一种锌冶炼废水处理方法与流程

1.本发明属于废水无害化及资源化利用领域，具体是一种锌冶炼废水处理方法。


背景技术：

2.随着科学技术的不断发展和进步，锌的生产量和消费量迅速增加。如电力工厂及其输送网络、机场、桥梁、道路等均需要使用大量的镀锌材料。在锌材料生产过程中会产生大量的锌冶炼废水，含锌废水对于人体和工农业生产具有严重的危害性，并且持久性强，毒性强，一旦进入循环系统将很难被生物降解，大多数参与了食物链循环，并且最终积累在生物体内，破坏其正常生理代谢活动，危害动植物健康。
3.现有技术对含锌废水处理方法通常有电解法、硫化物沉淀法等。其中电解法虽然可以有效去除锌离子，但是该方法无法将锌离子浓度降得很低，并且消耗电能、水资源巨大，投资成本高且出水率低。而硫化沉淀法虽然成本低廉，但是硫化物难以控制使用量，容易引起二次污染降，而且过量的硫与某些重金属离子会形成溶于水的络合离子反而降低处理效果。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题至少之一，本发明提供了一种锌冶炼废水处理方法。
5.一种锌冶炼废水处理方法，包括以下步骤：
6.步骤一、将待处理锌冶炼废水引入第一调节池，同时加入石灰乳，以控制第一调节池内的废水ph值在4.0
‑
7.0之间，使废水中的重金属离子生成难溶解的氢氧化物，最后再进行沉淀处理；
7.步骤二、将所述步骤一中沉淀处理后得到的上层清液引入一段反应槽，同时加入cod降解剂、快速絮凝剂、高效混凝剂和石灰乳进行反应，反应结束后再进行沉淀处理，其中，石灰乳用于将一段反应槽中的液体ph值调节至 10.5
‑
11.5之间，cod降解剂、高效混凝剂以及快速絮凝剂用于使得液体中cod 以及剩余重金属分离并转化成悬浮态，同时加快沉降速度；
8.步骤三、将所述步骤二中沉淀处理后得到的上层清液引入二段反应槽，同时加入净水剂和絮凝剂进行反应，反应结束后进行沉淀处理，其中，所述二段反应槽中液体的ph值在10.5～11.5之间，净水剂和絮凝剂用于使液体中的剩余重金属离子分离并转化成悬浮态，同时加快沉降速度；
9.步骤四、将所述步骤三中沉淀处理后得到的上层清液引入由不同微粒的无机物组成高效过滤系统，同时加入絮凝剂，使液体中的悬浮物絮凝沉淀并被过滤出来；
10.步骤五、将所述步骤四中过滤后的液体引入第二调节池，加入具有预定浓度的硫酸调节ph值在6.0
‑
9.0之间，再进行沉淀处理后将上层清液排出。
11.优选的，在所述步骤一中，石灰乳的用量与引入所述第一调节池中液体总量的比例为20％；以及
12.在所述步骤二中，cod降解剂、快速絮凝剂、高效混凝剂和石灰乳的用量与引入所述一段反应槽中液体总量的比例分别为：0.1％
‑
0.4％、0.6％
‑
2.4％、 0.8％
‑
1.0％和0.8
‑
4％；以及
13.在所述步骤三中，净水剂和絮凝剂的用量与引入所述二段反应槽中液体总量的比例分别为：0.18％
‑
0.23％和0.6％
‑
0.91％；以及
14.在所述步骤五中，所述硫酸的预定浓度为10％
‑
15％。
15.适合本发明的目的的cod降解剂、快速絮凝剂、高效混凝剂、净水剂的配方要求ph适用范围广，且对原水温度、浊度、碱度、有机物含量的变化适应性强，为了更好地解决本发明的技术问题，本发明提供了特定的cod降解剂、快速絮凝剂、高效混凝剂、净水剂配方：
16.所述cod降解剂以质量百分数计含有50
‑
60％的feso4·
7h2o，5
‑
10％的 zrocl2·
8h2o，10
‑
15％的ca(clo)2和5
‑
10％的nah2po4·
