苷原磷酸酯1份、硅藻土20份，反应时间为30min；
（3）将经复合处理剂处理后的废水排至厌氧池进行厌氧处理，随后排至光催化氧化器中进行光催化氧化处理，光催化氧化的反应条件为：在紫外光照射下，向废水中通入光催化剂进行反应，光催化剂由钛酸丙酯、钼酸铵、硫酸亚铁混合后经煅烧并固定于硅胶表面而制成，光催化氧化的反应时间为50min；
（4）将经光催化氧化处理后的废水排入次氯酸钠氧化池，调节废水pH在7，投入次氯酸钠，反应时间为2h，并对废水处理体系进行曝气搅拌；
（5）经曝气处理后的废水输送至电絮凝气浮反应器，进行电絮凝和电气浮，电絮凝电极为可溶性铝电极，电气浮电极为板式不溶性纳米钛电极，反应器运行时的pH控制在5；工作压力为0.5Mpa；工作水温35℃；
（6）将经电絮凝气浮处理后的废水进行杀菌消毒处理，杀菌消毒处理的条件为：采用氯、二氧化氯或次氯酸钠消毒，接触时间80min，加氯量为13mg/L，随后送入二次沉淀池，待沉淀完全后，将上清液排放，收集沉积物，完成废水处理过程。
经该方法处理后所排放的上清液水质检测结果如表1所示。
对比例1
（1）将工业废水排入吸附池，添加适量煤渣进行吸附处理，煤渣的粒径为1.5mm，随后将废水通过格栅去除固体杂物，再送入沉淀池中进行沉淀处理；
（2）收集沉淀处理后的上清液，按照20 mg/L废水的投加量加入复合处理剂，所述复合处理剂由以下各组分组成：聚合三氯化铁20份、玉米淀粉20份、椰壳炭18份、珍珠岩15份、高碘酸钾10份、明矾6份、柠檬酸铁5份、聚氨基甲酸酯5份、植物纤维4份、过氧化氢4份、安息香二乙醚3份、羧甲基纤维素钠3份、聚丙烯酰胺10份，反应时间为30min；
（3）将经复合处理剂处理后的废水排至厌氧池进行厌氧处理，随后排至光催化氧化器中进行光催化氧化处理，光催化氧化的反应条件为：在紫外光照射下，向废水中通入光催化剂进行反应，光催化剂由钛酸丙酯、钼酸铵、硫酸亚铁混合后经煅烧并固定于硅胶表面而制成，光催化氧化的反应时间为30min；
（4）将经光催化氧化处理后的废水排入次氯酸钠氧化池，调节废水pH在7，投入次氯酸钠，反应时间为0.5h，并对废水处理体系进行曝气搅拌；
（5）经曝气处理后的废水输送至电絮凝气浮反应器，进行电絮凝和电气浮，电絮凝电极为可溶性铝电极，电气浮电极为板式不溶性纳米钛电极，反应器运行时的pH控制在5；工作压力为0.3Mpa；工作水温35℃；
（6）将经电絮凝气浮处理后的废水进行杀菌消毒处理，杀菌消毒处理的条件为：采用氯、二氧化氯或次氯酸钠消毒，接触时间60min，加氯量为13mg/L，随后送入二次沉淀池，待沉淀完全后，将上清液排放，收集沉积物，完成废水处理过程。
经该方法处理后所排放的上清液水质检测结果如表1所示。
对比例2
（1）将工业废水排入吸附池，添加适量煤渣进行吸附处理，煤渣的粒径为2.5mm，随后将废水通过格栅去除固体杂物，再送入沉淀池中进行沉淀处理；
（2）收集沉淀处理后的上清液，按照30 mg/L废水的投加量加入复合处理剂，所述复合处理剂由以下各组分组成：聚合三氯化铁30份、玉米淀粉26份、椰壳炭26份、珍珠岩25份、高碘酸钾12份、肉桂醛10份、明矾8份、柠檬酸铁7份、植物纤维6份、过氧化氢6份、羧甲基纤维素钠5份、黄芩苷原磷酸酯3份、硅藻土20份，反应时间为50min；
（3）将经复合处理剂处理后的废水排至厌氧池进行厌氧处理，随后排至光催化氧化器中进行光催化氧化处理，光催化氧化的反应条件为：在紫外光照射下，向废水中通入光催化剂进行反应，光催化剂由钛酸丙酯、钼酸铵、硫酸亚铁混合后经煅烧并固定于硅胶表面而制成，光催化氧化的反应时间为50min；
（4）将经光催化氧化处理后的废水排入次氯酸钠氧化池，调节废水pH在8，投入次氯酸钠，反应时间为2h，并对废水处理体系进行曝气搅拌；
（5）经曝气处理后的废水输送至电絮凝气浮反应器，进行电絮凝和电气浮，电絮凝电极为可溶性铝电极，电气浮电极为板式不溶性纳米钛电极，反应器运行时的pH控制在8；工作压力为0.5Mpa；工作水温45℃；
（6）将经电絮凝气浮处理后的废水进行杀菌消毒处理，杀菌消毒处理的条件为：采用氯、二氧化氯或次氯酸钠消毒，接触时间80min，加氯量为15mg/L，随后送入二次沉淀池，待沉淀完全后，将上清液排放，收集沉积物，完成废水处理过程。
