專利名稱：一種有色金屬行業(yè)含重金屬酸性廢水的處理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于環(huán)保領域水處理領域，更具體地涉及ー種采用中和-硫化-混凝組合エ藝處理有色金屬行業(yè)含重金屬酸性廢水的方法。
背景技術：
有色金屬行業(yè)在金屬礦山開采、選礦、冶煉等過程中會產生pH較低且含有重金屬的酸性廢水，如不經處理，會腐蝕下水管道、水エ構筑物等基礎設施，其中的重金屬會嚴重污染地表水、地下水或土壌，影響動植物的生長繁殖和農作物的生長，對環(huán)境質量和人體健康造成巨大的危害。針對含重金屬酸性廢水常用的處理方法主要有三類
(I)將廢水中重金屬離子通過化學反應而去除。包括化學沉淀、氧化還原、高分子重金屬捕集劑法等；(2)在不改變重金屬化學形態(tài)的前提下，對其進行吸附、濃縮和分離等作用從水體中去除。包括吸附、離子交換、膜分離等方法；(3)藻類、真菌及細菌等生物通過生物絮凝、生物吸附、植物吸收等作用去除廢水
中重金屬。化學沉淀法是目前發(fā)展時間最長，エ藝較成熟、最有效且應用范圍最廣的ー種去除重金屬的方法。但是化學沉淀法也有其局限性，如需要的藥品量較大，花費較高；某些重金屬形成的沉淀顆粒較小，不易沉淀；某些類型的沉淀物(如氫氧化物沉淀)不夠緊密，造成沉淀污泥量較大，不利于處置等。一般的有色金屬冶煉企業(yè)在采、選礦的過程中往往會產生大量的尾礦砂，該尾礦砂一般顆粒較細且含有豐富的堿性物質，不但能發(fā)生中和、沉淀等反應，還能吸附廢水中懸浮物質。如果充分利用尾礦砂的作用去除廢水中的重金屬并中和廢水中的H+，將會減少化學藥品的使用，減少企業(yè)內部廢物的產生，減少在廢水處置過程中的資金投入，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供ー種有色金屬行業(yè)含重金屬酸性廢水的處理方法，充分利用尾礦砂的作用去除廢水中的重金屬并中和廢水中的H+，減少化學藥品的使用，減少企業(yè)內部廢物的產生，減少在廢水處置過程中的資金投入。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的有色金屬行業(yè)含重金屬酸性廢水的處理方法，采用尾礦砂漿中和-硫化-混凝組合エ藝，其主要流程為先用尾礦砂漿對含重金屬的酸性廢水進行中和、吸附，然后用Na2S與酸性廢水中剰余重金屬發(fā)生硫化反應，并以FeSO4作為混凝劑、聚丙烯酰胺作為助凝劑混凝沉淀，使酸性廢水中的H+得到中和，去除廢水中的重金屬。所述的處理方法，其中，尾礦砂漿為有色金屬行業(yè)采礦和選礦過程中產生的廢棄尾礦砂，尾礦砂漿與酸性廢水的混合比在8 1-14 I范圍內。所述的處理方法，其中，Na2S為質量濃度2% -10%的溶液，Na2S溶液與酸性廢水體積比在0. 2-0. 8范圍內。所述的處理方法，其中，F(xiàn)eSO4為質量濃度3% 8%的溶液，F(xiàn)eSO4溶液與酸性廢水體積比為0. 03-0. 08。所述的處理方法，其中，聚丙烯酰胺助凝劑為質量濃度0. 1-0. 4%的溶液，聚丙烯酰胺溶液的投加量為10-20L/m3。本發(fā)明的特點是I)充分利用采、選礦過程中產生的尾礦砂漿的作用，極大的減少了化學藥品的使用，同時減少了水處理資金的投入。
2)利用尾礦砂漿替代常規(guī)中和藥劑(如石灰等)，減少了企業(yè)的固體廢物產生量，進而減少了其固體廢物管理的資金投入。3)能夠去除多種重金屬，操作過程簡便。4)對于COD等其他污染物也有一定的去除效果。


圖I為本發(fā)明處理含重金屬酸性廢水的流程圖。圖2為本發(fā)明裝置示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明根據“以廢治廢”的原則，充分利用尾礦砂的作用，圍繞中和、硫化、混凝等三個關鍵過程，提出ー種有色金屬行業(yè)含重金屬酸性廢水的處理方法。本發(fā)明是針對有色金屬行業(yè)產生的含重金屬酸性廢水難以處理，資金投入較大，不易操作管理等問題，提供一種經濟、有效且充分利用廢物資源的方法，有效去除廢水中的重金屬并中和廢水中的H"。本發(fā)明的技術方案是尾礦砂漿中含有大量的堿性物質，可以和酸性廢水中的H+發(fā)生中和反應而提高廢水的PH ;重金屬會與堿性物質溶于水后產生的羥基反應生成難溶物；尾礦砂漿粒徑較小，且會產生Mg(OH)2等物質，具有較強吸附性能，能夠吸附廢水中的重金屬；S2_與重金屬反應生成溶度積比重金屬的氫氧化物還要小的沉淀，可以有效去除剰余的重金屬；FeS04是ー種常用的混凝劑，在pH為3. 0 13. 0時，會生成水合氧化鐵，其與溶液中的懸浮物或膠體發(fā)生網捕和卷掃的作用而促使水中雜質絮凝。