本发明涉及去除冶炼废水中硫酸盐和氨氮的方法，属于工业废水处理领域。
背景技术：
水是人类生存、生产活动中不可缺少的资源，随着人口的增长、经济的发展以及人民生活水平的提高，人类对水资源的需求量越来越大。但水资源是一种有限的不可替代的宝贵资源。在我国水资源短缺已成为一个普遍存在的问题，而水资源的污染使这一问题更加严重。金属湿法冶炼过程中会产生含硫酸盐和氨氮的废水，同时由于矿石的成分复杂，导致含硫酸盐和氨氮废水中同时含有其他金属离子，如钠、镁、钙、锌、锰等。废水呈酸性，其中的污染物以离子形式存在，如果直接排放水体会造成水体的严重污染。
由于冶炼废水的氨氮能够跟金属离子反应生成络合物，同时氢氧化锌为两性氢氧化物，既可以溶于酸也可以溶于碱，增加了冶炼废水的处理难度。高盐废水常用的处理方法包括离子交换、反渗透、电渗析等，这些方法处理冶炼废水中的硫酸盐时存在设备投资大、运行费用高、维护费用高的问题。现有的高盐废水的处理方法还有蒸发结晶法，这种处理方法的运行成本也极高。高氨氮废水的常规处理方法有吹脱法、沸石脱氨法、折点加氯法等，这些方法仅能去除废水中的氨氮，对于络合的氨则无效，并且后两种方法的运行成本高。
技术实现要素：
本发明是要解决现有的含硫酸盐、氨氮以及金属离子的冶炼废水处理难度大，运行费用高的技术问题，而提供一种同步去除冶炼废水中硫酸盐和氨氮的方法。
本发明的同步去除冶炼废水中硫酸盐和氨氮的方法，按以下步骤进行：
一、预处理1：向冶炼废水中加入氢氧化钠溶液，使得废水的ph达到9～10，有氢氧化物沉淀产生，过滤，将氢氧化物沉淀去除，得到滤液；
二、预处理2：向步骤一得到的滤液中继续加入氢氧化钠溶液，使得滤液的ph为12～13，有氢氧化物沉淀产生，静置，将下层的氢氧化物沉淀去除，得到上清液；
三、化学沉淀：向步骤二得到的上清液中加入固体氢氧化钙，使得上清液中氢氧化钙的浓度为29.5～30.5g/l，有硫酸钙沉淀产生，过滤，将硫酸钙沉淀去除，得到滤液；
四、吹脱处理：向步骤三得到的滤液中曝气20～25min，出水，完成冶炼废水的处理。
本发明与现有的含硫酸盐、氨氮，以及金属离子的冶炼废水处理方法相比，有如下优点：
1)能够实现硫酸盐、氨氮、金属离子的同步去除：本发明首先通过投加氢氧化钠溶液使废水中的金属离子生成氢氧化物沉淀去除，金属离子的去除也使络合的氨氮解离出来，为后续氨氮的去除打下良好基础；然后投加氢氧化钙，使其与废水中的硫酸盐生成硫酸钙沉淀，并过滤处理沉淀；最后采用吹脱法去除废水中的氨氮，实现硫酸盐、氨氮、金属离子的同步去除。冶炼废水利用本发明的方法处理后，硫酸盐的去除率达99.99％，氨氮的去除率达99.52％，总溶解固体(tds)的去除率达98.23％。
2)运行成本低：本发明采用了预处理+化学沉淀+吹脱法处理冶炼废水，药剂费用低，仅需要投加少量的氢氧化钠以及氢氧化钙。能耗低，两步预处理和化学沉淀步骤的搅拌，以及吹脱处理步骤的吹脱操作均为低能耗操作。
3)投资小：本发明采用了预处理+化学沉淀+吹脱法处理冶炼废水，工艺流程简单，水力停留时间短，附属设备少，占地面积小，因此投资明显降低。
4)节约用水：冶炼废水经本发明处理后，出水中的硫酸盐、氨氮，以及金属离子等浓度显著降低，出水能够满足回用要求，实现了废水的循环利用。
本发明有效解决了含硫酸盐、氨氮，以及金属离子的冶炼废水处理难度大，运行费用高，设备投资大的难题，实现了硫酸盐、氨氮、金属离子的高效去除，一级废水的循环利用，有利于推广应用。
附图说明
图1是试验1中随处理的进行硫酸盐的去除效果图；
图2是试验1中随处理的进行氨氮的去除效果图；
图3是试验1中随处理的进行总溶解固体的去除效果图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的同步去除冶炼废水中硫酸盐和氨氮的方法，按以下步骤进行：
一、预处理1：向冶炼废水中加入氢氧化钠溶液，使得废水的ph达到9～10，有氢氧化物沉淀产生，过滤，将氢氧化物沉淀去除，得到滤液；
二、预处理2：向步骤一得到的滤液中继续加入氢氧化钠溶液，使得滤液的ph为12～13，有氢氧化物沉淀产生，静置，将下层的氢氧化物沉淀去除，得到上清液；
三、化学沉淀：向步骤二得到的上清液中加入固体氢氧化钙，使得上清液中氢氧化钙的浓度为29.5～30.5g/l，有硫酸钙沉淀产生，过滤，将硫酸钙沉淀去除，得到滤液；