2h2o，其余为水；其中，ca(clo)2为工业级，有效氯含量≥65％；
17.所述高效混凝剂以质量百分数计含有40％的聚合硫酸铁、30％聚合硫酸铝、 10
‑
15％的柠檬酸钠以及15％的二甲胺，其余为水；
18.所述快速絮凝剂按质量百分数计含有8％
‑
10％的高铁酸钾、25％的聚合氯化铝钙、35％的硫酸铝、20％的氯化铁以及10％的聚丙烯酰胺，其余为水；
19.所述净水剂按质量百分数计含有8
‑
10％的碳酸氢钠、15
‑
18％的过氧化氢、 10
‑
12％的二氯异氰尿酸钠、25
‑
30％的次氯酸钠、1
‑
3％的高锰酸钾、5％的硅酸钠、 10％的氯化钠和2
‑
5％氮化硼，其余为水。
20.优选的，在所述步骤一中，废水中的重金属离子包括如下重金属离子中的至少一种：zn
2+
、cu
2+
、cd
2+
、pb
2+
、fe
3+
。
21.优选的，在所述步骤三中，在将一段反应槽中沉淀处理后得到的上清液引入二段反应槽之前，还包括如下步骤：
22.将所述一段反应槽中沉淀处理后得到的上清液引入一段浓密池进行进一步沉淀处理，再将沉淀处理后得到的上清液引入所述二段反应槽。
23.优选的，在所述步骤四中，将二段反应槽中沉淀处理后得到的上清液引入高效过滤系统之前，还包括如下步骤：
24.将所述二段反应槽中沉淀处理后得到的上清液引入二段浓密池进行进一步沉淀处理；以及
25.再将沉淀处理后得到的上清液引入中间水池进行砂灰分离处理，最后将经过砂灰分离处理后的排出的液体引入所述高效过滤系统。
26.优选的，所述的锌冶炼废水处理方法还包括如下步骤：
27.将所述调节池、所述一段反应槽以及所述一段浓密池沉淀处理后得到的底泥输送至6米浓缩池，再将6米浓缩池中的底泥送至渣过滤车间进行压滤处理。
28.优选的，所述的锌冶炼废水处理方法还包括如下步骤：
29.将所述二段反应槽以及所述二段浓密池中沉淀处理后得到的底泥输送至8 米浓缩池，再将8米浓缩池中的底泥送至渣过滤车间进行压滤处理。
30.优选的，所述的锌冶炼废水处理方法还包括如下步骤：
31.将所述步骤四中过滤出来悬浮物返回输送至所述二段浓密池，与所述二段浓密池
之前沉淀处理后得到的上清液混合后再进行沉淀处理。
32.优选的，所述的锌冶炼废水处理方法还包括如下步骤：
33.将所述步骤五中第二调节池沉淀处理后得到的上清液引入总排池，以进行外排。
34.优选的，所述的锌冶炼废水处理方法还包括如下步骤：
35.若总排池中的水质无法达标外排，则将总排池的水抽至事故池，再抽入第一调节池进行后续处理步骤，直到总排池中的水质合格后才外排。
36.本发明相对现有技术具有以下优点：
37.本发明的锌冶炼废水处理方法，首先通过投加石灰乳，能够使得废水中的主要重金属离子生成难溶的氢氧化物，以便于沉淀去除重金属离子；随后针对沉淀得到的清液，再通过加入cod降解剂、高效混凝剂、快速絮凝剂和净水剂等药剂进行多次分离、沉淀处理，以进一步去除其中的剩余重金属离子以及其他有机污染物；进一步，将上述最终沉淀得到的清液通过高效过滤系统进行过滤处理，最大限度截留清液中残留的悬浮物，确保出水效果。
附图说明
38.图1是本发明锌冶炼废水处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
39.为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.本发明中采用的试剂，如无特殊说明，均指可通过商购获得的常规试剂。
41.其中絮凝剂可采用硫酸铝或明矾，或其他常规可商购获得的常规有机或无机絮凝剂产品。
