一种低温环境下含锑废水的深度处理装置及工艺的制作方法

本发明属于安全环保行业污水处理技术领域，涉及一种环保污水处理技术，具体涉及一种低温环境下含锑废水的深度处理装置及工艺。

背景技术：

锑(Sb)是一种有毒的化学元素，有刺激性，易溶于王水(又称“王酸”、“硝基盐酸”，是一种腐蚀性非常强、冒黄色雾的液体)。锑在自然界中主要存在于硫化物矿物辉锑矿(Sb₂S₃)中，它不是生物体必需的元素，有较强的毒性，对人体及生物具有慢性毒性及致癌性。锑在环境中的迁移转化过程主要是通过水体来完成。锑是一种具有潜在毒性和致癌性的元素，如果大量的锑进入地表水环境中，不仅造成水环境的重金属污染，还会对动植物体产生危害，甚至通过水体危害人体健康。我国作为最大锑储量国，提供了全世界80％的锑初级产品。在锑矿开采、冶炼过程中，含锑废水的排放、矿渣的堆放都会对环境造成压力，威胁生态安全。有效治理水体锑污染刻不容缓。

欧盟、美国环保局、日本环卫厅等先后将锑列为优先考虑的污染物。世界卫生组织规定饮用水中的锑含量不得高于5μg/L。我国《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)和《生活饮用水卫生规范》(卫生部，2001年)中均规定锑的限值为5μg/L。

锑的常用处理工艺包括混凝沉淀、弱酸性铁盐混凝沉淀、吸附、电化学混凝沉淀、离子交换法等。化学絮凝法通过外加药剂使水中的锑形成沉淀而得以去除，是工业水处理中最常用也是最主要的方法之一，此法操作简单，成本低，被广泛使用；由于锑的水解产物和硫化物沉淀一般较细，易形成胶体，用一般沉淀法不能从水中去除，通常需要絮凝剂。吸附一般适合于处理量大、浓度较低的废水；用于除锑的吸附剂包括：羟基磷灰石粉末、水合氧化锰、膨润土、硅藻土、活性氧化铝、铝渣活性碳、纤维素、几丁质、壳聚糖、谷壳灰以及天然或合成的金属氧化物及其水合氧化物等。电化学方法是通过锑的电沉积将锑去除。离子交换法通常采用离子交换树脂或活性氧化铝处理废水中锑离子，氨基、烷基、磷酸基螯合阳离子交换树脂也有较好效果。

这些处理方法主要针对高浓度含锑废水，对水体中低浓度锑的深度去除效果不明显，尤其是在低温条件下锑的高效去除是国内外研究的难点，处理后的水质也难以达到我国生活饮用水水质标准要求。因此，为了对受微量重金属锑污染的地表水进行快速高效处理，亟需开发高效、便宜、使用方便的应急处理技术。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种结构简单、适合低温环境下含锑废水深度处理的装置及工艺，通过深度处理装置及工艺，对含锑废水或是受到锑污染的地表水进行快速应急处理，解决了现有处理技术在低温环境下处理效率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种低温环境下含锑废水的深度处理装置，包含集水池、1号溶药池、一级混凝池、搅拌器、一级沉淀池、2号溶药池、二级混凝池、二级沉淀池和清水池；其中，所述的集水池、一级混凝池、一级沉淀池、二级混凝池、二级沉淀池和清水池顺次相连；1号溶药池和一级混凝池相连，2号溶药池和二级混凝池相连；搅拌器安装在一级混凝池和二级混凝池内。

本发明还公开了一种应用于所述低温环境下含锑废水的深度处理装置的工艺，该处理工艺包括以下几个运行步骤：

步骤一：配置药液

在1号溶药罐内溶解硫化钠，在2号溶药罐内溶解聚合硫酸铁药剂，充分搅拌；

步骤二：强化混凝

含锑废水经输送管路从集水池进入一级混凝池，将1号溶药罐中配制好的硫化钠溶液加入一级混凝池，进行混凝反应，去除废水中的锑污染物；

步骤三：一级沉淀

一级混凝池出水进入一级沉淀池，进行固液分离；

步骤四：二级混凝

一级沉淀池出水进入二级混凝池，将2号溶药罐中配制好的聚合硫酸铁溶液加入二级混凝池，继续进行混凝反应，去除废水中的锑污染物；

步骤五：清水回用

二级混凝池出水进入二级沉淀池，经过沉淀澄清后，上清液进入清水池，回用于生产工艺或外排

本发明所述应用于深度处理装置的工艺，其特征还在于，

所述1号混凝池和二级混凝池的混凝反应时间为15～20分钟，所述沉淀池的沉淀时间为1小时。

所述1号混凝池中按照锑与硫化钠的重量比1：20～30投加硫化钠，所述二级混凝池中按照锑与聚合硫酸铁的重量比1：30～50投加聚合硫酸铁。

与现有技术相比，本发明一种低温环境下含锑废水的深度处理装置及工艺用于含锑废水和受污染河道的深度处理。针对低温等极端条件，采用两级复合混凝法，首先投加硫化钠，混凝反应沉淀，再投加聚合硫酸铁进行混凝反应，经沉淀后出水。本发明处理工艺对水中锑的去除率可达95％以上，可以使出水锑浓度降至0.005mg/L以下，满足(GB3838—2002)《地表水环境质量标准》中的标准限值，同时也满足我国《生活饮用水卫生规范》要求；具有出水水质好、耐低温、操作简便、产泥量少等优点，适用于低温环境下含锑废水和受污染河道的深度处理。

