CN108395034A - 一种电渗析去除选矿废水中cod的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电渗析去除选矿废水中COD的处理方法。本发明所述的电渗析去除选矿废水中COD的处理方法，包括以下步骤：(1)预处理：往选矿废水中加入氧化混凝剂，静置、过滤得到滤液；所述氧化混凝剂由质量比为1:1的过氧化氢与氯化亚铁组成；(2)电渗析：对步骤(1)所得滤液进行电渗析处理，得到含盐浓水和淡水。本发明所述的电渗析去除选矿废水中COD的处理方法，具有步骤简单、操作简单、选用的药剂少、处理成本低等优点，能够高效、深度地处理各类选矿废水中的COD。

Description

一种电渗析去除选矿废水中COD的处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，特别是涉及一种电渗析去除选矿废水中COD的处理方法。
背景技术
我国有色金属矿山选矿厂用水量较大，且循环利用率较低，导致选矿废水排放量较大，选矿废水的主要特点为：水量大、pH值高、化学成份复杂、COD(化学需氧量)浓度高、可生化性差、有毒害、浑浊度高沉降速率慢，除含有重金属离子外，还含有选矿药剂(主要是黄药类，2号油和硫化钠等)。浮选废水未经处理直接回用，会影响选别指标。若未能进行有效的处理选矿废水，必将对环境造成十分严重的污染与破坏，开展对于这类工业废水的综合治理已成为当代环境化工亟待解决的重大问题之一。
目前处理选矿废水的方法主要有自然降解法、混凝沉淀法、吸附法、化学氧化法、电化学氧化法、光电催化氧化法和膜分离技术等。自然降解法：沉降池占地面积大，处理周期长，难以快速处理量大废水。氧化法：选矿废水中的有害物质黄药、二号油和硫离子等均可被氧化生成盐类和其它无毒物质；其中，黄药和硫离子极易被氧化，而二号油是一种很稳定、难分解、难自净的有机化合物，只有在强氧化剂作用下才能被氧化，往往氧化不彻底，处理成本高，且使废水中带入新的离子，影响选别指标。
随着我国相关环保要求的不断提高，传统处理方法将难以为继，需要开发选矿废水的深度处理方法。
发明内容
基于此，本发明的目的在于，提供一种电渗析去除选矿废水中COD的处理方法，其具有步骤简单、操作简单、选用的药剂少、处理成本低等优点，能够高效、深度地处理各类选矿废水中的COD。
本发明采取的技术方案如下：
一种电渗析去除选矿废水中COD的处理方法，包括以下步骤：
(1)预处理：往选矿废水中加入氧化混凝剂，静置、过滤得到滤液；所述氧化混凝剂由质量比为1:1的过氧化氢(H2O2)与氯化亚铁(FeCl2)组成；
(2)电渗析：对步骤(1)所得滤液进行电渗析处理，得到含盐浓水和淡水。
其中，步骤(1)的氧化混凝剂能对有机污染物起到氧化和混凝两种作用，过氧化氢在亚铁离子的催化作用下生成具有极强氧化能力的羟基自由基(·OH)，羟基自由基能有效地氧化降解废水中的有机污染物，另一方面亚铁离子被氧化成三价铁离子，生成的Fe(OH)3胶体具有絮凝、吸附功能，能够将废水中的杂质吸附、沉降下来，起到净化的作用。
步骤(2)的电渗析处理能够去除选矿水中的COD，同时可以回收选矿废水中的有用元素，实现水资源循环利用，降低企业生产成本，取得较高经济效益，且电渗析对原水含盐量变化的适应性强，具有能量消耗低、药剂耗量少、环境污染小、设备简单、操作方便的优势，淡水出水率可达到90％左右，所得淡水的COD含量可降至7.6mg/L以下，可循环利用。
本发明所述的处理方法步骤简单、操作简单、选用的药剂少，能够高效、深度地处理各种选矿废水中的COD，处理成本低，可创造较高的经济效益，实现对水资源的循环利用。
进一步地，步骤(1)中，所述氧化混凝剂的投加量为选矿废水重量的2％。
进一步地，步骤(1)中，静置的时间为0.5小时。
进一步地，步骤(1)中，将静置后的废水经过石英砂、活性炭进行过滤。
进一步地，步骤(2)中，使用电渗析反应器在50-100V电压下对步骤(1)所得滤液进行电渗析处理。优选地，采用80V电压进行电渗析处理时，膜成本和单位时间废水的处理能力最为合适。
进一步地，步骤(2)中，电渗析处理的时间为60-90分钟。
进一步地，步骤(2)所得淡水的电导率为40-60us/cm，COD含量为6-8mg/L，达到选矿废水回用标准。
