CN108117213A - 一种金属铜冶炼排放废水回收工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种金属铜冶炼排放废水回收工艺，通过对金属铜冶炼排放废水进行预处理和减量化，降低了冶炼废水的排放，提高了金属铜冶炼废水的利用率，解决了冶炼用水补水量大的问题，对废水中的钙、镁离子，重金属离子，COD等主要问题都做出了相应的处理方案，保证了金属冶炼回用水的水质。

Description

一种金属铜冶炼排放废水回收工艺

技术领域

本发明涉及废水回收技术领域，是一种金属铜冶炼排放废水回收工艺。

背景技术

在我国，金属冶炼企业每天都会排出大量废水，对周边环境造成了巨大的污染和危害，因此加强对金属冶炼企业废水的处理，减少其危害，是一个迫在眉睫的问题，对于金属冶炼企业，采取相应的措施，做好废水的回收利用，不仅是可持续发展的要求，更是提高企业经济效益的关键。

对冶炼金属铜企业的标准也在不断的提高，新建的铜冶炼企业水循环利用率应达到97.5％以上，吨铜新水消耗应在20吨以下，现有企业水循环利用率应达到97％以上，吨铜新水消耗应在20吨以下，新建含铜二次资源冶炼企业的水循环利用率应达到95％以上，现有含铜二次资源冶炼企业的水循环利用率应达到90％以上。铜冶炼含重金属废水必须达标排放，排水量必须达到国家相关标准的规定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种金属铜冶炼排放废水回收工艺，所述工艺针对金属铜冶炼排放废水可以高倍率回收。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种金属铜冶炼排放废水回收工艺，包括预处理部分、减量化部分和固化部分，其中，

预处理部分，包括加药混凝沉淀、pH调节系统、砂滤、超滤系统、钠床离子交换器；混凝沉淀后的出水进入到pH调节系统，因为前段添加的混凝剂为碱性，所以导致水中pH偏高，影响后面反渗透系统的脱盐率，所以要靠pH调节系统，把pH调节到7-8.5之间，增加后面反渗透的脱盐率，为了不增加结垢因子，在pH调节部分选择用盐酸调节pH。调节后的水进到砂滤系统，通过砂滤系统把水中大颗粒的杂质去除，降低浊度，砂滤也可以去除部分COD。砂滤出水进入到超滤系统，进一步去除水中的小颗粒杂质和部分COD，同时超滤对二氧化硅胶体去除率在99％以上。超滤的出水稳定，SDI₁₅<3，满足反渗透的进水要求，并且把超滤的反洗废水回收到混凝沉淀池前，从新处理。超滤出水进入到钠床离子交换器，增加钠床离子交换器是为了保证在进入到反渗透前，确保水中的结垢因子能降到最低，对后面反渗透浓缩不造成结垢影响。预处理部分主要是铜冶炼废水先进入到混凝沉淀设备，在混凝沉淀部分分别投加氢氧化钙、碳酸钠、絮凝剂(聚合氯化铝、聚丙烯酰胺)药剂，去除循环冷却水中的钙、镁、硅等结垢离子，同时也去除部分COD，混凝沉淀池排放的污泥通过压滤机后，污泥外运。

减量化部分包括一级反渗透、二级反渗透、超高压反渗透、脱砷反应槽。减量化部分是从钠床离子交换器的出水，进入到一级反渗透开始。原水通过预处理阶段，符合反渗透的进水条件，通过一级反渗透，产水直接供给到前端冶炼铜用水工艺中，一级反渗透浓水进入到二级反渗透，产水直接供给到前端冶炼铜用水工艺中，二级浓水在进入到超高压反渗透，产水直接供给到前端冶炼铜用水工艺中，浓水进入到脱砷反应槽进行重金属离子去除，因为经过三次反渗透浓缩，导致水中含盐量和一些重金属离子升高，水的体积也得到了大大的减量。超高压反渗透浓水在进入到脱砷反应槽，脱砷反应槽把重金属离子砷截留。

固化部分主要包括MVR蒸发系统，脱砷反应槽的出水通入到MVR蒸发器中，通过MVR蒸发器，结晶分离出商品盐。

整套工艺从预处理到减量化，大大减少了冶炼铜废水的外排量，冶炼铜废水的回用率达到98％以上，排放的废水近乎为零。整个工艺关键在去除钙、镁等结垢离子，保证后面的反渗透系统不会结垢，可以顺利进行，混凝沉淀是去除结垢离子的主要步骤，所以在此阶段加药的种类、加药的量和顺序以及是否会对下面的步骤造成影响都需要考虑。

