山東鋁合金產(chǎn)業(yè)酸洗廢水處理設(shè)備成功案例

本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，特別涉及一種工業(yè)酸性廢水處理工藝。主要包括如下步驟：(1)酸性廢水經(jīng)多段納濾系統(tǒng)進(jìn)行酸過濾，得到截留水流和滲透流;(2)將步驟(1)所得截留水流進(jìn)行高密度污泥工藝處理;(3)步驟(1)所得滲透流使用堿性材料中和后進(jìn)行排放。本發(fā)明顯著地改善了酸性廢水處理工藝操作的整體經(jīng)濟(jì)性，極大地減低了化學(xué)處理和分離系統(tǒng)的體積和石灰和酸的用量，把石膏污泥量或者處理和排放有危害廢物的殘留物減少到小。

本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，特別涉及一種工業(yè)酸性廢水處理工藝。

背景技術(shù)

酸性巖排水(ARD)以及采用傳統(tǒng)濕法冶金生產(chǎn)金屬、貴金屬時產(chǎn)生的廢酸排放是采礦工業(yè)的兩個主要酸性廢水的來源。

在酸性巖排水中，酸性廢水通常是由黃鐵礦的氧化產(chǎn)生的，如下所示：

黃鐵礦被氧氣氧化：

鐵離子的氧化：

鐵離子生成的黃鐵礦氧化：

由酸性巖排水產(chǎn)生的廢水，通常是用傳統(tǒng)的低密度泥漿法(LDS)的石灰工藝處理，石灰漿用來中和酸性物質(zhì)，隨后這些混合物沉淀、澄清，后上層的清液被排放。

在濕法冶金工藝中，主要的酸性廢水通常是由下面的操作產(chǎn)生的：

 (1)使用酸從粉粹的礦石中溶解出金屬的堆積浸出法，會產(chǎn)生一種雜質(zhì)金屬流;

 (2)使用有機(jī)溶液，從雜質(zhì)金屬溶解到有機(jī)相，選擇性地提取目標(biāo)金屬的溶劑萃取法(SX)，然后使用強(qiáng)酸從有機(jī)相中剝離出目標(biāo)金屬，產(chǎn)生強(qiáng)電解質(zhì)或者濃縮金屬溶液;

 (3)采用電解質(zhì)(電解冶金法)生產(chǎn)或化學(xué)沉淀法，從濃縮的金屬溶液中生產(chǎn)純金屬或者金屬化合物。

其中，在溶劑萃取(SX)工藝操作中，會產(chǎn)生一股低金屬含量、數(shù)量可觀的殘留酸以及微量有機(jī)物的殘液，這股殘液通常用石灰中和其酸性，然后沉淀出金屬，后滿足環(huán)保條例要求的污水被排放掉。在電解(電解沉積)生產(chǎn)操作中，需要不斷地釋放掉一定比例的電解庫存，防止來自主浸出液的污染集聚，以保持金屬產(chǎn)品的純度;產(chǎn)生的釋放流通常是用以下幾種方式“處置”：(i). 添加到主喂入流給 SX 通路中，所需金屬會被回收并再次送回至電解操作;(ii). 直接送回到浸出通路中，并通過更長的路徑回收。(iii). 在作為污水處理之前，對金屬的回收及酸中和廢水送入清除氣流。

現(xiàn)有常用酸性廢水處理采用化學(xué)(石灰)處理法，一般是低密度污泥(LDS)工藝，涉及一系列復(fù)雜的沉淀和分離過程，不僅設(shè)備和操作價格昂貴，還會產(chǎn)生大量的石膏(硫酸鈣)，必須妥善處置，更為重要的是，在把廢水處理到可以排放的標(biāo)準(zhǔn)時，并不能有效地降低重金屬含量;且大量酸性廢水常常消耗大量石灰，直接影響了資本和運(yùn)營成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種節(jié)能環(huán)保、有效降低成本的工業(yè)酸性廢水處理工藝。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種工業(yè)酸性廢水處理工藝，其特征在于：包括如下步驟：

 (1)酸性廢水經(jīng)多段納濾系統(tǒng)進(jìn)行酸過濾，得到截留水流和滲透流;

 (2)將步驟(1)所得截留水流進(jìn)行高密度污泥工藝處理;

 (3)步驟(1)所得滲透流使用堿性材料中和后進(jìn)行排放。

進(jìn)一步的，為除去酸性廢水中的懸浮固體，在步驟(1)所述的納濾系統(tǒng)過濾前先將酸性廢水進(jìn)行預(yù)過濾，所述預(yù)過濾采用微濾或超濾系統(tǒng)，所用過濾膜的材質(zhì)為聚砜，聚醚砜或聚偏二氟乙烯，喂入壓力<10 bar，水的回收率為高于90%，能夠過濾掉粒徑為0.01 - 0.1μm的微粒子，用于分離并減少酸性廢水中懸浮固體的含量，預(yù)過濾后的酸性廢水濁度達(dá)到< 1 NTU，這樣可以大大減小后續(xù)工藝中納濾膜結(jié)垢的問題。

