[发明专利]含重金属离子废水深度处理及回用工艺

说明书

技术领域

本发明属于环保领域，特别涉及铅锌冶炼企业产生的含重金属离子废水深度处理及回用工艺。

背景技术

随着对铅锌冶炼企业污废水排放要求的日益严格，在冶炼生产过程中产生的污酸废水的处理问题日益受到重视。以铅锌为代表的重有色冶炼废水主要来源于炉窑设备冷却排水，排放量大(约占总排放量的40％)；冶炼、制酸等烟气洗涤、净化装置排水，各种重金属和酸碱、非金属等污染物排放量大；冶炼过程熔融态炉渣水淬冷却水，含有炉渣微粒和少量重金属污染物等；设备、地面冲洗水，事故和非正常生产时泄露产生的废液；生产厂区初级雨水，主要含有重金属、酸和悬浮料渣和职工洗涤用水等。铅锌冶炼企业废水中主要重金属污染因子有：铅、镉、砷、铜、锌、镍等。

我国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49.0倍；铜的超标率为25.9％，汞和镉的含量也有超标现象。水体重金属污染已成为全球性的环境污染问题，并且严重影响着儿童和成人的身体健康乃至生命。当前，儿童铅中毒、重金属致胎儿畸形，砷中毒等事件也屡有发生，铅过量会导致肾病、神经痛、麻风病等。砷过量会导致神经炎、急性中毒甚至死亡等。重金属在水中不能被分解，人饮用后毒性放大，与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物。这些重金属中任何一种都能引起人的头痛、头晕、失眠、健忘、神精错乱、关节疼痛、结石、癌症(如肝癌、胃癌、肠癌、膀胱癌、乳腺癌、前列腺癌及乌脚病和畸形儿)等；尤其对消化系统、泌尿系统的细胞、脏器、皮肤、骨骼、神经破坏极为严重。

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，危害很大，严重危机着国人的身体健康。如果处理得当，不仅可以使废水达到国家和省级环保部门的排放要求，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，就国内铅锌冶炼企业废水中重金属处理采用的处理技术而言，有以下几种方法：

1化学沉淀

化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法，包括中和沉淀和硫化物沉淀。

(1)中和沉淀法：在含重金属离子的废水中加入碱进行中和反应，使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离、中和沉淀法操作简单，是常用的处理废水方法。缺点是按照重金属废水处理设计规范(CECS92-97)，Cd2+的沉淀需要的pH值为11-12，这意味着单纯氢氧化物中和沉淀处理需要在较高的pH值下进行。铅、锌、铝是两性金属，高pH值时有再溶解倾向。所以在pH值控制上有些繁琐，处理以后的废水还需要回调才能排放。

(2)硫化物沉淀法：加入硫化物使废水中重金属离子生成硫化物沉淀而除去的方法，与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的优点是：重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低，反应pH值在7-9之间，处理后的废水一般不用中和，处理效果更好，但硫化物沉淀法的缺点是：硫化物沉淀颗粒小，易形成胶体，硫化物沉淀在水中残留，遇酸生成气体，可能造成二次污染。

2氧化还原处理

(1)化学还原法：向废水中投加还原剂将高价重金属离子还原成微毒的低价重金属离子后，再使其碱化成沉淀而分离去除的方法。该法原理简单，操作易于掌握，但存在处理出水水质差，不能回用，处理混合废水时，易造成二次污染，而且通用氧化剂还有供货和毒性的问题尚待解决。

(2)铁氧体法：铁氧体法是根据生产铁氧体的原理发展起来的处理方法。该法处理重金属废水，能一次脱除多种重金属离子，尤其适用于混合重金属电镀废水的一次性处理，具有设备简单，投资少，操作方便等特点，同时形成的污泥有较高的化学稳定性，容易进行微分离和脱水处理。此法在国内电镀业中应用较广，但在形成铁氧体过程中需要加热(约70℃)，能耗高，存在着处理后盐度高，而且不能处理含Hg和络合物废水的缺点。

(3)电解法：电解法处理含铬废水在我国已经有二十多年的历史，具有去除率高、无二次污染、所沉淀的重金属可回收利用等优点。大约有30多种废水溶液中的金属离子可进行电沉积。电解法是一种比较成熟的处理技术，能减少污泥的生成量，且能回收Cu、Ag、Cd等金属，已应用于废水的治理。不过电解法成本比较高，一般经浓缩后再电解经济效益较好。

3蒸发浓缩法