本發(fā)明屬于環(huán)境工程領(lǐng)域，具體涉及一種去除冶煉廢水中重金屬離子的處理方法和廢水處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

冶煉廢水重要來自選礦、采礦、冶煉尾氣制酸等環(huán)節(jié)，其具有重金屬離子濃度高、成分復(fù)雜等特征。如金屬銅冶煉企業(yè)所產(chǎn)生的廢水中含有銅、鎘、砷等重金屬離子，其中銅離子濃度高達(dá)2～10g/l、砷離子濃度高達(dá)0.72～9g/l，遠(yuǎn)高于工業(yè)廢水中銅、砷的排放標(biāo)準(zhǔn)(銅的排放標(biāo)準(zhǔn)為1ppm，砷的排放標(biāo)準(zhǔn)為0.5ppm)。

處理重金屬廢水的方法很多，可歸納為化學(xué)沉淀法、物理處理法、生物處理法三大類，其中化學(xué)沉淀法包括中和沉淀、硫化物沉淀、鐵氧體沉淀、電化學(xué)法和高分子重金屬捕集劑發(fā)；物理處理法包括吸附法、萃取法、離子交換法、膜分離法、蒸發(fā)和凝固法等；生物處理法包括生物絮凝法、生物化學(xué)法和植物修復(fù)法等。

目前最常用的處理方法主要是化學(xué)沉淀法，通過加入石灰、鐵鹽、硫化物等沉淀劑，能快速去除廢水中的重金屬離子，工藝簡單，但此法會產(chǎn)生大量廢渣，且對低濃度的重金屬廢水處理效果不明顯，廢水難以達(dá)到排放或回用的標(biāo)準(zhǔn)。其他方法如離子交換法、膜分離法、植物修復(fù)法處理效果較好，但處理成本相對較高。與傳統(tǒng)化學(xué)、物理法相比，生物法去除廢水中的重金屬具有低成本、高效率等顯著優(yōu)點(diǎn)，但生物法僅適合在重金屬離子濃度較低的廢水中使用，有較大的局限性。

目前采用的處理方法大多為化學(xué)法和生物法相結(jié)合的方法，雖然處理效果較好，可使含重金屬離子廢水經(jīng)處理后達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，但是此法處理過程中產(chǎn)生大量危險(xiǎn)固體廢物，造成危險(xiǎn)固體廢物處理成本增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺點(diǎn)，本發(fā)明的首要目的在于提供一種去除冶煉廢水中重金屬離子的處理方法，該方法具有低成本、高效率等特點(diǎn)。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種用于實(shí)施上述處理方法的廢水處理系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種去除冶煉廢水中重金屬離子的處理方法，包含如下步驟：

(1)一級反應(yīng)：在攪拌條件下，將硫化劑溶液和冶煉廢水混合，在反應(yīng)釜中進(jìn)行充分反應(yīng)，產(chǎn)生硫化氫氣體，反應(yīng)后的液體流入濃密機(jī)進(jìn)行靜置沉淀；

(2)噴淋：步驟(1)產(chǎn)生的硫化氫氣體由噴淋塔底部進(jìn)入噴淋塔，濃密機(jī)中靜置沉淀后得到的上清液經(jīng)集水罐送入噴淋塔由上往下噴淋，噴淋過程中與自下而上的硫化氫氣體逆流接觸反應(yīng)，噴淋后的液體通過循環(huán)槽再次送入噴淋塔進(jìn)行循環(huán)噴淋，直至循環(huán)槽液體中重金屬離子含量達(dá)到國家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)后流入壓濾機(jī)；

(3)尾氣吸收：步驟(2)中未被吸收的硫化氫氣體引入尾氣吸收塔內(nèi)，通過堿液噴淋吸收后排空，吸收后產(chǎn)生的液體為硫化鈉溶液，回用于步驟(1)中的一級反應(yīng)，或濃縮提晶，得到硫化鈉固體，作為副產(chǎn)品；

(4)固液分離

步驟(1)中濃密機(jī)底部靜置沉淀產(chǎn)生的淤泥、步驟(2)中循環(huán)槽排出的液體一并送入壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，壓濾后的固體廢渣委托有危險(xiǎn)廢物處理資質(zhì)的單位處置，壓濾后的清液進(jìn)入中和工段；

