一種低溫環境下含銻廢水的深度處理裝置及工藝的製作方法
2023-05-13 11:16:11
本發明屬於安全環保行業汙水處理技術領域，涉及一種環保汙水處理技術，具體涉及一種低溫環境下含銻廢水的深度處理裝置及工藝。
背景技術：
銻(Sb)是一種有毒的化學元素，有刺激性，易溶於王水(又稱「王酸」、「硝基鹽酸」，是一種腐蝕性非常強、冒黃色霧的液體)。銻在自然界中主要存在於硫化物礦物輝銻礦(Sb2S3)中，它不是生物體必需的元素，有較強的毒性，對人體及生物具有慢性毒性及致癌性。銻在環境中的遷移轉化過程主要是通過水體來完成。銻是一種具有潛在毒性和致癌性的元素，如果大量的銻進入地表水環境中，不僅造成水環境的重金屬汙染，還會對動植物體產生危害，甚至通過水體危害人體健康。我國作為最大銻儲量國，提供了全世界80％的銻初級產品。在銻礦開採、冶煉過程中，含銻廢水的排放、礦渣的堆放都會對環境造成壓力，威脅生態安全。有效治理水體銻汙染刻不容緩。
歐盟、美國環保局、日本環衛廳等先後將銻列為優先考慮的汙染物。世界衛生組織規定飲用水中的銻含量不得高於5μg/L。我國《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)和《生活飲用水衛生規範》(衛生部，2001年)中均規定銻的限值為5μg/L。
銻的常用處理工藝包括混凝沉澱、弱酸性鐵鹽混凝沉澱、吸附、電化學混凝沉澱、離子交換法等。化學絮凝法通過外加藥劑使水中的銻形成沉澱而得以去除，是工業水處理中最常用也是最主要的方法之一，此法操作簡單，成本低，被廣泛使用；由於銻的水解產物和硫化物沉澱一般較細，易形成膠體，用一般沉澱法不能從水中去除，通常需要絮凝劑。吸附一般適合於處理量大、濃度較低的廢水；用於除銻的吸附劑包括：羥基磷灰石粉末、水合氧化錳、膨潤土、硅藻土、活性氧化鋁、鋁渣活性碳、纖維素、幾丁質、殼聚糖、穀殼灰以及天然或合成的金屬氧化物及其水合氧化物等。電化學方法是通過銻的電沉積將銻去除。離子交換法通常採用離子交換樹脂或活性氧化鋁處理廢水中銻離子，氨基、烷基、磷酸基螯合陽離子交換樹脂也有較好效果。
這些處理方法主要針對高濃度含銻廢水，對水體中低濃度銻的深度去除效果不明顯，尤其是在低溫條件下銻的高效去除是國內外研究的難點，處理後的水質也難以達到我國生活飲用水水質標準要求。因此，為了對受微量重金屬銻汙染的地表水進行快速高效處理，亟需開發高效、便宜、使用方便的應急處理技術。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種結構簡單、適合低溫環境下含銻廢水深度處理的裝置及工藝，通過深度處理裝置及工藝，對含銻廢水或是受到銻汙染的地表水進行快速應急處理，解決了現有處理技術在低溫環境下處理效率低的問題。
本發明所採用的技術方案是，一種低溫環境下含銻廢水的深度處理裝置，包含集水池、1號溶藥池、一級混凝池、攪拌器、一級沉澱池、2號溶藥池、二級混凝池、二級沉澱池和清水池；其中，所述的集水池、一級混凝池、一級沉澱池、二級混凝池、二級沉澱池和清水池順次相連；1號溶藥池和一級混凝池相連，2號溶藥池和二級混凝池相連；攪拌器安裝在一級混凝池和二級混凝池內。
本發明還公開了一種應用於所述低溫環境下含銻廢水的深度處理裝置的工藝，該處理工藝包括以下幾個運行步驟：
步驟一：配置藥液
在1號溶藥罐內溶解硫化鈉，在2號溶藥罐內溶解聚合硫酸鐵藥劑，充分攪拌；
步驟二：強化混凝
含銻廢水經輸送管路從集水池進入一級混凝池，將1號溶藥罐中配製好的硫化鈉溶液加入一級混凝池，進行混凝反應，去除廢水中的銻汙染物；
步驟三：一級沉澱
一級混凝池出水進入一級沉澱池，進行固液分離；
步驟四：二級混凝
一級沉澱池出水進入二級混凝池，將2號溶藥罐中配製好的聚合硫酸鐵溶液加入二級混凝池，繼續進行混凝反應，去除廢水中的銻汙染物；
步驟五：清水回用
二級混凝池出水進入二級沉澱池，經過沉澱澄清後，上清液進入清水池，回用於生產工藝或外排
本發明所述應用於深度處理裝置的工藝，其特徵還在於，
所述1號混凝池和二級混凝池的混凝反應時間為15～20分鐘，所述沉澱池的沉澱時間為1小時。
所述1號混凝池中按照銻與硫化鈉的重量比1：20～30投加硫化鈉，所述二級混凝池中按照銻與聚合硫酸鐵的重量比1：30～50投加聚合硫酸鐵。
