[发明专利]一种去除冶炼废水中重金属离子的处理方法和废水处理系统

说明书

技术领域

本发明属于环境工程领域，具体涉及一种去除冶炼废水中重金属离子的处理方法和废水处理系统。

背景技术

冶炼废水重要来自选矿、采矿、冶炼尾气制酸等环节，其具有重金属离子浓度高、成分复杂等特征。如金属铜冶炼企业所产生的废水中含有铜、镉、砷等重金属离子，其中铜离子浓度高达2～10g/L、砷离子浓度高达0.72～9g/L，远高于工业废水中铜、砷的排放标准(铜的排放标准为1ppm，砷的排放标准为0.5ppm)。

处理重金属废水的方法很多，可归纳为化学沉淀法、物理处理法、生物处理法三大类，其中化学沉淀法包括中和沉淀、硫化物沉淀、铁氧体沉淀、电化学法和高分子重金属捕集剂发；物理处理法包括吸附法、萃取法、离子交换法、膜分离法、蒸发和凝固法等；生物处理法包括生物絮凝法、生物化学法和植物修复法等。

目前最常用的处理方法主要是化学沉淀法，通过加入石灰、铁盐、硫化物等沉淀剂，能快速去除废水中的重金属离子，工艺简单，但此法会产生大量废渣，且对低浓度的重金属废水处理效果不明显，废水难以达到排放或回用的标准。其他方法如离子交换法、膜分离法、植物修复法处理效果较好，但处理成本相对较高。与传统化学、物理法相比，生物法去除废水中的重金属具有低成本、高效率等显著优点，但生物法仅适合在重金属离子浓度较低的废水中使用，有较大的局限性。

目前采用的处理方法大多为化学法和生物法相结合的方法，虽然处理效果较好，可使含重金属离子废水经处理后达到国家排放标准，但是此法处理过程中产生大量危险固体废物，造成危险固体废物处理成本增加。

发明内容

为了克服现有技术的不足和缺点，本发明的首要目的在于提供一种去除冶炼废水中重金属离子的处理方法，该方法具有低成本、高效率等特点。

本发明的再一目的在于提供一种用于实施上述处理方法的废水处理系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种去除冶炼废水中重金属离子的处理方法，包含如下步骤：

(1)一级反应：在搅拌条件下，将硫化剂溶液和冶炼废水混合，在反应釜中进行充分反应，产生硫化氢气体，反应后的液体流入浓密机进行静置沉淀；

(2)喷淋：步骤(1)产生的硫化氢气体由喷淋塔底部进入喷淋塔，浓密机中静置沉淀后得到的上清液经集水罐送入喷淋塔由上往下喷淋，喷淋过程中与自下而上的硫化氢气体逆流接触反应，喷淋后的液体通过循环槽再次送入喷淋塔进行循环喷淋，直至循环槽液体中重金属离子含量达到国家工业废水排放标准后流入压滤机；

(3)尾气吸收：步骤(2)中未被吸收的硫化氢气体引入尾气吸收塔内，通过碱液喷淋吸收后排空，吸收后产生的液体为硫化钠溶液，回用于步骤(1)中的一级反应，或浓缩提晶，得到硫化钠固体，作为副产品；

(4)固液分离

步骤(1)中浓密机底部静置沉淀产生的淤泥、步骤(2)中循环槽排出的液体一并送入压滤机进行压滤，压滤后的固体废渣委托有危险废物处理资质的单位处置，压滤后的清液进入中和工段；

步骤(1)中所述的硫化剂优选为硫化钠和硫化亚铁中的至少一种；

步骤(1)中所述的硫化剂溶液的质量百分比优选为30～40％；

步骤(1)中所述的反应的时间优选为20～30min，反应的温度不超过50℃；

步骤(1)中所述的硫化剂溶液中的硫化剂与冶炼废水的质量比优选为(6～7):1000；

步骤(1)中所述的搅拌的速度优选为600r/min；

步骤(3)中所述的碱液优选为氢氧化钠溶液；

步骤(4)中所述的中和工段的具体操作优选为：压滤后的清液经石灰浆中和、再次压滤分离后，清液达标排放，固体废渣作为一般固体废物处置；

一种用于实施上述处理方法的废水处理系统，包括反应装置、喷淋装置、压滤装置和尾气吸收装置；反应装置、喷淋装置、压滤装置和尾气吸收装置依次连接；

所述的反应装置包括硫化剂储罐、含重金属废水储罐、反应釜和浓密机；其中，反应釜分别与硫化剂储罐、含重金属废水储罐、浓密机连接；

所述的喷淋装置包括集水罐、喷淋塔和循环槽；其中，集水罐与反应装置中的浓密机连接，喷淋塔分别和反应装置中的反应釜、浓密机和集水罐连接，喷淋塔和循环槽连接并构成循环回路；

所述的压滤装置包括压滤机；其中，压滤机分别与反应装置中的浓密机、喷淋装置中的循环槽连接；