步驟(1)中所述的硫化劑優(yōu)選為硫化鈉和硫化亞鐵中的至少一種；

步驟(1)中所述的硫化劑溶液的質(zhì)量百分比優(yōu)選為30～40％；

步驟(1)中所述的反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為20～30min，反應(yīng)的溫度不超過50℃；

步驟(1)中所述的硫化劑溶液中的硫化劑與冶煉廢水的質(zhì)量比優(yōu)選為(6～7):1000；

步驟(1)中所述的攪拌的速度優(yōu)選為600r/min；

步驟(3)中所述的堿液優(yōu)選為氫氧化鈉溶液；

步驟(4)中所述的中和工段的具體操作優(yōu)選為：壓濾后的清液經(jīng)石灰漿中和、再次壓濾分離后，清液達(dá)標(biāo)排放，固體廢渣作為一般固體廢物處置；

一種用于實(shí)施上述處理方法的廢水處理系統(tǒng)，包括反應(yīng)裝置、噴淋裝置、壓濾裝置和尾氣吸收裝置；反應(yīng)裝置、噴淋裝置、壓濾裝置和尾氣吸收裝置依次連接；

所述的反應(yīng)裝置包括硫化劑儲罐、含重金屬廢水儲罐、反應(yīng)釜和濃密機(jī)；其中，反應(yīng)釜分別與硫化劑儲罐、含重金屬廢水儲罐、濃密機(jī)連接；

所述的噴淋裝置包括集水罐、噴淋塔和循環(huán)槽；其中，集水罐與反應(yīng)裝置中的濃密機(jī)連接，噴淋塔分別和反應(yīng)裝置中的反應(yīng)釜、濃密機(jī)和集水罐連接，噴淋塔和循環(huán)槽連接并構(gòu)成循環(huán)回路；

所述的壓濾裝置包括壓濾機(jī)；其中，壓濾機(jī)分別與反應(yīng)裝置中的濃密機(jī)、噴淋裝置中的循環(huán)槽連接；

所述的尾氣吸收裝置包括尾氣吸收塔和堿液循環(huán)槽；尾氣吸收塔分別與噴淋裝置中的噴淋塔和循環(huán)槽以及壓濾裝置中的壓濾機(jī)連接；尾氣吸收塔與堿液循環(huán)槽連接并構(gòu)成循環(huán)回路；

所述的反應(yīng)裝置還包括第一提升泵，硫化劑儲罐、第一提升泵和反應(yīng)釜依次連接；

所述的反應(yīng)裝置還包括第二提升泵，含重金屬廢水儲罐、第二提升泵和反應(yīng)釜依次連接；

所述的噴淋裝置還包括第三提升泵，集水罐、第三提升泵和噴淋塔依次連接；

所述的噴淋裝置還包括第四提升泵，噴淋塔、循環(huán)槽和第四提升泵依次連接并構(gòu)成循環(huán)回路；

所述的尾氣吸收裝置還包括第五提升泵，尾氣吸收塔、堿液循環(huán)槽和第四提升泵依次連接并構(gòu)成循環(huán)回路；

本發(fā)明的原理：

本發(fā)明利用硫化法通過一級反應(yīng)配合二級噴淋的工藝方法，向含重金屬廢水中投加硫化劑，充分反應(yīng)后，反應(yīng)液的上清液泵入噴淋塔，與反應(yīng)過程產(chǎn)生的硫化氫接觸吸收，反應(yīng)完全后，通過壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)固體廢渣與廢水的分離除去重金屬離子；進(jìn)而實(shí)現(xiàn)低成本、高效率去除廢水中重金屬離子的目的，使得廢水中的重金屬離子在酸性環(huán)境下即達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，從而使中和工序產(chǎn)生的廢渣屬于一般固體廢物，較大的降低了企業(yè)處理危險(xiǎn)廢物的成本，具有較好的應(yīng)用前景。此外，噴淋塔中未被吸收的硫化氫氣體則進(jìn)一步引入尾氣吸收塔內(nèi)，通過堿液噴淋吸收后排空，吸收后產(chǎn)生的液體為硫化鈉溶液，回用于一級反應(yīng)，或濃縮提晶得到硫化鈉固體，作為副產(chǎn)品。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：

