[发明专利]一种铜冶炼废水资源化利用方法

说明书

本发明提供了一种铜冶炼废水资源化利用方法，其工艺主要包括：加药混凝、斜板沉淀、超滤、螯合树脂、双极膜电渗析、pH调节系统、普通电渗析(ED)、反渗透(RO)，该方法可将废水中的主要盐分Na₂SO₄转化为浓度为1.5～2.8N的NaOH和H₂SO₄，最终，废水通过循环利用的方式可实现“零排放”。该方法实现了清洁生产、资源循环利用，同时也为企业增加了经济效益，降低了企业生产成本。

技术领域

本发明涉及废水资源化利用技术领域，尤其是一种铜金属提炼行业废水资源化利用方法。

背景技术

金属冶炼行业属于高度污染行业，在冶炼铜、铅、锌、钴、镍等金属时会产生大量废水，废水中通常含有微量的金属、酸碱以及各种悬浮物，直接排放会对地表和地下水体资源产生重大污染，从而影响人类的健康，因此加强对金属冶炼企业废水的处理，减少其危害，成为了政府、企业以及各个研究者关心的问题。对于金属冶炼企业而言，采取合理、有效的措施，做好废水的资源化利用，不仅可以满足可持续发展的要求，还能提高企业的经济效益。

目前在铜冶炼行业中，常用的废水处理工艺为混凝沉淀、砂滤、超滤、离子交换、RO多级浓缩以及MVR蒸发结晶。该工艺方法主要有以下几个问题：1)RO多级浓缩工艺流程长、占地面积大：受限于RO的浓缩倍数，废水需经过一级反渗透、二级反渗透以及超高压反渗透才能达到较高的盐浓度，反渗透膜的用量较大，工艺流程长，设备占地面积大，且逐级之间关联度较高，任何一级出现问题均会影响最终浓水的盐浓度。2)反渗透膜在高含盐废水中抗污染性能差：随着浓缩倍数的升高，废水中污染物的浓度也会随之升高，会对反渗透膜的性能造成严重影响，而反渗透膜被污染以后不易清洗恢复，经济成本较高。3)MVR蒸发结晶经济效益低：铜冶炼产生的废水中，主要的盐成分为Na₂SO₄，高浓度的Na₂SO₄溶液经过MVR蒸发结晶后分离出的商品盐经济价值低，不利于提高企业的经济效益。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中出现的RO工艺流程长、占地面积大、RO膜在高含盐废水中抗污染性能差以及MVR蒸发结晶经济效益低等问题，本发明针对上述问题，提供一种铜冶炼废水资源化利用方法，基于双极膜电渗析系统，其步骤如下：

步骤S1、将铜冶炼废水送入机械搅拌池中加药混凝，已成絮体的水流进入斜板沉淀池中沉淀过滤，去除水体中的金属氢氧化物以及大颗粒杂质，降低水体浊度，清液进入超滤系统中，进一步去除水体中的SiO₂胶体、小颗粒杂质和部分COD，超滤出水通过螯合树脂系统进一步降低水体中的二价及以上金属离子的浓度，使其满足双极膜电渗析的进水要求；

步骤S2、将步骤S1处理后的废水送入双极膜电渗析系统中制成相应的酸和碱，酸用于步骤S3中调节溶液pH以及前端铜冶炼工艺中，碱用于步骤S1中加药混凝，稀盐水送入步骤S3中进行处理；

步骤S3、将步骤S2处理后剩下的稀盐水送入pH调节系统中，调节溶液pH至弱酸性后送入ED系统(电渗析系统)进行浓缩，ED浓水回流与原料混合后进入双极膜电渗析系统，提高其进水的浓度；

步骤S4、将步骤S3中ED系统剩下的稀盐水送入RO系统进行浓缩，浓缩后回流至步骤S3中ED系统前端，与步骤S2处理后剩下的稀盐水进行混合，RO系统产生的清水供给到前端冶炼铜用水工艺中。

作为优选，预处理阶段投加的药剂依次为NaOH、Na₂CO₃、PAC和PAM。

作为优选，所述超滤系统采用更耐污染和耐高悬浮物的外压式中空纤维超滤膜主件，端头密封采用不会开裂、不会泄漏的聚胺脂材料。

作为优选，所述超滤系统中超滤膜的截留粒径范围为0.001～0.025μm，超滤出水能完全满足后续工艺单元电渗析工艺进水要求。