进一步地，还包括步骤(3)淡水回用：对步骤(2)所得淡水进行选矿浮选试验，若淡水达到选矿用水标准，则返回选矿工序使用。
进一步地，还包括步骤(4)副产品回收：在步骤(2)所得含盐浓水中加入硫酸钠和生石灰进行浆化处理，然后将浆化所得的固化物干燥，得到硫酸锌副产品混合物，可进行回收利用，提高经济效益。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1为本发明的电渗析去除选矿废水中COD的处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的电渗析去除选矿废水中COD的处理方法包括以下步骤：
(1)预处理：往选矿废水中加入氧化混凝剂，静置0.5小时，再经过石英砂、活性炭过滤系统进行过滤，得到滤液。所述氧化混凝剂由质量比为1:1的过氧化氢(H2O2)与氯化亚铁(FeCl2)配制而成，其投加量为选矿废水重量的2％。
(2)电渗析：使用电渗析反应器在50-100V电压下对步骤(1)所得滤液进行电渗析处理60-90分钟，得到含盐浓水和淡水。所得淡水的电导率为40-60us/cm，COD含量为6-8mg/L。
电渗析的原理如下：
所述电渗析反应器包括膜堆和通过夹紧装置设置于膜堆两侧的阳极和阴极，所述膜堆具有多张交替排列在阳极和阴极之间的阴离子交换膜和阳离子交换膜，构成浓缩室和淡化室，每相邻两张交换膜之间用特制的隔板隔开。
废水原水进入电渗析反应器中，在直流电场作用下，以电位差为推动力，废水原水中的阳离子向阴极迁移，淡化室中的阳离子通过阳离子交换膜进入浓缩室，而浓缩室中的阳离子受阻于阴离子交换膜而留下；同时，废水原水中的阴离子向阳极迁移，淡化室中的阴离子通过阴离子交换膜进入浓缩室，而浓缩室中的阴离子受阻于阳离子交换膜而留下；于是在淡化室和浓缩室可分别得到淡水和含盐浓水。
(3)淡水回用：对步骤(2)所得淡水进行选矿浮选试验，若淡水达到选矿用水标准，则返回选矿工序使用。
(4)副产品回收：在步骤(2)所得含盐浓水中加入硫酸钠和生石灰进行浆化处理，然后将浆化所得的固化物晒干，得到硫酸锌副产品混合物。
实施例一：
将某选矿厂浮选锌精矿、硫精矿混合废水在废水池收集后，按照本发明的电渗析去除选矿废水中COD的处理方法进行净化处理；其中，步骤(2)采用50V电压进行电渗析处理，时间为90分钟。
对步骤(1)预处理所得的滤液进行取样分析，分析结果如下表1：
表1浮选锌精矿、硫精矿混合废水原水水质检测结果(单位：mg/L，pH无纲量)
废水种类 COD pH 起泡性 As Pb Zn Cu
混合废水 288 11.4 1.0 44 8.27 2.89 0.048
每隔30分钟对步骤(2)电渗析的设备运行参数及水质进行检测或记录，具体见下表2：
表2浮选锌精矿、硫精矿混合废水50V膜处理试验结果
步骤(2)所得含盐浓水为硫酸钠、氯化钙、硫酸锌、氯化钠等的混合溶液。
步骤(2)所得淡水的电导率为60us/cm，COD含量为7.6mg/L，COD去除率为97.36％，达到选矿废水回用标准。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，区别在于：步骤(2)采用80V电压进行电渗析处理，时间为75分钟。
每隔15或30分钟对步骤(2)电渗析的设备运行参数及水质进行检测或记录，具体见下表3：
表3浮选锌精矿、硫精矿混合废水80V膜处理试验结果
步骤(2)所得含盐浓水为硫酸钠、氯化钙、硫酸锌、氯化钠等的混合溶液。
步骤(2)所得淡水的电导率为50us/cm，COD含量为7.07mg/L，COD去除率为88.31％，达到选矿废水回用标准。
实施例三：
本实施例与实施例一基本相同，区别在于：步骤(2)采用100V电压进行电渗析处理，时间为60分钟。
每隔20分钟对步骤(2)电渗析的设备运行参数及水质进行检测或记录，具体见下表4：
表4浮选锌精矿、硫精矿混合废水80V膜处理试验结果
步骤(2)所得含盐浓水为硫酸钠、氯化钙、硫酸锌、氯化钠等的混合溶液。
步骤(2)所得淡水的电导率为50us/cm，COD含量为18.6mg/L，COD去除率为93.5％，达到选矿废水回用标准。