(1)本發(fā)明提供的去除冶煉廢水中重金屬離子的處理方法可實(shí)現(xiàn)冶煉廢水中重金屬離子在酸性環(huán)境下徹底去除，使中和工序產(chǎn)生的廢渣屬于一般固體廢物，從而減少該廢水處理過程中產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物量，較大的降低了企業(yè)處理危險(xiǎn)廢物的成本，具有較好的應(yīng)用前景。

(2)本發(fā)明提供的去除冶煉廢水中重金屬離子的處理方法清潔環(huán)保、效率高、成本低、操作簡便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的廢水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及其去除冶煉廢水中重金屬離子的工藝圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1

一種去除冶煉廢水中重金屬離子的處理方法，包含如下步驟：

(1)一級反應(yīng)：在600r/min攪拌條件下，將硫化劑硫化鈉溶液(質(zhì)量百分比為35％)和冶煉廢水按照質(zhì)量比6.5:1000混合，在反應(yīng)釜中進(jìn)行充分反應(yīng)25min(反應(yīng)的溫度不超過50℃)，產(chǎn)生硫化氫氣體，反應(yīng)后的液體流入濃密機(jī)進(jìn)行靜置沉淀；

(2)噴淋：步驟(1)產(chǎn)生的硫化氫氣體由噴淋塔底部進(jìn)入噴淋塔，濃密機(jī)中靜置沉淀后得到的上清液經(jīng)集水罐送入噴淋塔由上往下噴淋，噴淋過程中與自下而上的硫化氫氣體逆流接觸反應(yīng)，噴淋后的液體通過循環(huán)槽再次送入噴淋塔進(jìn)行循環(huán)噴淋，直至循環(huán)槽液體中重金屬離子含量達(dá)到國家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)后流入壓濾機(jī)；

(3)尾氣吸收：步驟(2)中未被吸收的硫化氫氣體引入尾氣吸收塔內(nèi)，通過氫氧化鈉溶液噴淋吸收后排空，吸收后產(chǎn)生的液體為硫化鈉溶液，回用于步驟(1)中的一級反應(yīng)，或濃縮提晶，得到硫化鈉固體，作為副產(chǎn)品；

(4)固液分離

步驟(1)中濃密機(jī)底部靜置沉淀產(chǎn)生的淤泥、步驟(2)中循環(huán)槽排出的液體一并送入壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，壓濾后的固體廢渣委托有危險(xiǎn)廢物處理資質(zhì)的單位處置，壓濾后的清液進(jìn)入中和工段：壓濾后的清液經(jīng)石灰漿中和、再次壓濾分離后，清液達(dá)標(biāo)排放，固體廢渣作為一般固體廢物處置。

實(shí)施例2

一種去除冶煉廢水中重金屬離子的處理方法，包含如下步驟：

(1)一級反應(yīng)：在600r/min攪拌條件下，將硫化劑硫化鈉溶液(質(zhì)量百分比為30％)和冶煉廢水按照質(zhì)量比7:1000混合，在反應(yīng)釜中進(jìn)行充分反應(yīng)30min(反應(yīng)的溫度不超過50℃)，產(chǎn)生硫化氫氣體，反應(yīng)后的液體流入濃密機(jī)進(jìn)行靜置沉淀；

(2)噴淋：步驟(1)產(chǎn)生的硫化氫氣體由噴淋塔底部進(jìn)入噴淋塔，濃密機(jī)中靜置沉淀后得到的上清液經(jīng)集水罐送入噴淋塔由上往下噴淋，噴淋過程中與自下而上的硫化氫氣體逆流接觸反應(yīng)，噴淋后的液體通過循環(huán)槽再次送入噴淋塔進(jìn)行循環(huán)噴淋，直至循環(huán)槽液體中重金屬離子含量達(dá)到國家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)后流入壓濾機(jī)；

(3)尾氣吸收：步驟(2)中未被吸收的硫化氫氣體引入尾氣吸收塔內(nèi)，通過氫氧化鈉溶液噴淋吸收后排空，吸收后產(chǎn)生的液體為硫化鈉溶液，回用于步驟(1)中的一級反應(yīng)，或濃縮提晶，得到硫化鈉固體，作為副產(chǎn)品；

