[發明專利]含重金屬離子廢水深度處理及回用工藝

有效

• 申請號: 201210080026.2
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN102603097A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 鄭黎;陶偉;常醒;程輝
• 申請（專利權）人: 鄭州鴻躍環保科技有限公司;鄭黎;常醒
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F103/16;C02F101/20
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所(普通合伙) 41113
• 代理人: 聶孟民

技術領域

本發明屬于環保領域，特別涉及鉛鋅冶煉企業產生的含重金屬離子廢水深度處理及回用工藝。

背景技術

隨著對鉛鋅冶煉企業污廢水排放要求的日益嚴格，在冶煉生產過程中產生的污酸廢水的處理問題日益受到重視。以鉛鋅為代表的重有色冶煉廢水主要來源于爐窯設備冷卻排水，排放量大(約占總排放量的40％)；冶煉、制酸等煙氣洗滌、凈化裝置排水，各種重金屬和酸堿、非金屬等污染物排放量大；冶煉過程熔融態爐渣水淬冷卻水，含有爐渣微粒和少量重金屬污染物等；設備、地面沖洗水，事故和非正常生產時泄露產生的廢液；生產廠區初級雨水，主要含有重金屬、酸和懸浮料渣和職工洗滌用水等。鉛鋅冶煉企業廢水中主要重金屬污染因子有：鉛、鎘、砷、銅、鋅、鎳等。

我國水體重金屬污染問題十分突出，江河湖庫底質的污染率高達80.1％。全國近岸海域海水采樣品中鉛的超標率達62.9％，最大值超一類海水標準49.0倍；銅的超標率為25.9％，汞和鎘的含量也有超標現象。水體重金屬污染已成為全球性的環境污染問題，并且嚴重影響著兒童和成人的身體健康乃至生命。當前，兒童鉛中毒、重金屬致胎兒畸形，砷中毒等事件也屢有發生，鉛過量會導致腎病、神經痛、麻風病等。砷過量會導致神經炎、急性中毒甚至死亡等。重金屬在水中不能被分解，人飲用后毒性放大，與水中的其他毒素結合生成毒性更大的有機物。這些重金屬中任何一種都能引起人的頭痛、頭暈、失眠、健忘、神精錯亂、關節疼痛、結石、癌癥(如肝癌、胃癌、腸癌、膀胱癌、乳腺癌、前列腺癌及烏腳病和畸形兒)等；尤其對消化系統、泌尿系統的細胞、臟器、皮膚、骨骼、神經破壞極為嚴重。

廢水中重金屬污染成為關系到人類健康和生命的重大環境問題。這部分廢水如不處理直接外排，危害很大，嚴重危機著國人的身體健康。如果處理得當，不僅可以使廢水達到國家和省級環保部門的排放要求，處理后的廢水可以部分或全部回用，還可以從廢水中回收有價金屬或進行綜合利用。

目前，就國內鉛鋅冶煉企業廢水中重金屬處理采用的處理技術而言，有以下幾種方法：

1化學沉淀

化學沉淀法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶于水的重金屬化合物的方法，包括中和沉淀和硫化物沉淀。

(1)中和沉淀法：在含重金屬離子的廢水中加入堿進行中和反應，使重金屬生成不溶于水的氫氧化物沉淀形式加以分離、中和沉淀法操作簡單，是常用的處理廢水方法。缺點是按照重金屬廢水處理設計規范(CECS92-97)，Cd2+的沉淀需要的pH值為11-12，這意味著單純氫氧化物中和沉淀處理需要在較高的pH值下進行。鉛、鋅、鋁是兩性金屬，高pH值時有再溶解傾向。所以在pH值控制上有些繁瑣，處理以后的廢水還需要回調才能排放。

(2)硫化物沉淀法：加入硫化物使廢水中重金屬離子生成硫化物沉淀而除去的方法，與中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的優點是：重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低，反應pH值在7-9之間，處理后的廢水一般不用中和，處理效果更好，但硫化物沉淀法的缺點是：硫化物沉淀顆粒小，易形成膠體，硫化物沉淀在水中殘留，遇酸生成氣體，可能造成二次污染。

2氧化還原處理

(1)化學還原法：向廢水中投加還原劑將高價重金屬離子還原成微毒的低價重金屬離子后，再使其堿化成沉淀而分離去除的方法。該法原理簡單，操作易于掌握，但存在處理出水水質差，不能回用，處理混合廢水時，易造成二次污染，而且通用氧化劑還有供貨和毒性的問題尚待解決。

(2)鐵氧體法：鐵氧體法是根據生產鐵氧體的原理發展起來的處理方法。該法處理重金屬廢水，能一次脫除多種重金屬離子，尤其適用于混合重金屬電鍍廢水的一次性處理，具有設備簡單，投資少，操作方便等特點，同時形成的污泥有較高的化學穩定性，容易進行微分離和脫水處理。此法在國內電鍍業中應用較廣，但在形成鐵氧體過程中需要加熱(約70℃)，能耗高，存在著處理后鹽度高，而且不能處理含Hg和絡合物廢水的缺點。

(3)電解法：電解法處理含鉻廢水在我國已經有二十多年的歷史，具有去除率高、無二次污染、所沉淀的重金屬可回收利用等優點。大約有30多種廢水溶液中的金屬離子可進行電沉積。電解法是一種比較成熟的處理技術，能減少污泥的生成量，且能回收Cu、Ag、Cd等金屬，已應用于廢水的治理。不過電解法成本比較高，一般經濃縮后再電解經濟效益較好。

3蒸發濃縮法