经该方法处理后所排放的上清液水质检测结果如表1所示。
表1
| pH | 总铅（mg/L） | 总砷（mg/L） | 总铬（mg/L） | |
| 实施例1 | 7.5 | 0.28 | 0.17 | 1.21 |
| 实施例2 | 7.1 | 0.23 | 0.13 | 1.08 |
| 实施例3 | 7.4 | 0.26 | 0.15 | 1.19 |
| 实施例4 | 7.3 | 0.33 | 0.21 | 1.25 |
| 对比例1 | 6.1 | 0.64 | 0.37 | 1.46 |
| 对比例2 | 6.2 | 0.67 | 0.43 | 1.48 |
本发明的适用于高酸度冶金工业废水的处理方法，以聚合三氯化铁、玉米淀粉、椰壳炭、珍珠岩、高碘酸钾、肉桂醛、明矾、柠檬酸铁、聚氨基甲酸酯、植物纤维、过氧化氢、安息香二乙醚、羧甲基纤维素钠、黄芩苷原磷酸酯、助凝剂配制成复合处理剂，配合相应的吸附、处理剂处理、厌氧处理、光催化氧化、次氯酸钠氧化、曝气、电絮凝和电气浮、蒸发浓缩等水处理工艺，使得经处理后的高酸度冶金工业废水酸度大大降低，同时铅、砷、铬等重金属得到有效去除，能够满足环保达标的要求，具有较好的应用前景。同时，本发明的处理方法所用原料廉价、工艺具有普适性，适于大规模工业化运用，实用性强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种适用于高酸度冶金工业废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将工业废水排入吸附池，添加适量煤渣进行吸附处理，随后将废水通过格栅去除固体杂物，再送入沉淀池中进行沉淀处理；
（2）收集沉淀处理后的上清液，按照20～30mg/L废水的投加量加入复合处理剂，所述复合处理剂由以下各组分组成：聚合三氯化铁20-30份、玉米淀粉20-26份、椰壳炭18-26份、珍珠岩15-25份、高碘酸钾10-12份、肉桂醛8-10份、明矾6-8份、柠檬酸铁5-7份、聚氨基甲酸酯5-7份、植物纤维4-6份、过氧化氢4-6份、安息香二乙醚3-5份、羧甲基纤维素钠3-5份、黄芩苷原磷酸酯1-3份、助凝剂10-20份，反应时间为30～50min；
（3）将经复合处理剂处理后的废水排至厌氧池进行厌氧处理，随后排至光催化氧化器中进行光催化氧化处理；
（4）将经光催化氧化处理后的废水排入次氯酸钠氧化池，调节废水pH在7～8，投入次氯酸钠，反应时间为0.5～2h，并对废水处理体系进行曝气搅拌；
（5）经曝气处理后的废水输送至电絮凝气浮反应器，进行电絮凝和电气浮，电絮凝电极为可溶性铝电极，电气浮电极为板式不溶性纳米钛电极，反应器运行时的pH控制在5～8；工作压力为0.3～0.5Mpa；工作水温35～45℃；
（6）将经电絮凝气浮处理后的废水送入二次沉淀池，待沉淀完全后，将上清液排放，收集沉积物，完成废水处理过程。
2.根据权利要求1所述的适用于高酸度冶金工业废水的处理方法，其特征在于：所述复合处理剂中的助凝剂选自聚丙烯酰胺、硅酸钠、硅藻土中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的适用于高酸度冶金工业废水的处理方法，其特征在于：所述步骤（1）中煤渣的粒径为1.5～2.5mm。
4.根据权利要求1所述的适用于高酸度冶金工业废水的处理方法其特征在于，所述步骤（3）中光催化氧化的反应条件为：在紫外光照射下，向废水中通入光催化剂进行反应，反应时间为30～50min。
5.根据权利要求4所述的适用于高酸度冶金工业废水的处理方法，其特征在于：所述光催化剂由钛酸丙酯、钼酸铵、硫酸亚铁混合后经煅烧并固定于硅胶表面而制成。
6.根据权利要求1～5任一项所述的适用于高酸度冶金工业废水的处理方法，其特征在于：将经电絮凝和电气浮处理后的废水进行杀菌消毒处理，再送入二次沉淀池。
7.根据权利要求6所述的适用于高酸度冶金工业废水的处理方法，其特征在于，所述杀菌消毒处理的条件为：采用氯、二氧化氯或次氯酸钠消毒，接触时间60～80min，加氯量为13～15mg/L。
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