一种矿山酸性废水的处理方法与流程

文档序号:18905795发布日期:2019-10-18 22:38阅读:805来源:国知局

本发明涉及水处理技术领域,具体涉及一种矿山酸性废水的处理方法。



背景技术:

矿山酸性废水的治理是国内外目前共同面临的问题。矿山酸性废水主要来自采矿生产中排出的矿坑废水、废石场的雨淋废水以及选矿厂车间废水和尾矿坝溢流水等。其特点是废水ph值低,水量大,含重金属离子和成分复杂等。

由于金属矿山,尤其是有色金属矿山往往伴生着多种金属硫化物,在开采或选矿过程中,这些矿物在空气、水和细菌的共同作用下,形成硫酸、金属硫酸盐,并溶出矿石中的多种金属离子,因而形成含有铜、铁、锌、镉等的酸性废水。矿山酸性废水排入环境后,会使水体ph值发生变化,破坏水体的自然缓冲作用,消灭或抑制细菌及微生物的生长,妨碍水体自净,导致水体出现发臭、变绿等现象。而且酸性水会严重腐蚀管道、水泵、水泥构筑物以及其它机械设备,给人们的健康、生活及生产带来巨大的威胁。

发明专利申请cn1273944a公开了一种利用粉煤灰处理废水、污水的方法,用发电厂的粉煤灰堆存场作为渗滤床和氧化场,将待处理的废水、污水输送到发电厂的粉煤灰堆存场使其流经粉煤灰层,渗滤进入集水构筑物内,再由集水构筑物中排出,调节集水构筑物的排水流量,使废水、污水的渗滤速度不大于0.06米/每小时。利用火力发电厂排放堆存粉煤灰的设施,使废水和污水受到粉煤灰的渗滤、吸附和阳光、空气的生物氧化分解净化作用。效果达到或超过了二级生化处理。

但该发明也存在很多缺点:1)将废水由管道输送到火力发电厂的粉煤灰堆存场进行处理,需要消耗大量管材,工程投资大;2)需将火力发电厂的粉煤灰堆存场变为城市污水处理厂,实际操作当中不方便操作管理。

发明专利申请cn109607971a涉及废水处理领域,公开了一种矿山酸性废水生态处理系统,及处理方法。本发明的矿山酸性废水生态处理系统包括依次连通的蓄水池、石灰石池、方镁石池、沉淀池和好氧湿地;所述石灰石池中填充有石灰石颗粒与木质刨花的混合物;所述方镁石池中填充有方镁石颗粒;所述好氧湿地为种植有植被的湿地。该系统使用、维护成本低,处理效果好。本发明的矿山酸性废水生态处理方法,让矿山酸性废水依次经过本发明处理系统的蓄水池、石灰石池90分钟以上、方镁石池60分钟以上、沉淀池120分钟以上和好氧湿地。该方法工艺稳定,控制方便,经处理后的废水达到地表水ⅲ类标准。

但是湿地法由于占地面积大,处理受环境影响很大,不适用于大体积处理废水。

发明专利申请cn104909497a公开了一种有色金属矿山酸性废水处理方法,该方法主要分为氧化处理、膜处理、硫化处理和中和处理四步,酸性废水在处理时首先采用氧化剂或曝气方式将二价铁离子氧化成三价铁离子,然后进行沉铁反应,反应后的清液进入膜处理系统进行分离浓缩,浓缩液进行硫化沉淀处理,将有价金属进行回收,硫化反应后的清液进行到中和处理单元进行中和沉淀。本发明根据有色金属矿山酸性废水ph低、含多种重金属等特征,将氧化处理、沉铁处理、膜处理、硫化沉淀、混凝沉淀及中和处理技术结合在一起,有序分步协同对有色金属矿山酸性废水进行处理,具有处理效果好、处理效率高、系统运行稳定、能回收水中有价资源、易于工业应用等优点,处理后的废水可返回生产工艺流程作为再生水使用或达标排放。

但是此方法经过膜处理,处理效率大大降低,成本较高,耗时较长。

目前,还没有一种能够快速、有效、经济环保的处理酸性废水的方法,可以提高酸性废水的ph值,去除废水中的重金属离子,使之能够达标排放。



技术实现要素:

为了解决现有技术中处理效率低、成本高、效果不好等问题,本发明提供一种矿山酸性废水的处理方法。

一种矿山酸性废水的处理方法,包括以下步骤:

