[发明专利]一种含重金属硫酸废水处理与循环利用的方法

说明书

技术领域

本发明属于含重金属硫酸废水处理的方法，具体涉及一种含重金属硫酸废水处理与循环利用的方法。

背景技术

硫铁矿制酸过程排放的含砷、铅、氟等污染物的硫酸废水，是一种毒害性大、环境风险高的复杂废水（以下简称硫酸废水）。传统的硫酸废水处理方法是在一个反应池内用石灰浆（或电石渣）、硫酸亚铁和压缩空气对硫酸废水进行中和曝气处理，使其中的砷、铅、氟等污染物生成沉淀物，然后让废水进入沉淀池进行沉淀；一般通过这样两级“反应--沉淀”处理，出水再经过硫酸调整pH值后排放。这种方法对于硫酸废水中砷、铅、氟等污染物的去除是比较有效的，但也存在着突出的问题，一是反应池结垢堵塞问题比较严重，制约其运行稳定性；二是处理后的废水钙浓度处于严重过饱和状态，不能循环利用。    

国家制订的《硫酸工业污染物排放标准》（GB26132-2010）已于2013年10月全面施行。其中的硫铁矿制酸废水排放标准，相对于原来执行的《污水综合排放标准》（GB8978-1996），发生了很大的变化，不仅砷、铅浓度排放限值分别降低了40%和50%，而且单位产品基准排水量限值由15m³/t产品（水洗法）降低至1m³/t产品。上述传统的硫酸废水处理方法，因运行不够稳定和处理后的废水不能循环利用，而难以将硫酸废水处理达到《硫酸工业污染物排放标准》（GB26132-2010）。因此需要开发新的硫酸废水处理和循环利用的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种处理效率高、运行稳定、减少排放的含重金属硫酸废水处理与循环利用的方法。

实现本发明目的所采用的技术方案是：

步骤一、含重金属硫酸废水进入机混反应池，在机械混合下与过量的石灰浆进行中和反应，使其中的氟生成氟化钙沉淀；

步骤二、机混反应池的出水进入曝气反应池，加入硫酸亚铁和通入压缩空气进行曝气反应，使其中的亚铁被氧化为三价铁、砷生成砷酸铁和亚砷酸铁沉淀、铅生成絮凝沉淀；

步骤三、曝气反应池的出水进入压滤机过滤，使其中的砷、铅、氟等沉淀物滤除，滤渣做资源化利用；

步骤四、压滤机的滤水进入二级反应池，加入硫酸亚铁和通入压缩空气继续进行处理，使其中残留的重金属进一步反应生成沉淀物；

步骤五、二级反应池的出水进入二氧化碳脱钙反应池，用含二氧化碳的压缩空气进行曝气处理，使水中少量的氢氧化钙与二氧化碳反应生成细微碳酸钙晶粒，并使得水中过饱和硫酸钙的稳定性降低；

步骤六、二氧化碳脱钙反应池的出水进入混凝反应池，加入无机絮凝剂和PAM进行混凝反应，形成共沉淀条件；

步骤七、混凝反应池的出水进入沉淀池进行沉淀，所发生的沉淀是碳酸钙、硫酸钙及砷、铅、氟等沉淀物与混凝剂的共沉淀，不仅使出水中的砷、铅、氟等浓度达到排放标准，而且使钙浓度由过饱和状态降低为不饱和状态，而沉淀下来的底泥定时抽送至压滤机过滤；

步骤八、沉淀池的出水进入pH调节池，用含二氧化碳的压缩空气曝气，将其pH值调节至控制指标；

步骤九、pH调节池的出水进入回用水储水池，再将回用水储水池的回用水抽送到硫铁矿制酸净化工序循环利用。

进入回用水储水池中的水为污染物达标和钙浓度不饱和水，符合硫铁矿制酸净化工序的用水要求。

所述步骤一中，所述机混反应池的处理时间为10～20分钟、pH值控制为11.0～12.0。

所述步骤二中，所述硫酸亚铁的加入量以Fe/As摩尔比计为4～8；处理时间为20～40分钟、pH值控制为10.5～11.5。

所述步骤三中，所述压滤机过滤后的滤渣含水率40%以下。

所述步骤四中，所述硫酸亚铁的加入量以Fe/As摩尔比计为10～20；处理时间为20～40分钟、pH值控制为10.0～11.0。

所述步骤五中，所用含二氧化碳压缩空气中的二氧化碳浓度为0.5～5%；处理时间为10～30分钟、pH值控制为9.5～10.5。

所述步骤六中，所述无机絮凝剂是硫酸铁、硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝、聚合硫酸铝铁中的一种或它们的复配物中的一种；PAM为商品聚丙烯酰胺；处理时间为5～20分钟。

所述步骤七中，所述沉淀池的水力停留时间为1～4小时。

所述步骤八中，所述含二氧化碳压缩空气中的二氧化碳浓度为0.5～5%；pH值控制为6.0～8.0。