(4)固液分離

步驟(1)中濃密機(jī)底部靜置沉淀產(chǎn)生的淤泥、步驟(2)中循環(huán)槽排出的液體一并送入壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，壓濾后的固體廢渣委托有危險(xiǎn)廢物處理資質(zhì)的單位處置，壓濾后的清液進(jìn)入中和工段：壓濾后的清液經(jīng)石灰漿中和、再次壓濾分離后，清液達(dá)標(biāo)排放，固體廢渣作為一般固體廢物處置。

實(shí)施例3

一種去除冶煉廢水中重金屬離子的處理方法，包含如下步驟：

(1)一級反應(yīng)：在600r/min攪拌條件下，將硫化劑硫化鈉溶液(質(zhì)量百分比為40％)和冶煉廢水按照質(zhì)量比6:1000混合，在反應(yīng)釜中進(jìn)行充分反應(yīng)20min(反應(yīng)的溫度不超過45℃)，產(chǎn)生硫化氫氣體，反應(yīng)后的液體流入濃密機(jī)進(jìn)行靜置沉淀；

(2)噴淋：步驟(1)產(chǎn)生的硫化氫氣體由噴淋塔底部進(jìn)入噴淋塔，濃密機(jī)中靜置沉淀后得到的上清液經(jīng)集水罐送入噴淋塔由上往下噴淋，噴淋過程中與自下而上的硫化氫氣體逆流接觸反應(yīng)，噴淋后的液體通過循環(huán)槽再次送入噴淋塔進(jìn)行循環(huán)噴淋，直至循環(huán)槽液體中重金屬離子含量達(dá)到國家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)后流入壓濾機(jī)；

(3)尾氣吸收：步驟(2)中未被吸收的硫化氫氣體引入尾氣吸收塔內(nèi)，通過氫氧化鈉溶液噴淋吸收后排空，吸收后產(chǎn)生的液體為硫化鈉溶液，回用于步驟(1)中的一級反應(yīng)，或濃縮提晶，得到硫化鈉固體，作為副產(chǎn)品；

(4)固液分離

步驟(1)中濃密機(jī)底部靜置沉淀產(chǎn)生的淤泥、步驟(2)中循環(huán)槽排出的液體一并送入壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，壓濾后的固體廢渣委托有危險(xiǎn)廢物處理資質(zhì)的單位處置，壓濾后的清液進(jìn)入中和工段：壓濾后的清液經(jīng)石灰漿中和、再次壓濾分離后，清液達(dá)標(biāo)排放，固體廢渣作為一般固體廢物處置。

實(shí)施例4

如圖1所示，一種用于實(shí)施實(shí)施例1～3處理方法的廢水處理系統(tǒng)，包括反應(yīng)裝置、噴淋裝置、壓濾裝置和尾氣吸收裝置；反應(yīng)裝置、噴淋裝置、壓濾裝置和尾氣吸收裝置依次連接；

所述的反應(yīng)裝置包括硫化劑儲罐1、含重金屬廢水儲罐3、反應(yīng)釜5和濃密機(jī)6；其中，反應(yīng)釜5分別與硫化劑儲罐1、含重金屬廢水儲罐3、濃密機(jī)6連接；

所述的噴淋裝置包括集水罐7、噴淋塔9和循環(huán)槽10；其中，集水罐7與反應(yīng)裝置中的濃密機(jī)6連接，噴淋塔9分別和反應(yīng)裝置中的反應(yīng)釜5、濃密機(jī)6和集水罐7連接，噴淋塔9和循環(huán)槽10連接并構(gòu)成循環(huán)回路；

所述的壓濾裝置包括壓濾機(jī)12；其中，壓濾機(jī)12分別與反應(yīng)裝置中的濃密機(jī)6、噴淋裝置中的循環(huán)槽10連接；

所述的尾氣吸收裝置包括尾氣吸收塔13和堿液循環(huán)槽14；尾氣吸收塔13分別與噴淋裝置中的噴淋塔9和循環(huán)槽10以及壓濾裝置中的壓濾機(jī)12連接；尾氣吸收塔13與堿液循環(huán)槽14連接并構(gòu)成循環(huán)回路；