42.下面将结合附图和实施例对本发明的锌冶炼废水处理方法做出进一步说明。
43.实施例1
44.以某锌冶炼工厂的冶炼废水处理为例，经检测，锌冶炼废水排出时其内部 zn、cd、hg、氨氮以及cod含量分别为274mg/l、0.5mg/l、0.11mg/l、35mg/l 以及400mg/l，ph为2；下面将通过本发明的锌冶炼废水处理方法对该锌冶炼废水进行处理，处理步骤参见图1所示，具体包括：
45.步骤一、将废水由收集箱输送至第一调节池，加入的石灰乳对废水进行中和处理，其中，石灰乳是由cao≥60％的块状或粉状石灰调节而成，其中石灰乳浓度为20％；中和处理后控制调节池内的溶液ph值为6
‑
7，此时，废水中的 zn
2+
、cd
2+
等重金属离子等将与氢氧根结合，生成难溶于水的氢氧化物，最后再进行沉淀处理，得到底层的沉淀物(底泥)以及位于上层的清液。
46.下面是目前锌冶炼废水中主要包含的重金属离子与氢氧根结合的具体化学反应式如下：
47.zn
2+
+2oh
‑
＝zn(oh)2；
48.cd
2+
+2oh
‑
＝cd(oh)2；
49.cu
2+
+2oh
‑
＝cu(oh)2；
50.fe
3+
+3oh
‑
＝fe(oh)3；
51.pb
2+
+2oh
‑
＝pb(oh)2。
52.步骤二、将第一调节池中沉淀过后得到的上层清液输送至一段反应槽，同时引入占一段反应槽中液体总量的比例分别0.2％的cod降解剂进行反应，反应25分钟后，再按照2分钟间隔时间依次引入1.2％的快速絮凝剂、0.8％的高效混凝剂以及3％石灰乳进行反应，反应30分钟后再进行沉淀处理；其中，石灰乳的目的是将一段反应槽中的液体ph值调节至10.5
‑
11.5，cod降解剂、高效混凝剂以及快速絮凝剂用于使得液体中cod以及剩余重金属分离并转化成悬浮态，同时加快沉降速度。
53.步骤三、将上述一段反应槽中沉淀处理后得到的上清液引入一段浓密池进行进一步沉淀处理，沉淀结束后再将得到的上清液引入二段反应槽；同时，向二段反应槽加入占其液体总量的比例分别0.2％净水剂和0.9％絮凝剂进行反应，反应30分钟后进行沉淀处理；其中，二段反应槽中液体的ph值与一段反应槽中液体的ph值基本相同，为10.5
‑
11.5，净水剂和絮凝剂用于使液体中的剩余重金属离子分离并转化成悬浮态，同时加快沉降速度。
54.步骤四、将二段反应槽沉淀过后得到的上层清液输送至二段浓密池进行进一步沉淀处理，沉淀结束后再将得到的上清液引入中间水池进行砂灰分离处理，最后将经过砂灰分离处理后的排出的液体引入高效过滤系统(fbl过滤器)，同时加入0.8％絮凝剂，使液体中的悬浮物絮凝沉淀并被过滤出来。
55.进一步，若过滤时有沉淀物(底泥)产生，则将沉淀物输送回二段浓密池并与二段浓密池中沉淀处理后的上清液混合后再进行沉淀处理，最后再将过滤后的清液一同输送至高效过滤系统。
56.步骤五、将步骤四中过滤后的液体引入第二调节池，同时将98％工业硫酸稀释至10％并加入第二调节池，控制第二调节池内ph值为6.5
‑
8.5，进行最终沉淀处理，沉淀结束后再将得到的上层清液输送至总排池，以备外排。
57.本示例性实施例中采用配制试剂如下：
58.所述cod降解剂以质量百分数计含有55％的feso4·
7h2o，5％的 zrocl2·
8h2o，12％的ca(clo)2和12％的nah2po4·
2h2o，其余为水；其中，ca(clo)2为工业级，有效氯含量≥65％；
59.所述高效混凝剂以质量百分数计含有40％的聚合硫酸铁、30％聚合硫酸铝、 10％的柠檬酸钠以及15％的二甲胺，其余为水；
