[发明专利]含重金属离子酸性废水的深度处理方法及回用工艺

说明书

本发明公开一种含重金属离子酸性废水的深度处理方法及回用工艺，属水处理技术以及资源化利用领域。本发明方法和工艺分为三级处理系统，即预处理系统、脱钙系统和膜深度处理系统。预处理系统主要通过中和沉淀法去除废水中大部分重金属、砷和氟离子等；脱钙系统主要通过添加生物化学制剂去除预处理系统中加入的钙、镁离子和残留的少部分重金属、砷和氟离子等，最大程度地降低水的硬度，提高废水回用效率和防止管道结垢堵塞并缓解后续膜系统压力；膜深度系统主要进行水与废水中的重金属、钙镁等杂质离子以及SS等污染物的分离，得到纯水以满足锅炉等回用水水质要求。本发明可实现废水分级循环利用及完全零排放的目的，易于在全行业内推广应用。

技术领域

本发明特别涉及含重金属酸性废水的深度处理及回用工艺，属于水处理技术以及资源化利用领域。

背景技术

随着对有色金属冶炼企业废水排放要求日益严格，在冶炼生产过程中产生的酸性废水的处理问题日益受到重视。有色金属冶炼含重金属酸性废水主要来源于制酸过程烟气洗涤与净化装置排水、冶炼过程工艺过程排水、炉渣水淬冷却水、地面冲洗水等，以及事故和非正常生产时泄露产生的废液等。有色金属冶炼含重金属酸性废水中主要的污染因子有：pH、铅、锌、铜、砷、镉、铬等重金属离子，以及SS、硫酸根、氟、氯等污染离子。

我国近几年重金属污染事件频频发生，水体重金属污染问题十分突出，江河湖库底质的污染率高达80.1％。全国近岸海域海水采样品中铅的超标率达62.9％，最大值超一类海水标准49倍；铜的超标率为25.9％，汞和镉的含量也有超标现象。废水中重金属污染成为关系到人类健康和生命的重大环境问题。这部分废水如不处理直接外排，将对环境和人类健康造成很大危害。如果能得到合适处理，既可以使废水达到国家和地方相关部门的排放要求，处理后的废水可以部分或全部回用，还可以从废水中回收有价金属或进行综合利用。

目前含重金属酸性废水的处理技术主要是中和沉淀法、铁氧体法、硫化法常规技术，其中中和沉淀法为最为普遍采用的技术，该方法处理成本低，工艺简单，但是也存在处理效率低、渣量大、废水含钙等致命的确定。铁氧体法和硫化法因为处理效率高于中和石灰法而开始得到应用，但是这两种处理技术仍旧存在很多缺陷，它们的操作比较复杂，硫化法容易产生硫化氢等有毒气体，铁氧体法的反应条件控制要求较高。除了这三种技术之外，电化学技术、膜技术、吸附法以及离子交换大等也开始在含重金属废水治理方面得到了研究和应用。

电化学法优点是不需要添加任何药剂，操作易于实现自动化控制。缺点是能耗大、成本高等问题；吸附法存在投资大，运行费用高，污泥产生量大等问题，处理后的水难于达标排放；离子交换法操作简单，便捷，残渣稳定，无二次污染，但由于离子交换剂选择性强，制造复杂，成本高，再生剂耗量大，造成二次污染因此在应用上受到很大限制。

膜处理技术是一种新型分离技术，具有能耗低、分离过程中物质不发生相变、分离效果好、操作简便、无二次污染、分离产物易于回收等优点，成为分离回收废水中重金属离子和水的一种很有前途的方法。纳滤/超滤膜处理重金属废水具有操作压力低、水通量大等优势，采用纳滤/超滤技术，不仅可以使90％以上的废水纯化，而且可同时使重金属离子含量浓缩l0倍，浓缩后的重金属具有回收利用的价值。反渗透膜是分离溶解固体的最有效的方法，可确保废水中的重金属离子大部分被去除，处理后的水质优良，能达到锅炉用水的水质标准。

通过以上每种单一方法的分析，都存在者技术上的缺陷。现有有色金属冶炼废水处理深度(回用)处理工艺，也存在处理流程长、工艺技术繁琐、且随着零排放概念的提出以及排放指标的提高，现有的废水处理工艺越来越难以需求。随着国家和各省区重金属污染综合防治规划和相关技术要求的实施，迫切需要一种能满足排水水质和节水回用更高要求的废水综合处理工艺。

发明内容