重有色冶炼废水处理

重有色冶炼废水处理摘要：分析现阶段含重金属离子废水处理工艺特征，针对甘肃金川有限公司湿法冶炼废水特点，经过静态、工业性试验，提出中和、混凝、种植膜过滤的处理工艺，并最终应用到实际工程中。关键字：镍铜钴废水铁铝复合药剂膜分离在有色冶炼炼行业，由于于湿法工艺本本身和生产管管理因素，每每年要向外排排放大量的含含重金属离子子废水。如何何治理重金属属废水,引起了各国国专业人事的的普遍关注和和高度重视。有有关专家学者者进行了大量量的研究工作作和工程实践践，在重金属属废水处理方方面提出一些些成熟的处理理工艺。（1）化学学沉淀法化学沉淀法法是使废水中中呈溶解状态态的重金属转转变为不溶于于水的重金属属化合物的方方法，包括中中和沉淀法和和硫化物沉淀淀法等。（2）离子子交换处理法法离子交换处处理法是利用用离子交换剂剂分离废水中中有害物质的的方法，应用用的离子交换换剂有离子交交换树脂、沸沸石等等，离离子交换树脂脂有凝胶型和和大孔型。前前者有选择性性，后者制造造复杂、成本本高、再生剂剂耗量大，因因而在应用上上受到很大限限制。（3）生物物处理技术根据生物去去除重金属离离子的机理不不同可分为生生物絮凝法、生生物吸附法、生生物化学法以以及植物修复复法。有一定定的局限性，无无论是植物还还是微生物，一一般都具有选选择性，只吸吸取或吸附一一种或几种金金属，有的在在重金属浓度度较高时会导导致中毒，从从而限制其应应用。在有色冶炼炼行业中应用用最古老、最最有效、最经经典含重金属属离子废水处处理工艺是化化学沉淀法。化化学沉淀法有有一下有点：：（1）简单、价价廉;（2）可大批量量处理；（3）通过重量量核算产物准准确。工程中中主要使用的的沉淀药剂是是氢氧化物与与硫化物。但但使用氢氧化化物沉淀剂存存在如下问题题：（1）处理后水pH值高，需要要中和后才可可排放；（2）废水中有有些阴离子和和有机物易与与重金属形成成络合物，中中和之前需经经预处理；（3）部分重金金属离子的氢氢氧化物颗粒粒小，不易沉沉淀。使用硫硫化物沉淀剂剂亦存在如下下问题：在处处理过程中易易生成硫化氢氢气体，造成成环境污染。1金川公司含含金属离子废废水工程分析析金川集团公公司属镍、铜铜、钴及铂族族金属和多种种盐类生产的的特大型有色色企业，生产产过程中产生生的废水成分分复杂，水中中含有镍、铜铜、钴等多种种金属离子，而而且还含有大大量的有机萃萃取药剂。由由于水中的镍镍铜钴含量较较高，考虑回回收利用非常常有价值。若采用传统统和石灰中和和－沉淀法处处理，处理的的渣中含有大大量的硫酸钙钙，渣量比较较大，同时不不利于金属回回收利用。采采用氢氧化钠钠作为沉淀剂剂，形成的沉沉淀物颗粒粒粒径较小，很很难沉淀。若若大量投加氢氢氧化钠，工工艺的运行成成本将增大。采采用硫化物作作沉淀剂，为为处理生产工工艺中溢出的的硫化氢，需需增加大量的的设备投资。由于存在上上述问题，初初步确定采用用中和－混凝凝－膜过滤的的处理工艺，通通过静态和动动态试验筛选选混凝药剂，确确定固液分离离的方法。2混凝药剂的的筛选为筛选合适适的混凝药剂剂，公司委托托中南大学进进行相关试验验。静态试验验原水为二冶冶炼厂废水澄澄清后水，用用原子吸收分分光光度法分分析结果如下下。表一静态态试验水样水水质项目PHNi（mg/LL）Co（mg/LL）Cu（mg/LL）水质8.513.30.370.292.1试试验水力条件件（1）混合合阶段：药液液注入原水，在在极短的时间间内与原水混混合均匀。