60.所述快速絮凝剂按质量百分数计含有8％的高铁酸钾、25％的聚合氯化铝钙、 35％的硫酸铝、20％的氯化铁以及10％的聚丙烯酰胺，其余为水；
61.所述净水剂按质量百分数计含有8％的碳酸氢钠、18％的过氧化氢、12％的二氯异氰尿酸钠、30％的次氯酸钠、1％的高锰酸钾、5％的硅酸钠、10％的氯化钠和 2％氮化硼，其余为水。本实施例中，对最后总排池中得到的水进行检测，其中zn、cd、hg、氨氮以及cod含量分别为0.27mg/l、0.01mg/l、0.003mg/l、3.7mg/l 以及35mg/l，ph值为7.65，该检验结果显示总排池中的水满足《铅、锌工业污染物排放标准》(gb25466
‑
2010)的排放标准，因此可以直接外排。
62.需要说明的是，如果总排池中的水质无法达到上述排放标准，则可以将总排池的
水抽至事故池，再抽入第一调节池进行后续处理步骤(即循环步骤一至步骤五)，直到总排池中的水质合格后才外排。
63.可以理解的是，在上述步骤一至步骤四中，各段反应均会产生沉淀物(底泥)，为此，在本实施例中，是将调节池、一段反应槽以及一段浓密池沉淀处理后得到的底泥输送至6米浓缩池，再将6米浓缩池中的底泥送至渣过滤车间进行压滤处理，以及将二段反应槽以及二段浓密池中沉淀处理后得到的底泥输送至8米浓缩池，再将8米浓缩池中的底泥送至渣过滤车间进行压滤处理，以回收其中的重金属，实现资源的再利用。
64.实施例2
65.以某锌冶炼工厂的冶炼废水处理为例，由于所处理水样为该厂的冶炼废水，当生产出现波动时，其化学组成亦存在一定的变化，其未处理前废水(即原水)水质分析见下表1：
66.表1处理前水质分析表
[0067][0068]
下面将通过本发明的锌冶炼废水处理方法对该锌冶炼废水进行处理，处理步骤具体包括：
[0069]
步骤一、将废水由收集箱输送至第一调节池，加入的石灰乳对废水进行中和处理，其中，石灰乳是由cao≥60％的块状或粉状石灰调节而成，其中石灰乳浓度为20％；中和处理后控制调节池内的溶液ph值为6
‑
7，此时，废水中的 zn
2+
、cd
2+
、hg
2+
等重金属离子等将与氢氧根结合，生成难溶于水的氢氧化物，最后再进行沉淀处理，得到底层的沉淀物(底泥)以及位于上层的清液。
[0070]
步骤二、将第一调节池中沉淀过后得到的上层清液输送至一段反应槽，同时引入占一段反应槽中液体总量的比例分别0.3％的cod降解剂进行反应，反应25分钟后，再按照2分钟间隔时间依次引入1.6％的快速絮凝剂、1.0％的高效混凝剂以及2％石灰乳进行反应，反应30分钟后再进行沉淀处理；其中，石灰乳的目的是将一段反应槽中的液体ph值调节至10.5
‑
11.5。
[0071]
步骤三、将上述一段反应槽中沉淀处理后得到的上清液引入一段浓密池进行进一步沉淀处理，沉淀结束后再将得到的上清液引入二段反应槽；同时，向二段反应槽加入占其液体总量的比例分别0.2％净水剂和0.9％絮凝剂进行反应，反应30分钟后进行沉淀处理；其中，二段反应槽中液体的ph值与一段反应槽中液体的ph值基本相同，为10.5
‑
11.5。
[0072]
步骤四、将二段反应槽沉淀过后得到的上层清液输送至二段浓密池进行进一步沉淀处理，沉淀结束后再将得到的上清液引入中间水池进行砂灰分离处理，最后将经过砂灰分离处理后的排出的液体引入高效过滤系统(fbl过滤器)，同时加入0.8％絮凝剂，使液体中的悬浮物絮凝沉淀并被过滤出来。
[0073]
同样，若过滤时有沉淀物(底泥)产生，则将沉淀物输送回二段浓密池并与二段浓密池中沉淀处理后的上清液混合后再进行沉淀处理，最后再将过滤后的清液一同输送至高效过滤系统。