(1)往废水中投入氧化剂搅拌,过滤得滤液a;

(2)往滤液a中加入聚乙烯醇和分子筛,搅拌过滤得滤液b;

(3)往滤液b中加入碱,然后加入絮凝剂,搅拌后过滤。

进一步地,所述步骤(1)中,所述氧化剂为过氧化氢或次氯酸。

更进一步地,所述步骤(1)中,所述氧化剂为次氯酸。

进一步地,所述步骤(1)中,按重量份计,废水:氧化剂=300-350:1。

进一步地,所述步骤(1)中,搅拌速度为20-60r/min,搅拌时间为1-2h。

进一步地,所述步骤(2)中,按重量份计,聚乙烯醇:分子筛=1:10-15;滤液a:聚乙烯醇=50-80:1。

更进一步地,所述步骤(2)中,按重量份计,聚乙烯醇:分子筛=1:12;滤液a:聚乙烯醇=60:1。

进一步地,所述步骤(2)中,所述分子筛类型为zsm-8型分子筛、zsm-11型分子筛、silicalite-1型分子筛中的一种或多种。

更进一步地,所述步骤(2)中,所述分子筛类型为zsm-8型分子筛。

进一步地,所述步骤(2)中,搅拌速度为50-100r/min,搅拌时间为2-5h。

进一步地,所述步骤(3)中,所述碱为氢氧化钠、氢氧化钙、氧化钙或碳酸钠中的一种或多种。

更进一步地,所述步骤(3)中,所述碱为氧化钙。

进一步地,所述步骤(3)中,所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。

进一步地,所述步骤(3)中,按重量份计,滤液b:碱=50-100:1;碱:絮凝剂=15-30:1。

更进一步地,所述步骤(3)中,按重量份计,滤液b:碱=80:1;碱:絮凝剂=20:1。

进一步地,所述步骤(3)中,搅拌速度为200-300r/min,搅拌时间为2-5h。

进一步地,包括以下步骤:

(1)往废水中投入过氧化氢或次氯酸,废水:过氧化氢或次氯酸=300-350:1,在搅拌速度为20-60r/min条件下搅拌1-2h,过滤得滤液a;

(2)往滤液a中加入聚乙烯醇和zsm-8型分子筛、zsm-11型分子筛、silicalite-1型分子筛中的一种或多种,搅拌过滤得滤液b;

(3)往滤液b中加入氢氧化钠、氢氧化钙、氧化钙或碳酸钠中的一种或多种,滤液b:碱=50-100:1,调节ph值,然后加入聚丙烯酰胺,碱:絮凝剂=15-30:1,在搅拌速度为200-300r/min条件下搅拌2-5h然后过滤。

更进一步地,包括以下步骤:

(1)往废水中投入次氯酸,滤液a:次氯酸=320:1,在搅拌速度为40r/min条件下搅拌1.2h,过滤得滤液a;

(2)往滤液a中加入聚乙烯醇和zsm-8型分子筛,搅拌过滤得滤液b;

(3)往滤液b中加入氧化钙,滤液b:碱=80:1,调节ph值,然后加入聚丙烯酰胺,碱:絮凝剂=20:1,在搅拌速度为250r/min条件下搅拌3h然后过滤。

本发明选择了合适的分子筛,对于废水中固体颗粒、重金属离子的吸附有更好的效果,对于处理废水中酸性物质也有良好的效果。

与现有技术对比,本发明的有益效果是:

1.本发明选择了合适的絮凝剂,并选择了合适的添加时机和搅拌速度,使得絮凝效果大大增强。

2.本发明对于采矿废水中重金属的处理效果较好,对于铜、铁、锌、镉、铅等金属离子都有较好的治理作用。

3.本发明选择了合适的分子筛,对于废水中固体颗粒、重金属离子的吸附有更好的效果,对于处理废水中酸性物质也有良好的效果。

4.本发明在处理过程中选择了合适的试剂添加顺序和处理条件,使得净化效率更高,对废水的处理效果更好。

5.本发明操作过程简单,易于工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明,本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚,但这些实施例仅是范例性的,并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是,在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换,但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

将福建省龙岩市某采矿企业产生的废水作为研究对象,实施例和对比例使用的废水中,铜离子的浓度为21.26mg/l、铁离子的浓度为279.43mg/l、锌离子的浓度为92.47mg/l、镉离子的浓度为15.18mg/l、铅离子的浓度为18.77mg/l、ph值为2.1。