本发明耐低温能力很强，处理效果稳定，最低可耐受－20℃低温，同时还具有以下特点：

1、产泥量少，淤泥不易复溶；

2、不需加酸或碱调节pH；

3、处理装置结构设计合理，可在处置现场快速安装并投入运行；

4、采样常规的材料和药剂，处理成本低，对环境的影响小。

附图说明

图1是本发明低温环境下含锑废水的深度处理装置结构示意图；

图2是本发明低温环境下含锑废水的深度处理装置工艺流程图；

图3是常规絮凝沉淀工艺处理效果图；

图4是常规两级絮凝沉淀工艺处理效果图；

图5是本发明工艺第一次试验处理效果图；

图6为本发明工艺第二次试验处理效果图。

图中：1.集水池，2.1号溶药池，3.一级混凝池，4.搅拌器，5.一级沉淀池，6.2号溶药池，7.二级混凝池，8.二级沉淀池，9.清水池。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种低温环境下含锑废水的深度处理装置，如图1所示，包含集水池1、1号溶药池2、一级混凝池3、搅拌器4、一级沉淀池5、2号溶药池6、二级混凝池7、二级沉淀池8和清水池9；其中，集水池1、一级混凝池3、一级沉淀池5、二级混凝池7、二级沉淀池8和清水池9顺次相连；1号溶药池2和一级混凝池3相连，2号溶药池6和二级混凝池7相连；搅拌器4安装在一级混凝池3和二级混凝池7内。

本发明低温环境下含锑废水的深度处理装置的工艺运行步骤，如图2所示，

步骤一：配置药液

在1号溶药罐2内溶解硫化钠，在2号溶药罐6内溶解聚合硫酸铁药剂，充分搅拌；

步骤二：强化混凝

含锑废水经输送管路从集水池1进入一级混凝池3，将1号溶药罐2中配制好的硫化钠溶液加入一级混凝池3，进行混凝反应，去除废水中的锑污染物；

步骤三：一级沉淀

一级混凝池3出水进入一级沉淀池5，进行固液分离；

步骤四：二级混凝

一级沉淀池5出水进入二级混凝池7，将2号溶药罐6中配制好的聚合硫酸铁溶液加入二级混凝池7，继续进行混凝反应，去除废水中的锑污染物；

步骤五：清水回用

二级混凝池7出水进入二级沉淀池8，经过沉淀澄清后，上清液进入清水池9，回用于生产工艺或外排。

实施例

试验1：

常规絮凝沉淀工艺处理效果：某一河段受到污染后，锑浓度超标约30倍左右，通过混凝沉淀进行工程削减。首先，投加硫酸或盐酸调节河水pH值为6左右；然后投加铁盐混凝剂。在投药点后建立两级拦水坝，作为沉淀区，用于含锑絮状物静置沉淀。监测数据显示：投药前锑浓度平均超标24倍，处理后锑浓度平均超标8.5倍，锑平均截留率达64.6％。常规絮凝沉淀工艺处理效果如附图3所示。

试验2：

常规两级絮凝沉淀工艺处理效果：新增设投药点，对第一级混凝沉淀的出水进一步处理。该点正常运行后，出水锑浓度平均超标倍数由8.5倍左右降至5倍左右，具体去除效果如图4所示。

试验3：

本发明工艺第一次试验处理效果：针对冬季昼夜温差大，影响药剂除锑效果等问题，增设硫化钠投药点。改造后，出水锑浓度平均超标倍数由5倍左右降至1.6倍左右，锑平均截留率达85％以上。具体去除效果如图5所示。

试验4：

本发明工艺第二次试验处理效果：将投药点上移，并进行加温溶药改造；新建一处围堰拦截絮体，进一步提高除污效果。改造后，出水锑浓度平均超标倍数由1.6倍左右降至0.32倍左右，逐步趋向达标，锑平均截留率达95％以上。出水锑浓度持续稳定达标。具体去除效果如图6所示。

从去除效果数据图可以看出，通过应用本发明后，有效降低了水体污染物的浓度，对污染物的削减起到十分重要的作用。

上述实施方式只是本发明的几个实例，不是用来限制发明的实施与权利范围，凡依据本发明申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和修饰，均应包括在本发明申请专利范围内。