本套工艺中，预处理部分的混凝沉淀和超滤是最为关键部分，混凝沉淀的效果直接影响后面减量化单元的运行情况，该工艺段可以大幅降低水中的硬度。超滤设备的产水为后面设备提供稳定的水质，通过超滤，可截留99％的大颗粒物体。减量化部分的超高压反渗透也是本工艺的核心，超高压反渗透对高浓度的废水浓缩，直接决定了后续MVR蒸发系统的成本。

本发明的有益效果是：

上述金属铜冶炼排放废水回收工艺，混凝沉淀单元作为整条工艺链的开端，处理的效果直接影响后续的工艺，混凝沉淀的进水水质一定要保证每天连续检测，特别是对该工艺段要处理的指标即硬度、浊度做连续检测，明确药剂的投加方法和投加顺序，此投加药剂顺序为氢氧化钠，碳酸钠，PAC一起投加，最后投加PAM，搅拌速度也要调整好，PAM搅拌强度要快，反应速度要快，PAM要缓慢搅拌，让形成的碳酸钙，氢氧化镁絮体变的更大，更容易沉淀出来，保证出水的硬度要小于100mg/L(碳酸钙计)，浊度小于3NTU。超高压反渗透工艺是决定最后蒸发的水量，此工艺主要控制好反渗透的压力，因为到此工艺段，进水含盐量已经达到几万，浓水的含盐量都已经超过10万，该工艺段属于浓缩的最后一道工艺，水中的杂质或其他物质已经浓缩到相对较高的含量了，该段工艺运行时要注意反渗透的膜的污染情况，对水质中容易造成结垢的钙镁离子，易污染的COD含量要做到严格的检测与控制，超高压反渗透的进水硬度结合阻垢剂，控制在一定量以下，保证设备不能有结垢倾向，如果结垢要立刻进行清洗。

上述金属铜冶炼废水与传统的冶炼铜废水回用相比，具有如下优势：

①有效的对水处理技术进行综合应用，达到金属铜冶炼废水回用目的。

②工艺中采用双膜法对冶炼铜废水进行处理，因为膜分离技术在运行过程中将不同物质进行分离或截留，膜分离过程为纯物理过程，无相变，无化学反应，在无二次污染的情况下实现水资源的回收；而且膜的高效分离，出水稳定，保证了膜的产水能满足供水要求。而且膜设备装置占地面积小，自动化程度高，运行维护简单方便。

③本发明所述工艺可以使用在含盐量高，硬度高的废水，通过预处理工艺，可以有效的降低水中的硬度，钠床的增加为后面的反渗透膜系统增加了二次保障，在通过反渗透的工艺，达到减量化的目的和脱盐效果，满足回用水的要求，可以高倍率的回用金属铜冶炼排放废水。

