CN109133501A - 一种有色金属矿废水综合处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有色金属矿废水综合处理方法，包括以下步骤：废水收集后过滤杂物和泥沙，依次通过多介质过滤器和精密过滤器，产出无色透明的废水，调节过滤后的废水pH至3‑6之间，调节后的废水经搅拌和紫外灯照射，投加双氧水、Fe2+试剂和催化剂进行紫外/芬顿高级氧化反应，调节pH值后依次投加聚合氯化铝溶液和高分子阴离子聚丙烯酰胺溶液进行混凝沉淀，混凝后停止搅拌静置沉淀，沉淀后的上清液进入生物活性炭处理系统，经过生物活性炭处理所产出的水输入离子膜反渗透机中，进入精水罐，将精水罐的水用泵输入阴离子交换器脱除阴离子，产出的水进入脱离子水的水池，成为净化水，水质达到GB1576‑2001标准，直接可供给工业锅炉和工业原料用水。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护技术及水处理技术领域，具体为一种有色金属矿废水综合处理方法。
背景技术
有色金属矿山废水主要包括采矿矿井水和选矿废水，其中选矿废水占大部分的比重，有色金属矿山废水水质复杂，成分繁多，含有多种重金属、有机药剂及其他污染物质，如果外排将对四周生态环境产生严重的危害，如果返回生产流程中，随着废水中的有害物质将不断累积，也会对生产工艺和设备产生不利的影响，因此，需要选择适宜的处理工艺对这些废水进行处理。目前，常用的处理工艺有化学沉淀法、吸附法、微生物法、人工湿地法等等，这些处理工艺虽然各自具有一定的优点，但普遍受矿山生产条件、环境条件或处理要求等因素的限制，例如，采用化学沉淀法重金属处理效果相对较好，但有机物质处理效果差；吸附法能有效处理重金属废水，但吸附剂再生时，污染物又会重新产生；微生物法处理成本相对较低，但反应条件要求比较苛刻，难以得到推广应用；湿地法占用面积大，处理周期长，也很难满足处理要求。因此，如何选择一种合理、有效、实用的有色金属矿山废水处理工艺，是当前金属矿山企业普遍面临的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有色金属矿废水综合处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种有色金属矿废水综合处理方法，具体包括以下步骤：
(1)、废水收集后，设立引水管道，通过自流或水泵引流至选矿厂附近的原水池内，靠位差流入带式滤机的过滤器上，废水被真空形成的负压透过滤布进入过滤的集水仓，再流入中水池中，悬浮物＜10ppm，杂物和泥沙留在滤布上，并随着滤布的运行自动脱落到废弃物收集仓内；
(2)、将中水池内的废水用泵以0.4-0.6MPa的压力，依次通过多介质过滤器和精密过滤器，5um以上的颗粒物质全部除掉，产出无色透明的废水；
(3)、调节经步骤(2)过滤后的废水pH至3-6之间，若废水原始pH在这之间，可不用调节；
(4)、调节后的废水在搅拌和紫外灯照射条件下，投加Fe2+试剂和浓度30％的双氧水进行紫外-芬顿氧化反应，反应30min后投加催化剂，继续反应30min-90min；
(5)、氧化反应后的废水在搅拌状态下投加碱液调节pH至8-10之间，然后依次投加聚合氯化铝溶液和高分子阴离子聚丙烯酰胺溶液进行混凝沉淀，混凝后停止搅拌静置15min-120min；
(6)、沉淀后的上清液在搅拌状态下进入生物活性炭处理系统，在活性炭填料、挂膜菌种和空气曝气的条件下，进行生物活性炭处理，处理时间为60min-120min；
(7)、用高压泵以1.2-1.5MPa的压力，将经过生物活性炭处理所产出的水输入离子膜反渗透机中，产出好水，总硬度＜0.6mmol/L，进入精水罐，高浓度水排入农田灌溉；
(8)、将精水罐的水用泵输入阴离子交换器脱除阴离子，再依次输入到脱二氧化碳塔、阳离子交换器和脱除氧气的装置中，产出的水进入脱离子水的水池，成为净化水，水质达到GB1576-2001标准，直接可供给工业锅炉和工业原料用水。