烧烧杯试验中快快速（250～300r//min）搅拌30s。（2）絮凝凝阶段：矾花花形成并逐渐渐变大。烧杯杯试验先以150r//min搅拌6min，再以60r/mmin搅拌4min至悬浮状。（3）沉降降阶段：通过过重力作用，把把预测组分从从共存组分分分离出来。烧烧杯试验是在在絮凝阶段完完成后，再静静置10min。2.2试试验及结论为找到合适适的药剂及其其配比，分别别分以下几个个阶段进行试试验：（1）聚合硫酸酸铁pH值及用量条条件试验；（2）聚合氯化化铝pH值及用量条条件试验；（3）复配药剂剂一（聚合硫硫酸铁＋聚合合氯化铝＋硫硫酸铝）pH值及用量条条件试验；（4）复配药剂剂二（聚合硫硫酸铁＋聚合合氯化铝）pH值及用量条条件试验；（5）复配药剂剂三（聚合硫硫酸铁＋硫酸酸铝）pH值及用量条条件试验；（6）巩义药剂剂（25.14％AL2O3＋2.36％Fe）pH值及用量条条件试验。通通过对上述试试验数据的分分析，将各组组试验中最优优数据列入下下表，进行最最佳方案比较较。表二不同同药剂的处理理效果及技术术经济比较方法处理效果成本（元/mm3）Ni（mg/LL）NaOH混凝剂PAM总计聚合硫酸铁0.420.2740.600.0480.922聚合氯化铝0.180.8230.300.0481.171复配药剂一0.310.4580.230.0480.736复配药剂二0.510.3270.130.0480.504复配药剂三0.590.4580.200.0480.706巩义药剂0.710.4110.210.0480.673备注：试验验水样铜已经经达标，而钴钴接近达标，根根据经验钴在在镍达标时已已能够达标，因因此没有化验验钴和铜的含含量。从上表可以以看出，在处处理冶炼厂废废水处理的各各方案中，采采用复配药剂剂二是最经济济的。因此试试采用复配药药剂二作为工工业试验用药药剂。3工业性试验为满足设计计要求，需对对处理药剂及及处理工艺进进行工业性试试验。工业性性试验由两部部份构成：复复配药剂用量量与水质变化化关系；种植植膜的运行参参数。3.1复配配药剂的用量量工业试验按按下列步骤配配制药剂：（1）将聚合氯氯化铝配制到到合适浓度；；（2）将聚合硫硫酸铁加至聚聚合氯化铝溶溶液中，配制制成要求的复复配药剂。将将复配药剂加加至提升泵的的入口，通过过管道反应后后进入混合反反应槽。在反反应槽中通过过NaOH自动投加装装置调节溶液液pH值，使溶液液的pH值控制在9.5～10。溶液通过过三级反应槽槽反应后，经经浓密池沉淀淀，底流压滤滤脱水。流程程图详见下图图：图一工业业试验流程图图通过试验考考察药剂配比比浓度、复配配药剂用量、水水的性质对处处理效果的影影响。经分析析试验数据得得到在pH=9..5~10；PAM＝4mg/L的条件下，废废水水质变化化与投药量的的函数关系。表三铝镍镍比参考范围围原水中Ni2＋＋含量（mg/L）铝镍比χ0～50.5~0.3355～100.35~0..25>100.253.2种植植膜的运行参参数工业性试试验采用絮凝沉沉淀法，矾花花易形成，但但颗粒比较小小，沉降时间间常，处理后后水质达标率率不高，金属属回收率低，沉沉降池占地面面积大。为解解决这一问题题，决定采用用种植膜进行行固液分离。种种植膜不仅能能取出水中的的大颗粒，而而且还能去除除水中微米级级的小颗粒。试验目的验证膜过滤滤技术和设备备处理含金属属离子冶炼废废水的综合应应用效果。主主要测量参数数如下：（1）过滤滤能力（m3/m2.h）（2）过滤滤后澄清液含含Ni量，浊度SS含量（3）单次次过滤反冲洗洗周期和渣泥泥含水率（4）过滤滤压力大小及及变化试验过程及检测测结果试验设备224小时不停运运作，每两小小时测一次流流量，每天做做两次水质分分析（主要分分析Ni含量）。分分别检测三级级反应澄清出出水及三级反反应后膜过滤滤出水。水质质见下表：表四种植植膜的出水水水质指标