附图说明

图1是本发明所述冷却循环废水回收工艺的操作流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。

实施例1

一种金属铜冶炼排放废水回收工艺，如图1所示，以湖北黄石某项目中式为例，整套系统安装完毕后运行，该系统的原水中钙离子含量在300mg/L，镁离子含量在30mg/L，COD含量在70mg/L，原水TDS在7000mg/L，总硬度(以碳酸钙计)1000mg/L，浊度为2NTU，pH为9。对于该种水质，应用本套工艺，预处理混凝沉淀，配制氢氧化钠：配药箱容积为270L，配药溶液为超滤产水，水温在20℃。在配药箱内配好10％浓度NaOH，加27kg固体氢氧化钠进行溶解，溶解用搅拌桨搅拌，溶解后导入到加药箱内，通过计量泵，调整好药量，加入到混凝池中。碳酸钠：配药箱容积为270L，配药溶液为超滤产水，水温在20℃。在配药箱内配好5％浓度NaOH，加54kg固体碳酸钠进行溶解，溶解用搅拌桨搅拌，溶解后导入到加药箱内，通过计量泵，调整好药量，加入到混凝池中。PAC：配药箱容积为270L，配药溶液为超滤产水，水温在20℃。本次选择配置5％浓度的PAC溶液：投加PAC固体13.5kg进行溶解，用搅拌桨搅拌30min，溶解后导入到加药箱内，通过计量泵，调整好药量，加入到混凝池中。PAM：配药箱容积为270L，配药溶液为超滤产水，水温在20℃。本次选择配置0.1％浓度的PAM溶液。投加PAM固体270g进行溶解，用搅拌桨搅拌60min以上，溶解后导入到加药箱内，通过计量泵，调整好药量，加入到混凝池中。根据对现场水质的连续检测，钙离子按照300mg/L计算，镁离子按照25mg/L计算，经计算加氢氧化钠80mg/L,加碳酸钠800mg/L，现场按照此药剂量投加，投加碳酸钠可将钙离子含量降低到25mg/L，镁离子含量降低到8mg/L。在经过砂滤系统，浊度降低到1NTU，pH调节系统将pH调节到7.5，再通过超滤系统将浊度降低到0.1NTU以下，SDI15<3，满足反渗透进水要求，通过钠床后，水质总硬度可降低到5mg/L。反渗透膜选择国外某知名品牌，通过一级反渗透，脱盐率达到99％以上，进水TDS7000mg/L，产水TDS为380mg/L，满足回用条件，运行压力为21bar，浓水TDS升高到24000mg/L，浓水进入到二级反渗透，运行压力为55bar，浓水TDS升高到60000mg/L，产水TDS为823mg/L，满足回用条件，该段因为浓缩，硬度会升高，如果硬度升高超出阻垢剂的阻垢范围，可在此处添加一个钠床的装置来降低硬度，本实验因为前面预处理硬度处理效果比较好，所以硬度没有超过阻垢剂阻垢范围，因为根据水质特点，水中COD绝大部分是由于亚硫酸钠引起，膜法处理就不用过多考虑COD对膜的影响而去除COD。浓水进入到超高压反渗透，运行压力110bar，产水TDS为1000mg/L，满足回用条件，浓水TDS升高到95000mg/L以上，浓水进入到脱砷反应槽系统，将水中超标的重金属离子通过投加重金属捕捉计，将超标的重金属离子降低到标准许可范围内，最后从脱砷反应槽出来的水进入到MVR进行蒸盐，根据该厂水质特点，93％为硫酸钠，7％氯化钠，所以在通过MVR蒸发结晶后，得到的氯化钠纯度高于93％。

上述参照实施例对该一种金属铜冶炼排放废水回收工艺进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种金属铜冶炼排放废水回收工艺，其特征在于：包括预处理部分、减量化部分和固化部分，其中，

(1)预处理部分，包括工序为加药混凝沉淀-pH调节-砂滤-超滤-离子交换，具体来说，铜冶炼废水加药混凝沉淀后的出水进入到pH调节系统进行pH调节，把pH调节到7-8.5以增加后面反渗透的脱盐率，调节后的水进到砂滤系统，通过砂滤系统把水中大颗粒杂质及部分COD去除，降低浊度，砂滤出水进入到超滤系统，进一步去除水中的小颗粒杂质、二氧化硅胶体和部分COD，超滤出水进入到钠床离子交换器进行离子交换，确保在进入到反渗透前水中的结垢因子能降到最低，对后面反渗透浓缩不造成结垢影响，所述加药混凝沉淀是指铜冶炼废水先进入到混凝沉淀设备，在混凝沉淀部分按顺序分别投加氢氧化钠、碳酸钠、PAC，最后投加PAM，根据水质情况，计算好加药量，调节计量泵的加药量对几种药剂添加，加药过程通过搅拌桨不断搅拌，使药剂混合均匀，去除循环冷却水中的结垢离子和部分COD；

(2)减量化部分，包括工序为一级反渗透-二级反渗透-超高压反渗透-脱砷反应槽，具体来说，从钠床离子交换器的出水通过一级反渗透膜，产水直接供给到前端冶炼铜用水工艺中，一级反渗透浓水进入到二级反渗透膜，产水直接供给到前端冶炼铜用水工艺中，二级浓水再进入到超高压反渗透膜，产水直接供给到前端冶炼铜用水工艺中，浓水进入到脱砷反应槽进行重金属离子去除，把重金属离子砷截留；

(3)固化部分，包括工序为MVR蒸发，具体来说，脱砷反应槽的出水通入到MVR蒸发器中，通过MVR蒸发器，结晶分离出商品盐。

2.根据权利要求1所述的金属铜冶炼排放废水回收工艺，其特征在于：所述预处理部分的pH调节系统中采用盐酸调节pH。

3.根据权利要求1所述的金属铜冶炼排放废水回收工艺，其特征在于：所述加药混凝沉淀过程中使用的絮凝剂为聚合氯化铝或聚丙烯酰胺。