[0074]
步骤五、将步骤四中过滤后的液体引入第二调节池，同时将98％工业硫酸稀释至10％并加入第二调节池，控制第二调节池内ph值为6.5
‑
8.5，进行最终沉淀处理，沉淀结束后再将得到的上层清液输送至总排池，以备外排。
[0075]
本示例性实施例中采用配制试剂如下：
[0076]
所述cod降解剂以质量百分数计含有60％的feso4·
7h2o，8％的 zrocl2·
8h2o，15％的ca(clo)2和10％的nah2po4·
2h2o，其余为水；其中，ca(clo)2为工业级，有效氯含量≥65％；
[0077]
所述高效混凝剂以质量百分数计含有40％的聚合硫酸铁、30％聚合硫酸铝、12％的柠檬酸钠以及15％的二甲胺，其余为水；
[0078]
所述快速絮凝剂按质量百分数计含有9％的高铁酸钾、25％的聚合氯化铝钙、 35％的硫酸铝、20％的氯化铁以及10％的聚丙烯酰胺，其余为水；
[0079]
所述净水剂按质量百分数计含有9％的碳酸氢钠、17％的过氧化氢、11％的二氯异氰尿酸钠、25％的次氯酸钠、3％的高锰酸钾、5％的硅酸钠、10％的氯化钠和 5％氮化硼，其余为水。
[0080]
本实施例中，对最后总排池中得到的水进行检测，具体如下表2所示：
[0081]
表2处理后水质分析表
[0082]
检测项目pbzncdhgcodphnh3‑
n处理后0.07
‑
0.090.6
‑
0.80.01
‑
0.02＜0.00120
‑
307
‑
83
‑5[0083]
根据上述检验结果显示可以看出，处理后总排池中的水满足《铅、锌工业污染物排放标准》(gb25466
‑
2010)的排放标准，因此可以直接外排。
[0084]
同样，如果总排池中的水质无法达到上述排放标准，则可以将总排池的水抽至事故池，再抽入第一调节池进行后续处理步骤(即循环步骤一至步骤五)，直到总排池中的水质合格后才外排。另外，还将调节池、一段反应槽以及一段浓密池沉淀处理后得到的底泥输送至6米浓缩池，再将6米浓缩池中的底泥送至渣过滤车间进行压滤处理，以及将二段反应槽以及二段浓密池中沉淀处理后得到的底泥输送至8米浓缩池，再将8米浓缩池中的底泥送至渣过滤车间进行压滤处理。
[0085]
实施例3
[0086]
以某锌冶炼工厂的冶炼废水处理为例，由于所处理水样为该厂的冶炼废水，当生产出现波动时，其化学组成亦存在一定的变化，其未处理前废水(即原水)水质分析见下表3：
[0087]
表3处理前水质分析表
[0088]
检测项目pbzncdhgcodcuph原水(mg/l，除ph外)11.891040.160.071960.262.6
[0089]
下面将通过本发明的锌冶炼废水处理方法对该锌冶炼废水进行处理，处理步骤具体包括：
[0090]
步骤一、将废水由收集箱输送至第一调节池，加入的石灰乳对废水进行中和处理，其中，石灰乳是由cao≥60％的块状或粉状石灰调节而成，其中石灰乳浓度为20％；中和处理后控制调节池内的溶液ph值为6
‑
7，此时，废水中的 zn
2+
、cd
2+
、hg
2+
等重金属离子等将与氢氧根结合，生成难溶于水的氢氧化物，最后再进行沉淀处理，得到底层的沉淀物(底泥)以
及位于上层的清液。
[0091]
步骤二、将第一调节池中沉淀过后得到的上层清液输送至一段反应槽，同时引入占一段反应槽中液体总量的比例分别0.1％的cod降解剂进行反应，反应25分钟后，再按照2分钟间隔时间依次引入2.1％的快速絮凝剂、1％的高效混凝剂以及2.5％石灰乳进行反应，反应30分钟后再进行沉淀处理；其中，石灰乳的目的是将一段反应槽中的液体ph值调节至10.5