进一步的，所述步骤(1)中，引水管道的材质为不锈钢、PP、PVC或PE，原水池作防渗和防腐处理。
进一步的，所述步骤(1)中，调节pH的药剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠或石灰乳。
进一步的，所述步骤(4)中，搅拌线速度为0.01m/s-10m/s，紫外灯波长和功率根据废水性质和处理要求而定，Fe2+试剂为硫酸亚铁溶液或氯化亚铁溶液，双氧水和Fe2+试剂的投加顺序为先投加Fe2+试剂再投加浓度为30％的双氧水或两者同时投加，投加量根据进水水质中的COD含量多少和处理指标要求而定，COD含量高、处理指标要求严，Fe2+试剂和双氧水的投加量相应增多，反之，COD含量低、处理指标要求松，Fe2+试剂和双氧水的投加量相应减少。
进一步的，所述步骤(4)中，催化剂为草酸盐试剂。
进一步的，所述步骤(5)中，搅拌线速度为0.01m/s-10m/s，所述碱液为氢氧化钠溶液或石灰乳。
进一步的，所述步骤(6)中生物活性炭处理系统为上流式或下流式反应池，池底设有布水装置和曝气装置，曝气装置上方为活性炭填料层，活性炭为椰壳炭或煤质炭，装炭量根据废水的性质和处理要求来确定，挂膜菌种依据废水性质采集、筛选和培养，挂膜方式采取人工投加菌种挂膜或动态培养自然挂膜，气液比设定为1-15:1。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明根据有色金属矿山废水水质复杂、难处理的特点，用带式过滤机，即可产出悬浮物＜10ppm清澈透明的水，在经紫外/芬顿高级氧化技术、生物活性炭处理技术和混凝沉淀技术结合在一起协同对废水进行处理，再经多介质过滤器、精密过滤器、离子膜反渗透机和阴阳离子交换器，脱除水的矿物质及有害杂质，达到工业用水的标准要求，具有处理效果好、处理效率高，系统运行稳定，不需建造大型沉淀水池和占用大量土地、工艺流程简单和降低了处理成本等优点，便于实现工业应用，特别是对于难处理的有色金属矿山废水具有其它方法工艺难以达到的优势。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种有色金属矿废水综合处理方法，具体包括以下步骤：
(1)、废水收集后，设立引水管道，通过自流或水泵引流至选矿厂附近的原水池内，靠位差流入带式滤机的过滤器上，废水被真空形成的负压透过滤布进入过滤的集水仓，再流入中水池中，悬浮物＜10ppm，杂物和泥沙留在滤布上，并随着滤布的运行自动脱落到废弃物收集仓内；
(2)、将中水池内的废水用泵以0.4-0.6MPa的压力，依次通过多介质过滤器和精密过滤器，5um以上的颗粒物质全部除掉，产出无色透明的废水；
(3)、调节经步骤(2)过滤后的废水pH至3-6之间，若废水原始pH在这之间，可不用调节；
(4)、调节后的废水在搅拌和紫外灯照射条件下，投加Fe2+试剂和浓度30％的双氧水进行紫外-芬顿氧化反应，反应30min后投加催化剂，继续反应30min-90min；
(5)、氧化反应后的废水在搅拌状态下投加碱液调节pH至8-10之间，然后依次投加聚合氯化铝溶液和高分子阴离子聚丙烯酰胺溶液进行混凝沉淀，混凝后停止搅拌静置15min-120min；
(6)、沉淀后的上清液在搅拌状态下进入生物活性炭处理系统，在活性炭填料、挂膜菌种和空气曝气的条件下，进行生物活性炭处理，处理时间为60min-120min；
(7)、用高压泵以1.2-1.5MPa的压力，将经过生物活性炭处理所产出的水输入离子膜反渗透机中，产出好水，总硬度＜0.6mmol/L，进入精水罐，高浓度水排入农田灌溉；
(8)、将精水罐的水用泵输入阴离子交换器脱除阴离子，再依次输入到脱二氧化碳塔、阳离子交换器和脱除氧气的装置中，产出的水进入脱离子水的水池，成为净化水，水质达到GB1576-2001标准，直接可供给工业锅炉和工业原料用水。