Ni(mg//l)SS排渣含水率原水10200

三级反应澄清后后5.5290％种植膜过滤0.3检不出80％膜过滤试验验设备基本运运行参数：表五种植膜的的基本运行参参数过滤面积（m22）滤速（m/s）沉降时间（s）过滤时间（s）反冲时间（s）过滤压力（MPPa）0.450.730130050～0.14备注：①一次进进液、过滤、反反冲洗排渣为为一个周期，为1335秒。②过滤压力力在一个周期期内不会发生生变化，很稳稳定；每5天会上升0.14MMPa。从表中可可以看出，膜膜滤后出水镍镍指标已达到到国家排放标标准小于1mg/L。4工程设计金川公司二二冶含金属离离子废水处理理站始建于上上世纪90年代初，处处理规模为2000m3/d，主要处理理二冶炼厂镍镍钴湿法生产产系统生产废废水。随着公公司生产规模模的不断扩大大，现有构筑筑物已不能满满足工艺要求求，公司决定定在现有基础础上对废水站站进行改扩建建，使废水站站处理能力5000mm3/d。4.1工艺艺流程及主要要设计参数以上述试验验数据为依据据设计金川公公司含金属离离子废水处理理站。污水经均和和调节池对水水质和水量进进行调节，然然后用泵提升升送至混合槽槽，同时在泵泵后管道混合合器前投加复复配药剂，混混凝剂的投加加量根据污水水中Ni的含量按0.25::1的比例投加加。在调节池池出水口（水水泵的吸水口口前）在线检检测水中Ni的含量及pH值，将检测测值传送给可可编程控制器器，由可编程程控制器根据据进水情况控控制计量泵进进行投药，以以确保在最经经济的条件下下取得最佳效效果。废水进进入反应槽后后投加NaOH，维持混合合污水中的pH值在9.5~110之间，碱液液的投加亦由由可编程控制制器自动控制制计量泵投加加。经混合均均匀的混合污污水逐级进入入一﹑二﹑三级反应槽槽，各级反应应池桨板转速速分别为：n1＝7.52r/minn；n2＝5.26rr/min；n3＝3.01rr/min，进行充分分反应，然后后进入种植膜膜过滤器。过过滤器设计过过滤速度：0.7m//h；截留最小小粒径：0.5μ；过滤压力力：0.07～0.15MMpa；污泥含水水率：90％。设计选选用60m2种植膜过滤滤器6台，单台处处理能力40m3/h。固体渣经经压滤机压滤滤后回收，滤滤后液水质较较好，满足综综合污水二级级排放标准及及回用水要求求指标，可回回用至冲渣用用水。4.2处理理效果及运行行成本该工程已建建设完毕，现现投入试运行行阶段，运行行效果良好。试试运行阶段处处理站进水及及出水水质如如下：指标SSNiCuCoTDSPH进水（mg/LL）138651.3354.219.9952846～9出水（mg/LL）<10<1<1<0.5100007～9采用试运行行阶段的数据据进行初步核核算，运行总总成本费用（药药剂、动力、人人工、折旧费费、修理费、摊摊销费、财务务费用及分摊摊的管理费用用）为474万元/a；但同时废废水处理过程程中回收了有有价金属，经经初步估算，回回收的中间产产品含有价金金属价