與現有技術相比，本發明一種低溫環境下含銻廢水的深度處理裝置及工藝用於含銻廢水和受汙染河道的深度處理。針對低溫等極端條件，採用兩級複合混凝法，首先投加硫化鈉，混凝反應沉澱，再投加聚合硫酸鐵進行混凝反應，經沉澱後出水。本發明處理工藝對水中銻的去除率可達95％以上，可以使出水銻濃度降至0.005mg/L以下，滿足(GB3838—2002)《地表水環境質量標準》中的標準限值，同時也滿足我國《生活飲用水衛生規範》要求；具有出水水質好、耐低溫、操作簡便、產泥量少等優點，適用於低溫環境下含銻廢水和受汙染河道的深度處理。
本發明耐低溫能力很強，處理效果穩定，最低可耐受－20℃低溫，同時還具有以下特點：
1、產泥量少，淤泥不易復溶；
2、不需加酸或鹼調節pH；
3、處理裝置結構設計合理，可在處置現場快速安裝並投入運行；
4、採樣常規的材料和藥劑，處理成本低，對環境的影響小。
附圖說明
圖1是本發明低溫環境下含銻廢水的深度處理裝置結構示意圖；
圖2是本發明低溫環境下含銻廢水的深度處理裝置工藝流程圖；
圖3是常規絮凝沉澱工藝處理效果圖；
圖4是常規兩級絮凝沉澱工藝處理效果圖；
圖5是本發明工藝第一次試驗處理效果圖；
圖6為本發明工藝第二次試驗處理效果圖。
圖中：1.集水池，2.1號溶藥池，3.一級混凝池，4.攪拌器，5.一級沉澱池，6.2號溶藥池，7.二級混凝池，8.二級沉澱池，9.清水池。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。
一種低溫環境下含銻廢水的深度處理裝置，如圖1所示，包含集水池1、1號溶藥池2、一級混凝池3、攪拌器4、一級沉澱池5、2號溶藥池6、二級混凝池7、二級沉澱池8和清水池9；其中，集水池1、一級混凝池3、一級沉澱池5、二級混凝池7、二級沉澱池8和清水池9順次相連；1號溶藥池2和一級混凝池3相連，2號溶藥池6和二級混凝池7相連；攪拌器4安裝在一級混凝池3和二級混凝池7內。
本發明低溫環境下含銻廢水的深度處理裝置的工藝運行步驟，如圖2所示，
步驟一：配置藥液
在1號溶藥罐2內溶解硫化鈉，在2號溶藥罐6內溶解聚合硫酸鐵藥劑，充分攪拌；
步驟二：強化混凝
含銻廢水經輸送管路從集水池1進入一級混凝池3，將1號溶藥罐2中配製好的硫化鈉溶液加入一級混凝池3，進行混凝反應，去除廢水中的銻汙染物；
步驟三：一級沉澱
一級混凝池3出水進入一級沉澱池5，進行固液分離；
步驟四：二級混凝
一級沉澱池5出水進入二級混凝池7，將2號溶藥罐6中配製好的聚合硫酸鐵溶液加入二級混凝池7，繼續進行混凝反應，去除廢水中的銻汙染物；
步驟五：清水回用
二級混凝池7出水進入二級沉澱池8，經過沉澱澄清後，上清液進入清水池9，回用於生產工藝或外排。
實施例
試驗1：
常規絮凝沉澱工藝處理效果：某一河段受到汙染後，銻濃度超標約30倍左右，通過混凝沉澱進行工程削減。首先，投加硫酸或鹽酸調節河水pH值為6左右；然後投加鐵鹽混凝劑。在投藥點後建立兩級攔水壩，作為沉澱區，用於含銻絮狀物靜置沉澱。監測數據顯示：投藥前銻濃度平均超標24倍，處理後銻濃度平均超標8.5倍，銻平均截留率達64.6％。常規絮凝沉澱工藝處理效果如附圖3所示。
試驗2：
常規兩級絮凝沉澱工藝處理效果：新增設投藥點，對第一級混凝沉澱的出水進一步處理。該點正常運行後，出水銻濃度平均超標倍數由8.5倍左右降至5倍左右，具體去除效果如圖4所示。
試驗3：
本發明工藝第一次試驗處理效果：針對冬季晝夜溫差大，影響藥劑除銻效果等問題，增設硫化鈉投藥點。改造後，出水銻濃度平均超標倍數由5倍左右降至1.6倍左右，銻平均截留率達85％以上。具體去除效果如圖5所示。
試驗4：
本發明工藝第二次試驗處理效果：將投藥點上移，並進行加溫溶藥改造；新建一處圍堰攔截絮體，進一步提高除汙效果。改造後，出水銻濃度平均超標倍數由1.6倍左右降至0.32倍左右，逐步趨向達標，銻平均截留率達95％以上。出水銻濃度持續穩定達標。具體去除效果如圖6所示。
從去除效果數據圖可以看出，通過應用本發明後，有效降低了水體汙染物的濃度，對汙染物的削減起到十分重要的作用。
上述實施方式只是本發明的幾個實例，不是用來限制發明的實施與權利範圍，凡依據本發明申請專利保護範圍所述的內容做出的等效變化和修飾，均應包括在本發明申請專利範圍內。