所述步骤(1)中，引水管道的材质为不锈钢、PP、PVC或PE，原水池作防渗和防腐处理。
所述步骤(1)中，调节pH的药剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠或石灰乳。
所述步骤(4)中，搅拌线速度为0.01m/s-10m/s，紫外灯波长和功率根据废水性质和处理要求而定，Fe2+试剂为硫酸亚铁溶液或氯化亚铁溶液，双氧水和Fe2+试剂的投加顺序为先投加Fe2+试剂再投加浓度为30％的双氧水或两者同时投加，投加量根据进水水质中的COD含量多少和处理指标要求而定，COD含量高、处理指标要求严，Fe2+试剂和双氧水的投加量相应增多，反之，COD含量低、处理指标要求松，Fe2+试剂和双氧水的投加量相应减少。
所述步骤(4)中，催化剂为草酸盐试剂。
所述步骤(5)中，搅拌线速度为0.01m/s-10m/s，所述碱液为氢氧化钠溶液或石灰乳。
所述步骤(6)中生物活性炭处理系统为上流式或下流式反应池，池底设有布水装置和曝气装置，曝气装置上方为活性炭填料层，活性炭为椰壳炭或煤质炭，装炭量根据废水的性质和处理要求来确定，挂膜菌种依据废水性质采集、筛选和培养，挂膜方式采取人工投加菌种挂膜或动态培养自然挂膜，气液比设定为1-15:1。
具体实施例：
某有色金属矿山废水，pH为6.8，COD为566.4mg/L，铜离子为18.6mg/L，锌离子为10.5mg/L，此外还含有微量的其它重金属离子。将废水输入原水池，靠位差流入带式滤机的过滤器上，水被真空形成的负压透过滤布进入过滤的集水仓，再流入中水池，悬浮物＜10ppm，杂质和泥沙留在滤布上，并随着滤布的运行自动脱落到废弃物收集仓，将中水池内的水用泵以0.4MPa的压力，依次通过多介质过滤器和精密过滤器，5um以上的颗粒物质全部除掉，产出无色透明的水，用蠕动泵将3L该废水泵入到装有搅拌装置和紫外灯装置的反应器中，搅拌装置设置在反应器内部中央，紫外灯功率为4W、波长为254nm，固定在搅拌桨和反应器内壁之间，开启搅拌装置在搅拌线速度为0.67m/s条件下用1％的硫酸溶液调节废水pH至4.0，添加4g/L的硫酸亚铁溶液40mL、30％的双氧水2mL，开启紫外灯反应30min后，添加2g/L的草酸钠5mL，继续反应30min，用0.5％的氢氧化钠溶液调节废水pH至9.0，在搅拌线速度0.8m/s的速度下，投加10g/L的聚合氯化铝溶液3mL搅拌5min，然后投加0.5‰阴离子聚丙烯酰胺溶液2mL，继续搅拌2min后调节搅拌线速度0.1m/s搅拌5min，停止搅拌，静置30min，取上清液在搅拌线速度0.67m/s条件下投加0.5％的高锰酸钾溶液1mL，反应30min，反应后用蠕动泵将上清液泵入到生物活性炭反应器中进行处理，生物活性炭反应器为上流式生物反应器，活性炭采用柱状煤质炭，填装量为2kg，空气采用钛合金滤芯微孔曝气，置于反应器底部，气液比设定为5:1，菌种采用人工投加挂膜，反应停留时间为60min，系统反应后的出水经分析pH为8.2，COD为43.5mg/L，铜离子为0.2mg/L、锌离子为1.5mg/L，锰离子为0.3mg/L，用高压泵以1.5MPa的压力，将经过生物活性炭处理所产出的水输入离子膜反渗透机中，产出好水，总硬度＜0.6mmol/L，进入精水罐，高浓度水排入河道用于农田灌溉，将精水罐的水用泵输入阴离子交换器脱除阴离子，再依次输入到脱二氧化碳塔、阳离子交换器和脱除氧气的装置中，产出的水进入脱离子水的水池中，水质达到GB1576-2001标准，直接可供给工业锅炉和工业原料用水。
带式过滤机的滤布老化后及时更换，多介质过滤器依据产出水质情况定期再生反冲洗，精密过滤器依据产出水质情况定期更换，离子膜反渗透机的离子膜依据产出水质定期再生处理，阴离子交换器和阳离子交换器内的树脂依据产出水质定期再生处理。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种有色金属矿废水综合处理方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)、废水收集后，设立引水管道，通过自流或水泵引流至选矿厂附近的原水池内，靠位差流入带式滤机的过滤器上，废水被真空形成的负压透过滤布进入过滤的集水仓，再流入中水池中，悬浮物＜10ppm，杂物和泥沙留在滤布上，并随着滤布的运行自动脱落到废弃物收集仓内；
