一種低鈣、低氯淨化水回用工藝的製作方法
2023-09-21 23:17:35 1
一種低鈣、低氯淨化水回用工藝的製作方法
【專利摘要】本發明揭示了一種重金屬廢水經處理後實現低鈣、低氯淨化水的回用工藝，對含重金屬廢水加入高效絮凝劑，再通過酸鹼調節，調節至鹼性，最後通過斜板沉降池進行固液分離，去除大部分重金屬離子；上清水進入緩衝水池再通過降鈣處理，進入超濾-反滲透系統深度淨化，產出的淡水做為生產水返回生產系統，濃水做為衝渣用水。降鈣後的底流一部分作為晶種回流，大部分進入緩衝水池，重複利用。本發明回用水回用率高，不存在鈣結垢現象，廢水處理成本低，實現廢水零排放。
【專利說明】一種低鈣、低氯淨化水回用工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種重金屬廢水處理回用工藝，特別是涉及一種有色行業採礦、選礦、冶煉、加工等過程產生的含有鎘、砷、鉛、鋅、銅等一種或多種重金屬廢水處理回用工藝，屬於環境工程領域。
【背景技術】
[0002]工業化的迅速發展使大量的重金屬廢水排放到環境中，酸性重金屬廢水pH較低(pH值介於4-6)，且含有多種重金屬離子，如Cu2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+、As2+等，它們無法被生物體分解，一旦進入環境後就會在環境中不斷積累，將對水體產生嚴重汙染，甚至破壞生態環境。國內多家冶煉企業都有淨化水回用系統，經傳統方法處理後的淨化水中仍含有大量的Ca2+、Cl—，鈣離子含量高等問題，導致管道易結垢，氯離子含量較高，將對管道設備造成腐蝕，如果不經處理直接回用，降低回用系統的使用壽命，造成不必要的經濟損失。
[0003]目前，國內處理這類廢水的方法很多，傳統處理重金屬廢水的方法主要是物理化學法，如吸附法、離子交換法、化學沉澱法、氧化還原法等。但這些方法都具有二次汙染嚴重，處理成本高等問題。對於危害性較大的酸性重金屬廢水，化學沉澱法是目前應用最為廣泛的一種處理方法，其最常用的方法有中和沉澱法。中和沉澱法是向含重金屬廢水中投加中和劑，使重金屬離子與水中的氫氧根反應，生成難溶的氫氧化物沉澱，再通過固液分離除去的重金屬的方法。工業上用的中和劑有石灰石、石灰、苛性鈉、蘇打、工業飛灰和氧化亞鐵等。由於以上中和劑來源廣、價格低，以及中和法操作簡單，易於控制，處理費用低等優點，該方法己成為處理酸性重金屬廢水最為普遍的方法。採用石灰石作為中和劑具有成本低、渣含水量較低並易於脫水等優點，但反應速度慢，對廢水中的重金屬離子的處理效率有限，僅僅經過中和處理的酸性重金屬廢水重金屬濃度很難達到現有的國家標準排放，直接回用存在鈣離子含量高等問題，導致管道易結垢。硫化沉澱法是向廢水中投加硫化劑，使廢水中的重金屬離子形成硫化物沉澱，從而從廢水中除去。通常使用的硫化劑有硫化鈉、硫化銨和硫化氫等。該方法去除率高、泥渣中金屬含量高、便於回收利用。但沉澱劑來源有限，價格比較昂貴，產生的硫化氫有惡臭，對人體有危害。以上方法均無法降低淨化水中的氯離子含量，而冶金廢水中氯離子含量較高，如果不經處理直接回用，將對管道設備造成腐蝕，降低其使用壽命。
[0004]電化學處理技術主要是指在外電流的作用下，用鐵、鋁作為陽極進行電解時，陽極溶出的Fe3+、Fe2+或Al3+分別與溶液中的0H_結合成不溶於水的Fe (OH) 3、Fe (OH) 2或Al(OH) 3的方法。這些生成的微粒可以較強的凝聚和吸附廢水中有機或無機膠體粒，同時在超電壓作用下，在陽極和陰極分別產生O2和H2，在其上升過程中黏附攜帶廢水中的膠體微粒、浮油等共同上浮，從而達到去除酸性重金屬廢水中重金屬離子的目的，該方法也可以實現低鈣、低氯淨化水的回用，但成本較高，目前，國內外用電化學技術處理酸性重金屬廢水的應用還較少。
【發明內容】
[0005]本發明針對現有工藝中的不足，以重金屬廢水為處理對象，對含重金屬廢水加入高效絮凝劑，再通過酸鹼調節，調節至鹼性，最後通過斜板沉降池進行固液分離，去除大部分重金屬離子；上清水進入緩衝水池再通過降鈣處理，進入超濾-反滲透系統深度淨化，產出的淡水做為生產水返回生產系統，濃水做為衝渣用水。降鈣後的底流一部分作為晶種回流，大部分進入緩衝水池，重複利用。
[0006]所述的重金屬廢水中加入聚鐵、聚鋁、聚丙烯醯胺中的一種或幾種高效絮凝劑。
[0007]所述的酸鹼調節方法中使用的中和劑為氫氧化鈉，調節pH到9-11。
[0008]所述的降鈣處理加入的試劑為碳酸鈉、聚合氯化鋁和聚丙烯醯胺，其中碳酸鈉投加量為理論投加量的1.5倍過量投加，聚合氯化鋁為絮凝劑，聚丙烯醯胺為助凝劑。
[0009]所述的降鈣處理後上清水鈣離子小於50mg/L。
[0010]所述的降鈣後的底流包括斜板反應池與斜板沉降池底流。