四、吹脱处理：向步骤三得到的滤液中曝气20～25min，出水，完成冶炼废水的处理。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中氢氧化钠溶液的质量百分浓度为10～12％；其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中废水的ph达到9.5；其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤二中氢氧化钠溶液的质量百分浓度为10～13％；其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤二中滤液的ph为12.5；其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤三中上清液中氢氧化钙的浓度为29g/l；其它与具体实施方式一至五之一相同。
用以下试验验证本发明的有益效果：
试验1：本试验的同步去除冶炼废水中硫酸盐和氨氮的方法，按以下步骤进行：
一、预处理1：取金属湿法冶炼过程中产生的冶炼废水，该冶炼废水的污染物及其浓度为硫酸跟的浓度为59106.00mg/l，氨氮的的浓度为10934.43mg/l，总溶解固体(tds)的浓度为68282.96mg/l；取600ml冶炼废水加到1000ml的烧杯中，然后再向烧杯中加入浓度为10％的氢氧化钠溶液，并搅拌，同时检测烧杯中冶炼废水的ph值，ph升高到9.5后停止投加氢氧化钠溶液，有氢氧化物沉淀产生，将冶炼废水中的氢氧化物用滤纸过滤后，得到滤液；检测滤液中的硫酸根、氨氮和总溶解固体量；
二、预处理2：向步骤一得到的滤液中继续加入浓度为10％的氢氧化钠溶液，并搅拌，同时检测滤液的ph值，ph升高到12后停止投加氢氧化钠溶液，有氢氧化物沉淀产生，静置0.5h，将下层的氢氧化物沉淀去除，得到上清液；检测上清液中的硫酸根、氨氮和总溶解固体量；
三、化学沉淀：向步骤二得到的上清液中加入固体氢氧化钙，使得上清液中氢氧化钙的浓度为29.848g/l，有硫酸钙沉淀产生，过滤，将硫酸钙沉淀去除，得到滤液；检测滤液中的硫酸根、氨氮和总溶解固体量；
四、吹脱处理：向步骤三得到的滤液中曝气20min，出水，完成冶炼废水的处理；检测出水中的硫酸根、氨氮和总溶解固体量。
本试验1中各步骤中的硫酸根含量及去除率如图1所示，从图1可以看出，随着预处理1、预处理2、化学沉淀的进行，硫酸根的浓度不断降低，经过化学沉淀步骤后，硫酸盐浓度从60000mg/l降到了5.77mg/l，硫酸盐的去除率达99.99％，保证了出水的硫酸根的去除率。
本试验1中各步骤中的氨氮及去除率如图2所示，从图2可以看出，随着预处理1、预处理2、化学沉淀的进行，氨氮的浓度有降低趋势，但化学沉淀处理前，氨氮的去除效果不大，氨氮的去除主要通过吹脱处理步骤，经过吹脱处理后，氨氮的浓度从10000mg/l降到了52.11mg/l，氨氮的去除率达到99.52％。
本试验1中各步骤中的总溶解固体量及去除率如图3所示，从图3可以看出，随着预处理1、预处理2、化学沉淀的进行，总溶解固体(tds)的含量逐步下降，经过化学沉淀步骤后，总溶解固体的去除率达到98.23％。
试验2：本试验的同步去除冶炼废水中硫酸盐和氨氮的方法，按以下步骤进行：
一、预处理1：取金属湿法冶炼过程中产生的冶炼废水，该冶炼废水的污染物及其浓度为硫酸跟的浓度为59106.00mg/l，氨氮的的浓度为10934.43mg/l，总溶解固体(tds)的浓度为68282.96mg/l；取600ml冶炼废水加到1000ml的烧杯中，然后再向烧杯中加入浓度为12％的氢氧化钠溶液，并搅拌，同时检测烧杯中冶炼废水的ph值，ph升高到10后停止投加氢氧化钠溶液，有氢氧化物沉淀产生，将冶炼废水中的氢氧化物用滤纸过滤后，得到滤液；检测滤液中的硫酸根、氨氮和总溶解固体量；
二、预处理2：向步骤一得到的滤液中继续加入浓度为12％的氢氧化钠溶液，并搅拌，同时检测滤液的ph值，ph升高到12.5后停止投加氢氧化钠溶液，有氢氧化物沉淀产生，静置1h，将下层的氢氧化物沉淀去除，得到上清液；检测上清液中的硫酸根、氨氮和总溶解固体量；
三、化学沉淀：向步骤二得到的上清液中加入固体氢氧化钙，使得上清液中氢氧化钙的浓度为30g/l，有硫酸钙沉淀产生，过滤，将硫酸钙沉淀去除，得到滤液；检测滤液中的硫酸根、氨氮和总溶解固体量；
四、吹脱处理：向步骤三得到的滤液中曝气25min，出水，完成冶炼废水的处理；检测出水中的硫酸根、氨氮和总溶解固体量。
本试验2经过两步预处理、化学沉淀和吹脱处理后，出水中硫酸盐的去除率达99.98％，氨氮的去除率达到99.64％，总溶解固体的去除率达到98.78％。