对比实施例一至三发现，50V电压下，电渗析膜处理成本有所下降，但运行时间加长，影响设备的处理能力；100V电压下，膜处理运行时间变短，但膜处理成本上升；80V电压下，膜处理成本比较适中，单位时间废水的处理能力也比较适中，因而将电压控制在80V左右比较适宜。
实施例四：
将某选矿厂浮选锌精矿废水在废水池收集后，按照本发明的电渗析去除选矿废水中COD的处理方法进行净化处理；其中，步骤(2)采用80V电压进行电渗析处理，时间为75分钟。
对步骤(1)预处理所得的滤液进行取样分析，分析结果如下表5：
表5浮选锌精矿废水原水水质检测结果(单位：mg/L，pH无纲量)
废水种类 COD pH 起泡性 As Pb Zn Cu
锌精矿废水 215 11.6 1.0 68 12.46 3.28 0.036
每隔15或30分钟对步骤(2)电渗析的设备运行参数及水质进行检测或记录，具体见下表6：
表6浮选锌精矿废水80V膜处理试验结果
步骤(2)所得含盐浓水为硫酸钠、氯化钙、硫酸锌、氯化钠等的混合溶液。
步骤(2)所得淡水的电导率为45us/cm，COD含量为6.88mg/L，COD去除率为96.8％，达到选矿废水回用标准。
实施例五：
将某选矿厂浮选硫精矿废水在废水池收集后，按照本发明的电渗析去除选矿废水中COD的处理方法进行净化处理；其中，步骤(2)采用80V电压进行电渗析处理，时间为75分钟。
对步骤(1)预处理所得的滤液进行取样分析，分析结果如下表7：
表7浮选硫精矿废水原水水质检测结果(单位：mg/L，pH无纲量)
废水种类 COD pH 起泡性 As Pb Zn Cu
硫精矿废水 461 9.5 1.3 257 0.53 0.39 0.044
每隔15或30分钟对步骤(2)电渗析的设备运行参数及水质进行检测或记录，具体见下表8：
表8浮选硫精矿废水80V膜处理试验结果
步骤(2)所得含盐浓水为硫酸钠、氯化钙、硫酸锌、氯化钠等的混合溶液。
步骤(2)所得淡水的电导率为55us/cm，COD含量为7.66mg/L，COD去除率为98.34％，达到选矿废水回用标准。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电渗析去除选矿废水中COD的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)预处理：往选矿废水中加入氧化混凝剂，静置、过滤得到滤液；所述氧化混凝剂由质量比为1:1的过氧化氢与氯化亚铁组成；
(2)电渗析：对步骤(1)所得滤液进行电渗析处理，得到含盐浓水和淡水。
2.根据权利要求1所述的电渗析去除选矿废水中COD的处理方法，其特征在于：步骤(1)中，所述氧化混凝剂的投加量为选矿废水重量的2％。
3.根据权利要求2所述的电渗析去除选矿废水中COD的处理方法，其特征在于：步骤(1)中，静置的时间为0.5小时。
4.根据权利要求3所述的电渗析去除选矿废水中COD的处理方法，其特征在于：步骤(1)中，将静置后的废水经过石英砂、活性炭进行过滤。
5.根据权利要求1所述的电渗析去除选矿废水中COD的处理方法，其特征在于：步骤(2)中，使用电渗析反应器在50-100V电压下对步骤(1)所得滤液进行电渗析处理。
6.根据权利要求5所述的电渗析去除选矿废水中COD的处理方法，其特征在于：步骤(2)中，电渗析处理的时间为60-90分钟。
7.根据权利要求6所述的电渗析去除选矿废水中COD的处理方法，其特征在于：步骤(2)所得淡水的电导率为40-60us/cm，COD含量为6-8mg/l。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电渗析去除选矿废水中COD的处理方法，其特征在于：还包括步骤(3)淡水回用：对步骤(2)所得淡水进行选矿浮选试验，若淡水达到选矿用水标准，则返回选矿工序使用。
9.根据权利要求1-7任一项所述的电渗析去除选矿废水中COD的处理方法，其特征在于：还包括步骤(4)副产品回收：在步骤(2)所得含盐浓水中加入硫酸钠和生石灰进行浆化处理，然后将浆化所得的固化物干燥，得到硫酸锌副产品混合物。
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