(2)、将中水池内的废水用泵以0.4-0.6MPa的压力，依次通过多介质过滤器和精密过滤器，5um以上的颗粒物质全部除掉，产出无色透明的废水；
(3)、调节经步骤(2)过滤后的废水pH至3-6之间，若废水原始pH在这之间，可不用调节；
(4)、调节后的废水在搅拌和紫外灯照射条件下，投加Fe2+试剂和浓度30％的双氧水进行紫外-芬顿氧化反应，反应30min后投加催化剂，继续反应30min-90min；
(5)、氧化反应后的废水在搅拌状态下投加碱液调节pH至8-10之间，然后依次投加聚合氯化铝溶液和高分子阴离子聚丙烯酰胺溶液进行混凝沉淀，混凝后停止搅拌静置15min-120min；
(6)、沉淀后的上清液在搅拌状态下进入生物活性炭处理系统，在活性炭填料、挂膜菌种和空气曝气的条件下，进行生物活性炭处理，处理时间为60min-120min；
(7)用高压泵以1.2-1.5MPa的压力，将经过生物活性炭处理所产出的水输入离子膜反渗透机中，产出好水，总硬度＜0.6mmol/L，进入精水罐，高浓度水排入农田灌溉；
(8)、将精水罐的水用泵输入阴离子交换器脱除阴离子，再依次输入到脱二氧化碳塔、阳离子交换器和脱除氧气的装置中，产出的水进入脱离子水的水池，成为净化水，水质达到GB1576-2001标准，直接可供给工业锅炉和工业原料用水。
2.根据权利要求1所述的一种有色金属矿废水综合处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中，引水管道的材质为不锈钢、PP、PVC或PE，原水池作防渗和防腐处理。
3.根据权利要求1所述的一种有色金属矿废水综合处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中，调节pH的药剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠或石灰乳。
4.根据权利要求1所述的一种有色金属矿废水综合处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中，搅拌线速度为0.01m/s-10m/s，紫外灯波长和功率根据废水性质和处理要求而定，Fe2+试剂为硫酸亚铁溶液或氯化亚铁溶液，双氧水和Fe2+试剂的投加顺序为先投加Fe2+试剂再投加浓度为30％的双氧水或两者同时投加，投加量根据进水水质中的COD含量多少和处理指标要求而定，COD含量高、处理指标要求严，Fe2+试剂和双氧水的投加量相应增多，反之，COD含量低、处理指标要求松，Fe2+试剂和双氧水的投加量相应减少。
5.根据权利要求1所述的一种有色金属矿废水综合处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中，催化剂为草酸盐试剂。
6.根据权利要求1所述的一种有色金属矿废水综合处理方法，其特征在于：所述步骤(5)中，搅拌线速度为0.01m/s-10m/s，所述碱液为氢氧化钠溶液或石灰乳。
7.根据权利要求1所述的一种有色金属矿废水综合处理方法，其特征在于：所述步骤(6)中生物活性炭处理系统为上流式或下流式反应池，池底设有布水装置和曝气装置，曝气装置上方为活性炭填料层，活性炭为椰壳炭或煤质炭，装炭量根据废水的性质和处理要求来确定，挂膜菌种依据废水性质采集、筛选和培养，挂膜方式采取人工投加菌种挂膜或动态培养自然挂膜，气液比设定为1-15:1。
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