所述的反應(yīng)裝置還包括第一提升泵4，硫化劑儲罐1、第一提升泵4和反應(yīng)釜5依次連接；

所述的反應(yīng)裝置還包括第二提升泵2，含重金屬廢水儲罐、第二提升泵2和反應(yīng)釜依次連接；

所述的噴淋裝置還包括第三提升泵8，集水罐7、第三提升泵8和噴淋塔9依次連接；

所述的噴淋裝置還包括第四提升泵11，噴淋塔9、循環(huán)槽10和第四提升泵11依次連接并構(gòu)成循環(huán)回路；

所述的尾氣吸收裝置還包括第五提升泵15，尾氣吸收塔13、堿液循環(huán)槽14和第四提升泵15依次連接并構(gòu)成循環(huán)回路。

本實(shí)施例所述的連接均采用pvc管連接。

實(shí)施例5

采用實(shí)施例4的廢水處理系統(tǒng)以及實(shí)施例2去除冶煉廢水中重金屬離子的處理方法對內(nèi)蒙某銅冶煉廠的含重金屬離子廢水進(jìn)行處理，處理方法如下：

(1)將含重金屬離子廢水儲存于含重金屬離子廢水儲罐3，以達(dá)到水質(zhì)均勻的目的；將質(zhì)量比為30％的硫化鈉溶液儲存于硫化劑儲罐1；將質(zhì)量比為10％的氫氧化鈉溶液儲存于堿液循環(huán)槽14；

(2)一級反應(yīng)：啟動反應(yīng)釜5攪拌裝置(攪拌速度為600r/min)，啟動第二提升泵2、第一提升泵4，控制兩者流速，硫化劑溶液與含重金屬離子廢水的流速，使硫化劑與含重金屬離子廢水以質(zhì)量比7:1000在反應(yīng)釜里混合反應(yīng)，產(chǎn)生硫化氫氣體，反應(yīng)后的液體到達(dá)反應(yīng)釜5的溢出口，自動流入濃密機(jī)6，進(jìn)行靜置沉淀；

(3)噴淋：步驟(2)產(chǎn)生的硫化氫氣體(反應(yīng)釜5、濃密機(jī)6和集水罐7)由噴淋塔9底部進(jìn)入噴淋塔9，啟動第三提升泵8、第四提升泵11，濃密機(jī)6中靜置沉淀后得到的上清液到達(dá)濃密機(jī)6的溢出口，自動流入集水罐7后，由泵送入噴淋塔9由上往下噴淋，噴淋過程中與自下而上的硫化氫氣體逆流接觸反應(yīng)，噴淋后的液體通過循環(huán)槽10再次送入噴淋塔9進(jìn)行循環(huán)噴淋，直至循環(huán)槽10液體中重金屬離子含量達(dá)到國家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)后流入壓濾機(jī)，結(jié)束反應(yīng)及噴淋；

(4)尾氣吸收：啟動第五提升泵15，使堿液循環(huán)槽14里的氫氧化鈉溶液流入尾氣吸收塔13內(nèi)，進(jìn)行循環(huán)噴淋；步驟(3)中未被吸收的硫化氫氣體(噴淋塔9和循環(huán)槽10以及壓濾裝置中的壓濾機(jī)12)引入尾氣吸收塔內(nèi)，通過氫氧化鈉溶液噴淋吸收后排空，吸收后產(chǎn)生的液體為硫化鈉溶液，回用于步驟(2)中的一級反應(yīng)，或濃縮提晶得到硫化鈉固體，作為副產(chǎn)品；

(5)固液分離：啟動壓濾機(jī)12，將濃密機(jī)6底部淤泥、及循環(huán)槽10內(nèi)溶液送入壓濾機(jī)12，進(jìn)行壓濾實(shí)現(xiàn)固液分離，達(dá)到去除重金屬離子的目的。其中，壓濾后的固體廢渣委托有危險(xiǎn)廢物處理資質(zhì)的單位處置，壓濾后的清液進(jìn)入中和工段：壓濾后的清液經(jīng)石灰漿中和、再次壓濾分離后，清液達(dá)標(biāo)排放，固體廢渣作為一般固體廢物處置。

上述含重金屬離子廢水處理后，循環(huán)槽10水樣檢測結(jié)果如表1所示，本實(shí)施例處理后的廢水在酸性環(huán)境下即達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，從而使中和工序產(chǎn)生的廢渣屬于一般固體廢物，較大的降低了企業(yè)處理危險(xiǎn)廢物的成本，具有較好的應(yīng)用前景。

表1處理前后結(jié)果對比(mg/l)：

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。