進(jìn)一步的，步驟(1)所述的多段納濾系統(tǒng)包括段納濾系統(tǒng)和第二段納濾系統(tǒng)，所述段納濾系統(tǒng)由若干以串聯(lián)方式連接的標(biāo)準(zhǔn)單元室組成，每個標(biāo)準(zhǔn)單元室內(nèi)裝有6-10個標(biāo)準(zhǔn)的直徑尺寸為8"的耐酸納濾膜單元模塊，酸性廢水在喂入壓力為20 - 60 bar，溫度<60 ℃時進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)單元室，水和酸擴(kuò)散通過納濾膜，產(chǎn)生出一個相對而言金屬雜質(zhì)含量較低的滲透流，而多價金屬陽離子和陰離子或被納濾膜截留，或是因為靜電排斥機(jī)制被反射截留，納濾膜表面有電荷，液體混合后的 pH 決定了電荷為正電荷或是負(fù)電荷，當(dāng)含有金屬離子的溶液流過納濾膜表面的時候，由于溶液本身帶有一種靜電荷，因此，納濾膜會截留溶液中離子型金屬雜質(zhì)。納濾膜對金屬離子的截留指的是這些金屬離子不允許被通過，會形成一股含豐富金屬雜質(zhì)的截留水流。本發(fā)明所述的多段納濾系統(tǒng)對水的回收率為70% -80%，即對于每一立方米的酸性廢水喂入處理后，將產(chǎn)生 0.2 - 0.3 立方米的截留水流。第二段納濾系統(tǒng)與段納濾系統(tǒng)類似，有若干連接的標(biāo)準(zhǔn)單元室組成，第二段納濾系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)單元室的數(shù)量小于段納濾系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)單元室的數(shù)量，所述第二段納濾系統(tǒng)進(jìn)一步處理從段納濾系統(tǒng)送來的滲透流，以降低水中雜質(zhì)的數(shù)量到可以直接排放到附近水源的水平。

濕法冶金工藝中的產(chǎn)生的酸性廢水，經(jīng)步驟(1)的段納濾系統(tǒng)處理后所得滲透流可用于稀釋廢電解液，稀釋后的廢電解液通過第二段納濾系統(tǒng)進(jìn)行處理;

或者，濕法冶金工藝中的產(chǎn)生的酸性廢水，經(jīng)步驟(1)的段納濾系統(tǒng)所得滲透流的一部分可以進(jìn)行再循環(huán)進(jìn)入濕法冶金的浸出工藝回路中用作水和酸的混合。

步驟(2)所述的高密度污泥工藝是將步驟(1)中段納濾系統(tǒng)所得的截留水流用Ca(OH)2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 20% - 30%的石灰泥漿中和酸，同時可用作化學(xué)沉淀劑 ，這樣可以在處置或排放到周圍環(huán)境之前，有效地處理酸性水流。

為了進(jìn)一步增加水的產(chǎn)量或者回收率，以及達(dá)到零液體排放，經(jīng)步驟(2)所述的高密度污泥工藝系統(tǒng)處理后排放的水經(jīng)電滲析與鹽結(jié)晶方法結(jié)合處理，以提高水的回收，并析出NaCl晶體，NaCl晶體能夠用于補(bǔ)償整體處理系統(tǒng)的運(yùn)營成本。

步驟(3)所述堿性材料為強(qiáng)堿材料，如質(zhì)量濃度為25%的NaOH溶液或20%的石灰泥漿，滲透流進(jìn)行中和后排放到附近的水源。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明使用化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的納濾膜，直接處理酸性廢水，然后再用高密度污泥工藝處理，具有以下*優(yōu)勢：(i). 鈉濾技術(shù)回收酸性廢水中的酸和水，分離并濃縮滲透流中的貴金屬成份;(ii).滲透流中含有可回收的酸和水，可以送回到金屬浸出工藝流程中，以降低整體工藝中酸和水的補(bǔ)充需要以及石灰消耗;含有濃縮貴金屬的截留水流被送到高密度污泥處理工藝中，以中和殘留的酸，沉淀重金屬和硫酸鹽含量，終排放到環(huán)境中或回送到金屬浸出工藝之中;(iii). 與低密度污泥處理工藝相比，高密度污泥處理工藝降低整體石灰和絮凝劑(化學(xué)試劑)的使用量，并降低了總體維護(hù)成本;(iv). 截留水流體積少但具有較高的酸和金屬濃度，可以與來自堆浸工藝回路的浸出液混合，送回至試劑回收工藝回路中，并將金屬回收;使用納濾和高密度污泥工藝顯著地改善了酸性廢水處理工藝操作的整體經(jīng)濟(jì)性，極大地減低了化學(xué)處理和分離系統(tǒng)的體積、石灰和酸的用量，把石膏污泥量或者處理和排放有危害廢物的殘留物減少到小。