具體地，本發(fā)明采取的技術方案如下I)將尾礦砂漿和酸性廢水按照一定比例混合，泥水的體積比在8 1-14 I范圍內。2)向酸性廢水與尾礦砂漿的混合液中加入Na2S溶液并進行機械攪拌。Na2S質量濃度為2% -10%，與酸性廢水的體積比在0. 2-0. 8范圍內。3)向步驟2的混合液中加入FeSO4溶液并進行機械攪拌。FeSO4溶液質量濃度為3% _8%，與酸性廢水投加比例為0. 03-0. 08。4)在混合液與FeSO4充分反應后，加入聚丙烯酰胺(PAM)溶液作為助凝劑，進行攪拌絮凝，PAM溶液質量濃度為0. 1-0. 4%，投加量為10-20L/m3。 5)將經混凝處理后的混合液輸入渣漿儲槽進行泥水分離，水中的H+和重金屬可以得到有效的去除。以下結合附圖對本發(fā)明作詳細描述。實施例I將某有色金屬冶煉企業(yè)經預處理后的含重金屬酸性廢水作為研究對象，該廢水鎳的濃度為I. 84mg/L，銅的濃度為3. 09mg/L，鉛的濃度為3. 36mg/L，神的濃度為24. 46mg/L,鎘的濃度為 0. 46mg/L, pH 為 I. 06，COD 為 290mg/L。請結合圖I和圖2。I)將酸性廢水儲罐I中的酸性廢水和尾礦砂漿儲罐2中的尾礦砂漿按體積比 12 I的經過比例管式混合器3 (DN50)混合，進行中和反應。2)中和反應的混合液進入1#反應罐4，加入Na2S溶液并機械攪拌，進行硫化反應；Na2S質量濃度為5%，與酸性廢水配比在0. 3 ;反應時間沒有嚴格要求，待硫化反應完全即可。3)經步驟2硫化反應后的混合液進入2#反應罐5，加入FeSO4溶液并機械攪拌，進行混凝反應；FeS04溶液的質量濃度為5%，與酸性廢水投加比例為0. 05，反應時間沒有嚴格要求，待混凝完全即可。4)經步驟3混凝后的混合液進入3#反應罐6，加入助凝劑聚丙烯酰胺(PAM)溶液，攪拌后沉淀，PAM溶液質量濃度為0. 24%，投加量為15L/m3。5)沉淀后的混合液進入渣漿儲槽7進行泥水分離。經過上述操作，酸性廢水中的H+和重金屬可以得到有效的去除。泥水分離后，出水水質為總鎳為0. 0098mg/L,總銅的濃度為0. 0099mg/L,總鉛的濃度為0. 0049mg/L,總砷的濃度為0. 132mg/L,總鎘的濃度為0. 0002mg/L, pH為7. 32，COD為70mg/L，滿足《銅、鈷、鎳エ業(yè)污染物排放標準》(GB 25476-2010)。本發(fā)明的裝置中(見圖2)，酸性廢水儲罐的材質為聚こ烯(PE)。尾礦砂漿儲罐2的材質為鋼襯玻璃鋼(FRP)。管式混合器3(DN50)的材質為鋼襯鋼滾涂聚烯烴(PO)。1#反應罐4、2#反應罐5和3#反應罐6的材質為鋼襯玻璃鋼(FRP)。
權利要求
1.一種有色金屬行業(yè)含重金屬酸性廢水的處理方法，采用尾礦砂漿中和-硫化-混凝組合工藝，其主要流程為 先用尾礦砂漿對含重金屬的酸性廢水進行中和、吸附，然后用Na2S與酸性廢水中剩余重金屬發(fā)生硫化反應，并以FeSO4作為混凝劑、聚丙烯酰胺作為助凝劑混凝沉淀，使酸性廢水中的H+得到中和，去除廢水中的重金屬。
2.如權利要求I所述的處理方法，其中，尾礦砂漿為有色金屬行業(yè)采礦和選礦過程中產生的廢棄尾礦砂，尾礦砂漿與酸性廢水的質量比在8 1-14 I范圍內。
3.如權利要求I所述的處理方法，其中，Na2S為質量濃度2%-10%的溶液，Na2S溶液與酸性廢水體積比在0. 2-0. 8。
4.如權利要求I所述的處理方法，其中，F(xiàn)eSO4為質量濃度3% 8%的溶液，F(xiàn)eSO4溶液與酸性廢水體積比為0. 03-0. 08。
5.如權利要求I所述的處理方法，其中，聚丙烯酰胺助凝劑為質量濃度0.1-0.4%的溶液，聚丙烯酰胺溶液的投加量為10-20L/m3。
全文摘要
一種有色金屬行業(yè)含重金屬酸性廢水的處理方法，采用尾礦砂漿中和-硫化-混凝組合工藝，其主要流程為先用尾礦砂漿對含重金屬的酸性廢水進行中和、吸附，然后用Na2S與酸性廢水中剩余重金屬發(fā)生硫化反應，并以FeSO4作為混凝劑、聚丙烯酰胺作為助凝劑混凝沉淀，使酸性廢水中的H+得到中和，去除廢水中的重金屬。本發(fā)明利用采選礦產生的尾礦砂漿，極大限度的減少了企業(yè)在廢水處置上的資金投入，同時減少了企業(yè)固體廢物產生量，廢水中的酸度能夠得到有效的中和，重金屬能夠得到有效的去除。
文檔編號C02F1/66GK102795728SQ20121032341
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月4日 優(yōu)先權日2012年9月4日
發(fā)明者席北斗, 何連生, 宋博宇, 林振, 管偉雄, 孟睿 申請人:中國環(huán)境科學研究院