‑
11.5。
[0092]
步骤三、将上述一段反应槽中沉淀处理后得到的上清液引入一段浓密池进行进一步沉淀处理，沉淀结束后再将得到的上清液引入二段反应槽；同时，向二段反应槽加入占其液体总量的比例分别0.2％净水剂和0.9％絮凝剂进行反应，反应30分钟后进行沉淀处理；其中，二段反应槽中液体的ph值与一段反应槽中液体的ph值基本相同，为10.5
‑
11.5。
[0093]
步骤四、将二段反应槽沉淀过后得到的上层清液输送至二段浓密池进行进一步沉淀处理，沉淀结束后再将得到的上清液引入中间水池进行砂灰分离处理，最后将经过砂灰分离处理后的排出的液体引入高效过滤系统(fbl过滤器)，同时加入0.8％絮凝剂，使液体中的悬浮物絮凝沉淀并被过滤出来。
[0094]
同样，若过滤时有沉淀物(底泥)产生，则将沉淀物输送回二段浓密池并与二段浓密池中沉淀处理后的上清液混合后再进行沉淀处理，最后再将过滤后的清液一同输送至高效过滤系统。
[0095]
步骤五、将步骤四中过滤后的液体引入第二调节池，同时将98％工业硫酸稀释至10％并加入第二调节池，控制第二调节池内ph值为6.5
‑
8.5，进行最终沉淀处理，沉淀结束后再将得到的上层清液输送至总排池，以备外排。
[0096]
本示例性实施例中采用配制试剂如下：
[0097]
所述cod降解剂以质量百分数计含有50％的feso4·
7h2o，10％的 zrocl2·
8h2o，10％的ca(clo)2和5％的nah2po4·
2h2o，其余为水；其中，ca(clo)2为工业级，有效氯含量≥65％；
[0098]
所述高效混凝剂以质量百分数计含有40％的聚合硫酸铁、30％聚合硫酸铝、 15％的柠檬酸钠以及15％的二甲胺，其余为水；
[0099]
所述快速絮凝剂按质量百分数计含有10％的高铁酸钾、25％的聚合氯化铝钙、35％的硫酸铝、20％的氯化铁以及10％的聚丙烯酰胺，其余为水；
[0100]
所述净水剂按质量百分数计含有10％的碳酸氢钠、15％的过氧化氢、10％的二氯异氰尿酸钠、28％的次氯酸钠、2％的高锰酸钾、5％的硅酸钠、10％的氯化钠和4％氮化硼，其余为水。
[0101]
本实施例中，对最后总排池中得到的水进行检测，具体如下表4所示：
[0102]
表4处理后水质分析表
[0103]
检测项目pbzncdhgcodcuph处理后＜0.020.030.0080.004190.037.5
[0104]
根据上述检验结果显示可以看出，处理后总排池中的水满足《铅、锌工业污染物排放标准》(gb25466
‑
2010)的排放标准，因此可以直接外排。
[0105]
同样，如果总排池中的水质无法达到上述排放标准，则可以将总排池的水抽至事故池，再抽入第一调节池进行后续处理步骤(即循环步骤一至步骤五)，直到总排池中的水
质合格后才外排。另外，还将调节池、一段反应槽以及一段浓密池沉淀处理后得到的底泥输送至6米浓缩池，再将6米浓缩池中的底泥送至渣过滤车间进行压滤处理，以及将二段反应槽以及二段浓密池中沉淀处理后得到的底泥输送至8米浓缩池，再将8米浓缩池中的底泥送至渣过滤车间进行压滤处理。
[0106]
综上，经过本发明飞锌冶炼废水处理方法处理后，废水重金属浸出毒性检测已经满足要求；同时，本方法可以极大程度去除污水的重金属元素，提高出水率，且沉淀物还可以作为提取物进行二次利用，本发明实现了液态废水的无害化处置与资源化利用，简化了处置流程，提高了处置效率，降低了处置成本。
[0107]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。