湿法有色冶金含重金属离子废水的处理设计

湿法有色冶金含重金属离子废水的处理设计
王钰铭;陶鸿彦;沈健
【摘要】分析现有的含重金属离子废水处理工艺特征,针对吉恩镍业股份有限公司湿法冶金产生的废水现状和特点,经过尝试性实验,提出了混合、絮凝沉淀、化学沉
淀处理、过滤、臭氧氧化、中和处理及电渗析除盐的组合工艺进行处理,出水达到
国家废水综合排放标准一级标准,满足系统回用水质要求,可全部回用.
【期刊名称】《河南化工》
【年(卷),期】2010(027)006
【总页数】2页(P49-50)
【关键词】有色冶金;镍钴废水;高分子絮凝剂;电渗析除盐
【作者】王钰铭;陶鸿彦;沈健
【作者单位】中石油东北炼化吉林设计院,吉林,132002;中石油东北炼化吉林设计院,吉林,132002;中石油东北炼化吉林设计院,吉林,132002
【正文语种】中文
【中图分类】F416.32
在有色金属冶炼行业,由于原料特点及冶金工艺本身等因素,湿法冶金部分每年要产
生大量的含重金属离子废水。

如何治理这些重金属废水,成为一个迫切需要解决的
问题引起各方的高度重视。

有关专家学者进行了大量的研究工作和工程实践,在重
金属废水处理方面提出一些比较成熟的处理工艺[1,2]。

目前主要有：化学沉淀法、离子交换处理法、生物处理法等方法。

吉恩镍业股份有限公司属镍、铜、钴和多种镍盐类生产的大型有色企业,生产过程中产生的废水成分很复杂,水中含有镍、铜、钴等多种金属离子,而且还含有大量的有机萃取药剂及钠盐类等成分。

由于水中的镍铜含量较高,沉淀处理后的污泥有非常高的回收利用价值。

若采用传统的化学沉淀法处理,用硫酸亚铁[3,6,7]和硫化物等作为沉淀捕捉剂,形成的沉淀物颗粒粒径较小,沉淀效果不佳。

若大量投加药剂,则处理成本将增大,并且还需增加大量的设备投资;若采用离子交换法,由于制造比较复杂、再生剂耗量大、成本高;采用生物处理技术,由于选择性较小,废水种的重金属离子比较多而复杂,故而也有局限性。

因为存在上述问题,初步设计确定采用混合后絮凝沉淀、化学沉淀处理、过滤、臭氧氧化、中和处理及电渗析除盐组合工艺进行综合处理,通过实验筛选絮凝药剂,确定固液分离的方法。

然后通过污染因子处理原理,结合设计处理流程通过实验做出设计结论,并有效地科学地分析实验数据,得到准确可靠的结果。

试验原水为吉恩镍业湿法冶金精炼厂混合废水澄清后水,用原子吸收分光光度法分析结果如下。

2.1 水质水量调节处理实验由于原污水水量及水质受诸多因素影响存在一定的变化范围,在此设置调节池可起到调节原污水水质、水量及事故维修时保障系统安全,并有一定的沉淀作用。

试验步骤：取原水 1000ml,在烧杯中快速(250r/min)搅拌5 min后再静置 10min。

通过重力作用分离出来。

将烧杯实验水分成等量三组,用原子吸收分光光度法分析结果,取得均值。

这一阶段 SS可去除 5%,COD通过调节池沉淀也可去除4%。

2.2 絮凝沉淀实验
2.2.1 药剂选择试验及结论采用同一原水 1000mL在相同条件做样分析：做自然沉淀、聚铁、聚铝、聚铁 +PAM、聚铝+PAM的对照试验,准确分析实验数据,得到结果。

在处理湿法冶金精炼厂废水处理的各方案中,采用复合药剂效果最好的。

因此试采用聚合氯化铝 +PAM是絮凝强化沉淀中的首选药剂。

3.1 工艺流程及主要设计参数镍钴冶炼湿法冶金精炼厂产生的污水经调节池对水质和水量进行调节,然后用泵提升送至混合槽,同时在泵后管道静态混合器前投加絮凝药剂,混凝剂的投加量根据污水中 Ni的含量按 0.3：1的比例投加。

废水进入反应槽后投加石灰乳、硫酸亚铁,维持混合污水中的 pH值在 12左右,同时鼓入空气,混合均匀的混合污水逐级进入一、二级反应沉淀池,进行充分反应,CaSO4渣池的泥渣经泵提升进入浓缩机、离心机形成石膏副产品外销。

含镍污泥进入镍渣池,经泵提升打入板框压滤机进行污泥干化,形成的泥饼返回到冶炼系统,完成贵重金属镍的回收,上清液排入综合调节池。

二级沉淀池出水进入臭氧化设备,降低废水 COD。

废水进入过滤设备,设计滤速：0.65m/h;截留最小粒径：0.55μ;过滤压力：0.05～0.15Mpa;污泥含水率：90%。

过滤后液水质较好,进入 ED出盐设备处理,其高浓后液可以结晶出硫酸钠另行处理。

通过组合工艺处理后的废水满足综合废水一级排放标准及回用水要求指标,系统可全部回用。

3.2 处理效果该工程已建设完毕,现投入试运行阶段,运行效果良好。

试运行阶段处理站进水及出水水质如下。

从表 4可以看出,处理后的出水水质达到国家《综合废水排放标准》(GB8978-1996)中一级标准,完全可以回用。

通过吉恩镍业股份有限公司湿法冶金产生含重金属离子废水的特点分析,设计组合处理工艺,并通过实验数据进行验证,得到以下结论：a)含重金属离子工业废水采用常规处理方法处理,投资大,处理效果差。

采用此组合处理工艺,整体投资小,处理效果理想。

b)现有的含重金属离子工业废水成分复杂、水质变化较大,此组合工艺处理能完全处理大多数重金属离子,回收有价金属[5],创造经济效益。

c)处理后的水质比较理想,并解决高盐废水问题,为系统回用排除障碍,能为实施“零排放”工程做好基础。

混合、絮凝沉淀、化学沉淀处理、过滤、臭氧氧化、中和处理及电渗析除盐的
组合工艺进行处理含重金属离子的工业废水,在吉恩镍业股份有限公司取得比较好的效果。

工艺中所采用的絮凝药剂和组合处理方法使得出水水质更加稳定可靠。

所以特别推荐在以后的含金属离子废水处理站新建、扩建、改建中采用此工艺。

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[7]曹姝文.何瑞华石灰法处理重金属废水.工业用水与废水, 2001,1
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【中图分类号】F416.32。