实施例1

(1)往废水中投入次氯酸,废水:次氯酸=320:1,在搅拌速度为40r/min条件下搅拌1.2h,过滤得滤液a;

(2)往滤液a中加入聚乙烯醇和zsm-8型分子筛,在80r/min条件下搅拌3h过滤得滤液b,其中滤液a:聚乙烯醇:分子筛=60:1:12;

(3)往滤液b中加入氧化钙,滤液b:碱=80:1,然后加入聚丙烯酰胺,碱:聚丙烯酰胺=20:1,在搅拌速度为250r/min条件下搅拌3h然后过滤。

实施例2

(1)往废水中投入过氧化氢,废水:过氧化氢=300:1,在搅拌速度为60r/min条件下搅拌1h,过滤得滤液a;

(2)往滤液a中加入聚乙烯醇和zsm-11型分子筛,在50r/min条件下搅拌5h过滤得滤液b,其中滤液a:聚乙烯醇:分子筛=50:1:10;

(3)往滤液b中加入碳酸钠,滤液b:碱=50:1,然后加入聚丙烯酰胺,碱:聚丙烯酰胺=15:1,在搅拌速度为200r/min条件下搅拌5h然后过滤。

实施例3

(1)往废水中投入次氯酸,废水:次氯酸=350:1,在搅拌速度为20r/min条件下搅拌2h,过滤得滤液a;

(2)往滤液a中加入聚乙烯醇和silicalite-1型分子筛,在100r/min条件下搅拌2h过滤得滤液b,其中滤液a:聚乙烯醇:分子筛=80:1:15;

(3)往滤液b中加入氢氧化钠,滤液b:碱=100:1,然后加入聚丙烯酰胺,碱:聚丙烯酰胺=30:1,在搅拌速度为300r/min条件下搅拌2h然后过滤。

对比例1

与实施例1相比,絮凝剂的搅拌速度不同。

其中步骤(3)为:往滤液b中加入氧化钙,滤液b:碱=80:1,然后加入聚丙烯酰胺,碱:聚丙烯酰胺=20:1,在搅拌速度为500r/min条件下搅拌3h然后过滤。

对比例2

与实施例1相比,分子筛类型不同。

其中步骤(2)为:往滤液a中加入聚乙烯醇和m型分子筛,在80r/min条件下搅拌3h过滤得滤液b,其中滤液a:聚乙烯醇:分子筛=60:1:12。

对比例3

与实施例1相比,各步骤顺序不同。

(1)往废水中加入聚乙烯醇和zsm-8型分子筛,在80r/min条件下搅拌3h过滤得滤液a,其中废水:聚乙烯醇:分子筛=60:1:12;

(2)往滤液a中加入氧化钙,滤液a:碱=80:1,然后加入聚丙烯酰胺,碱:聚丙烯酰胺=20:1,在搅拌速度为250r/min条件下搅拌3h然后过滤得滤液b;

(3)往滤液b中投入次氯酸,滤液b:次氯酸=320:1,在搅拌速度为40r/min条件下搅拌1.2h。

试验例1

采用电感耦合等离子体光谱仪(icp)检测处理后金属离子的含量。

高频功率:1.10kw;雾化气流量:0.75l/min;辅助气流量:1.50l/min;等离子气流量:15.0l/min;分析泵速:15.0r/min;读数时间:5.0s;进样延时:30.0s。元素分析波长为:cu-327.395nm;fe-238.204nm;zn-213.857nm;cd-214.439nm;pb-220.353nm。

将多元素混合标液逐级稀释,配置成含量为10、20、50、100、200、400、600μg/l系列标准使用溶液,然后依次进样,以质量浓度为横坐标,强度为纵坐标绘制各元素的标准曲线。测试发现,各元素标准曲线的线性相关系数均为0.999,能够满足分析要求,可以准确定量测定。

将各个实施例与对比例处理后的样品进行icp分析,实验结果如下:

综合测试结果可知,本申请具备以下优点:

1.本发明选择了合适的絮凝剂,并选择了合适的添加时机和搅拌速度,使得絮凝效果大大增强。

2.本发明选择了合适的分子筛,对于废水中固体颗粒、重金属离子的吸附有更好的效果,对于处理废水中酸性物质也有良好的效果。

3.本发明在处理过程中选择了合适的试剂添加顺序和处理条件,使得净化效率更高,对废水的处理效果更好。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述所公开的技术手段,还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和修饰,这些也将视为本发明的保护范围。

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