[0011]斜板反應池與斜板沉降池底流一部分作為晶種回流，回流量40_60m3/h。一方面起到晶種的作用，提高斜板沉降效果，另一方面由於碳酸鈉為過量投加，降鈣處理的底流中存在大量未反應的碳酸鈉可以在斜板反應池中與鈣離子繼續反應，節約藥劑使用成本。
[0012]所述的降鈣處理後的斜板反應池與斜板沉降池底流另一部分進入緩衝水池重複利用，由於碳酸鈉為過量投加，降鈣處理的底流中存在大量未反應的碳酸鈉可以在緩衝水池中與鈣離子繼續反應，節約藥劑使用成本。
[0013]所述的緩衝水池有兩個，一備一用，每2周清理一次。
[0014]所述的反滲透系統中的反滲透膜為選擇性透過膜，重金屬離子及氯離子均無法通過。
[0015]本發明的優點在於:實現了汙染原水的回收利用。與現有技術相比，本實用新型具有回用水回用率高，不存在鈣結垢現象，廢水處理成本低，實現廢水零排放的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是一種低鈣、低氯淨化水回用工藝的流程。
[0017]圖2是一種低鈣、低氯淨化水回用工藝中降鈣後的底流走向示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，對含重金屬廢水加入聚鐵、聚鋁、聚丙烯醯胺中的一種或幾種高效絮凝劑，待絮凝劑中的基團與重金屬離子發生配位反應，形成礬花，再通過加入液鹼，調節PH到9-11，使得配位鍵更加穩定，利於沉降，最後通過斜板沉降池進行固液分離，去除大部分重金屬離子。
[0019]去除重金屬離子後的上清水進入緩衝水池，緩衝水池的水加入碳酸鈉，Na2CO3.1OH2O為99%工業純，配製濃度為10%，密度約為1.2 g/mL,需要將預處理進水的鈣離子含量降至50 mg/L以下，按照過量係數1.5倍過量投加，如處理鈣含量為400mg/L的廢水，廢水量為200m3/h，則碳酸鈉的投加量為:1.4 m3/h。絮凝劑為聚合氯化鋁配製濃度5%，投加量17.5ppm。助凝劑為聚丙烯醯胺配製濃度0.125%。，投加量0.0125ppm。
[0020]如圖2所示，降鈣後的斜板反應池與斜板沉降池底流一部分作為晶種回流，回流量為40-60m3/h。一方面起到晶種的作用，提高斜板沉降效果，另一方面由於碳酸鈉為過量投加，降鈣處理的底流中存在大量未反應的碳酸鈉可以在斜板反應池中與鈣離子繼續反應，節約藥劑使用成本。
如圖2所示，降鈣處理後的斜板反應池與斜板沉降池底流大部分進入緩衝水池，重複利用。由於碳酸鈉為過量投加，降鈣處理的底流中存在大量未反應的碳酸鈉可以在緩衝水池中與鈣離子繼續反應，節約藥劑使用成本。緩衝水池有兩個，一備一用，每2周清理一次。[0021 ] 經過降鈣的上清水進入超濾-反滲透系統深度淨化，反滲透系統中的反滲透膜為選擇性透過膜，重金屬離子及氯離子均無法通過。產出的淡水做為生產水返回生產系統，濃水做為衝洛用水。
【權利要求】
1.一種低鈣、低氯淨化水回用工藝，其特徵在於，以重金屬廢水為處理對象，對含重金屬廢水加入高效絮凝劑，再通過酸鹼調節，調節至鹼性，最後通過斜板沉降池進行固液分離，去除大部分重金屬離子；上清水進入緩衝水池再通過降鈣處理，進入超濾-反滲透系統深度淨化，產出的淡水做為生產水返回生產系統，濃水做為衝渣用水；降鈣後的底流一部分作為晶種回流，大部分進入緩衝水池，重複利用。
2.如權利要求1所述的一種低鈣、低氯淨化水回用工藝，其特徵在於，重金屬廢水中加入聚鐵、聚鋁、聚丙烯醯胺中的一種或幾種高效絮凝劑。
3.如權利要求1或2所述的一種低鈣、低氯淨化水回用工藝，其特徵在於，所述酸鹼調節方法中使用的中和劑為氫氧化鈉，調節PH到9-11。
4.如權利要求1或2所述的一種低鈣、低氯淨化水回用工藝，其特徵在於，降鈣處理加入的試劑為碳酸鈉、聚合氯化鋁和聚丙烯醯胺，其中碳酸鈉投加量為理論投加量的1.5倍過量投加。
5.如權利要求4所述的一種低鈣、低氯淨化水回用工藝，其特徵在於，降鈣處理後上清水隹丐離子小於50mg/L。
6.如權利要求4所述的一種低鈣、低氯淨化水回用工藝，其特徵在於，降鈣後的底流包括斜板反應池與斜板沉降池底流。
7.如權利要求4所述的一種低鈣、低氯淨化水回用工藝，其特徵在於，降鈣處理後的底流一部分作為晶種回流，回流量為40-60m3/h，其餘進入緩衝水池重複利用。
8.如權利要求1?7任一項所述的一種低鈣、低氯淨化水回用工藝，其特徵在於，所述緩衝水池有兩個，一備一用，每2周清理一次。
9.如權利要求1?7任一項所述的一種低鈣、低氯淨化水回用工藝，其特徵在於，反滲透系統中的反滲透膜為選擇性透過膜，重金屬離子及氯離子均無法通過。
【文檔編號】C02F9/04GK104402147SQ201410762324
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月13日 優先權日:2014年12月13日
【發明者】張天芳, 李迪漢, 劉宏志, 雷宇, 李正明, 張偉, 陳順, 高盟 申請人:株洲冶煉集團股份有限公司