[发明专利]一种重金属废水三级处理与深度净化回用工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种重金属废水处理方法，特别是涉及一种有色行业采矿、选矿、冶炼、加工等过程产生的含有镉、砷、铅、锌、铜等一种或多种重金属废水处理工艺，属于环境工程领域。

背景技术

工业化的迅速发展使大量的重金属废水排放到环境中，酸性重金属废水pH较低（pH值介于4-6)，且含有多种重金属离子，如Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、As²⁺等，它们无法被生物体分解，一旦进入环境后就会在环境中不断积累，将对水体产生严重污染，甚至破坏生态环境。

目前，国内处理这类废水的方法很多，传统处理重金属废水的方法主要是物理化学法，如吸附法、离子交换法、化学沉淀法、膜分离法、氧化还原法等。但这些方法都具有二次污染严重，处理成本高等问题。对于危害性较大的酸性重金属废水，化学沉淀法是目前应用最为广泛的一种处理方法，其最常用的方法有中和沉淀法。中和沉淀法是向含重金属废水中投加中和剂，使重金属离子与水中的氢氧根反应，生成难溶的氢氧化物沉淀，再通过固液分离除去的重金属的方法。工业上用的中和剂有石灰石、石灰、苛性钠、苏打、工业飞灰和氧化亚铁等。由于以上中和剂来源广、价格低，以及中和法操作简单，易于控制，处理费用低等优点，该方法己成为处理酸性重金属废水最为普遍的方法。采用石灰石作为中和剂具有成本低、渣含水量较低并易于脱水等优点，但反应速度慢，易造成净化水中Ca^2＋及碱度升高，给废水回用工作带来了许多困难。此外，对废水中的重金属离子的处理效率有限，仅仅经过中和处理的酸性重金属废水重金属浓度很难达到现有的国家标准排放。硫化沉淀法是向废水中投加硫化剂，使废水中的重金属离子形成硫化物沉淀，从而从废水中除去。 通常使用的硫化剂有硫化钠、硫化铵和硫化氢等。该方法去除率高、泥渣中金属含量高、便于回收利用。但沉淀剂来源有限，价格比较昂贵，产生的硫化氢有恶臭，对人体有危害。

电化学处理技术主要是指在在电场的作用下，阳极产生电子形成“微絮凝剂”——铁或铝的氢氧化物，水中悬浮的颗粒、胶体污染物在“微絮凝剂”的作用下失去稳定性，脱稳后污染物颗粒和微絮凝剂之间相互碰撞，结合成肉眼可见的大絮体，H⁺会产生H₂从水逸出。在气体上升过程中黏附携带废水中的胶体微粒、浮油等共同上浮，从而达到去除酸性重金属废水中重金属离子的目的。目前，国内外用电化学技术处理酸性重金属废水的应用还较少。

重金属捕集法是采用高分子有机捕集剂与废水中的多种金属离子发生螯合反应， 生成稳定且难溶于水的金属螯合物去除废水中重金属离子的方法，捕集剂对重金属废水中的重金属离子具有良好的去除效果，经处理后出水中重金属含量远低于采用传统方法处理的结果，但由于成本高，不适用于原水重金属离子高的废水处理。

发明内容

本发明针对现有单一工艺技术的不足，提供了一种清洁高效、成本低、操作简单、抗重金属冲击负荷能力强，回用率高的重金属废水的深度处理与全面回用工艺，其具体工艺包括：

沉降部分包括：

一级沉降步骤：对含重金属废水加入高效絮凝剂，再通过酸碱调节，调节至碱性，最后通过斜板沉降池进行固液分离，去除大部分重金属离子；

二级沉降步骤：对一部分分流的一级上清净化水以及污泥浓缩池、大贮池上上清净化水中加入重金属捕捉剂进一步去除其中的重金属离子；

三级沉降步骤，一部分分流的二级上清净化水通过斜板沉降池进一步固液分离，对三级沉降后的净化水再次进行酸碱调节，调节至中性后直接外排。

回用部分包括：

一级回用步骤：对一部分分流的一级上清净化水通过过滤器过滤，出水加入缓蚀阻垢剂，进入净化水回用系统，做为洗地、冲厕所、洒水车以及冲渣等用水；

二级回用步骤：对一部分分流的二级上清净化水通过碳酸钠降钙后进入膜处理系统，产出的淡水做为生产水返回生产系统，浓水做为冲渣用水。

所述的一级沉降步骤重金属废水中加入聚铁、聚铝、聚丙烯酰胺中的一种或几种高效絮凝剂。

所述的一级沉降步骤中所述酸碱调节方法中使用的中和剂为石灰乳、氢氧化钠或石灰石中的一种或多种，调节pH到9-11。

所述的三级沉降步骤中净化水通过加入硫酸，调节pH到6-9。

所述的一级回用步骤中过滤器为砂滤装置，以去除水中的悬浮物质和大颗粒物质。

所述的二级回用步骤中的膜处理系统为超滤-反渗透深度除盐系统。