污酸污水工藝機(jī)

在鉛、銅、鋅冶煉中，都存在著酸性重金屬離子污水的產(chǎn)生，酸性重金屬離子污水主要來源于火法粗煉，濕法精煉和煙氣制酸過程。

　　在水洗流程中，洗滌水量大，含硫酸為1～2%；酸洗流程污酸產(chǎn)量少，含酸在15～25%左右，以上污酸或污水均含有鉛、砷、氟等雜質(zhì)，是冶煉中酸性重金屬離子的主要來源。由于酸洗流程產(chǎn)生高濃度的污酸，其中砷及重金屬含量教高，考慮經(jīng)濟(jì)因素，多采用污酸和污水一體化處理技術(shù)。方法主要有:

　　1 石膏+硫化+中和—鐵氧化法（此法適合酸性濃度≥30g/l）

　　2 硫化+中和—鐵氧化法（此法適合酸性濃度≤30g/l）

　　以上兩種方法均考慮回收有價金屬。

　　污酸處理采用二段處理法：一段采用硫化法，去除AS離子；二段采用石灰石中和法，將污酸pH中和至5，再進(jìn)行污水處理。

硫化法工段

　　硫酸車間排出的污酸送到原液貯槽，用原液泵送到硫化氫吸收塔，吸收硫化氫反應(yīng)槽產(chǎn)生的硫化氫氣體。廢酸自流進(jìn)入硫化氫反應(yīng)槽，投加Na2S溶液去除As離子，反應(yīng)后的水自流進(jìn)入硫化段濃密機(jī)。濃密機(jī)上清液進(jìn)下段處理，底流用泵加壓送到硫化渣壓濾機(jī)，經(jīng)壓濾機(jī)脫水后，其渣為硫化渣，用車外運回收。壓濾機(jī)濾液與濃密機(jī)上清液一起進(jìn)入下段處理。硫化氫吸收塔內(nèi)的硫化氫氣體用風(fēng)機(jī)抽送到除害塔，用堿液處理。

其反應(yīng)式如下：

　　H2SO4+Na2S=H2S+ Na2SO4  

　　3H2S+2H3AsO3=As2S3↓+6H2O

　　H2S+2NaOH= Na2S+2H2O

污酸中和工段

　　經(jīng)過硫化處理后的廢酸自流進(jìn)濾液槽，用濾液泵送至污酸中和槽，在中和槽內(nèi)加石灰石乳液進(jìn)行中和，控制pH在5左右，中和后的漿液自流至污酸濃密機(jī)。濃密機(jī)上清液進(jìn)污水處理，底流用泵送至污酸壓濾機(jī)，經(jīng)壓濾機(jī)脫水后，其渣為石膏，用車外運。壓濾機(jī)濾液與濃密機(jī)上清液一起自流進(jìn)入酸性廢水處理調(diào)節(jié)池，進(jìn)入下段去除砷和重金屬離子等有害物質(zhì)。

其反應(yīng)式如下：

　　H2SO4+CaCO3=CaSO4↓+H2O+CO2↑

　　H2S+CaCO3=Ca2S3↓+H2O +CO2↑

　　H2S+2NaOH= Na2S+2H2O

污水處理工段

　　酸性廢水處理采用二段石灰-鐵鹽法。用石灰乳進(jìn)行中和反應(yīng)，將pH調(diào)節(jié)到7～9。然后在投加鐵鹽或鋁鹽，去除污水中的As3+、Fe2+等重金屬離子，處理后的水達(dá)到國家《水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）二級排放標(biāo)準(zhǔn)。一部分用于污酸污水處理站石灰石乳和石灰乳藥劑制備用水和澆鑄機(jī)循環(huán)水補(bǔ)充用水,剩余部份與廠區(qū)生產(chǎn)生活排水一并排至開發(fā)區(qū)排水管道。

經(jīng)處理后廢水水質(zhì)表（mg/l）

　　酸性廢水調(diào)節(jié)池的污水經(jīng)過提升泵提升到一級中和槽，在槽內(nèi)投加石灰乳和回流污泥進(jìn)一步中和，pH控制在7左右，并在槽內(nèi)投加*后，自流進(jìn)入氧化槽，氧化槽內(nèi)加壓壓縮空氣，使二價鐵氧化成三價鐵，三價砷氧化成五價砷。然后在自流進(jìn)入二級中和槽，控制pH在9左右，出水進(jìn)入中間水池，用中間水泵提升進(jìn)入濃密機(jī)，進(jìn)行固液分離。濃密機(jī)底流進(jìn)入污泥池，一部分用污泥泵送至砷渣壓濾機(jī)，經(jīng)過壓濾后，產(chǎn)出的鐵礬渣返回工藝配料工段。另一部分作為回流污泥用泵送至預(yù)堿化槽，與石灰乳混合后自流至一級中和槽和二級中和糟。濃密機(jī)的出水自流進(jìn)入回水池，一部分用回水泵送至污水處理站回水箱和廠區(qū)回水管網(wǎng)，作為石灰石和石灰乳調(diào)漿用水，和澆鑄循環(huán)補(bǔ)給水。一部分水進(jìn)入市政排水管道。

其反應(yīng)式如下：

　　2FeSO4+1/2O2+ H2SO4=Fe2(SO4)3↓+H2O

　　2H3AsO3+O2=2H3AsO4

　　Fe3++As4O3- = FeAsO4↓

　　在以上反應(yīng)過程中，F(xiàn)eAsO4比較穩(wěn)定，但當(dāng)pH＞10時，會產(chǎn)生復(fù)溶反應(yīng)，為了避免離子返溶現(xiàn)象，故pH應(yīng)控制在10以下。

重金屬離子的處理

　　在化學(xué)法處理廢水中，鐵氧體是近十年來根據(jù)濕法生產(chǎn)鐵氧體的原理發(fā)展起來的一種新型處理方法（本方案推存處理方法）。鐵氧體沉淀法就是使廢水中的各種金屬離子形成鐵氧體晶粒并一起沉淀析出，從而使廢水得到凈化。

鐵氧體上一類復(fù)合的金屬氧化物，其化學(xué)通式為M2FeO4或MOFe2O3（M表其它金屬），呈尖晶石狀立方結(jié)晶構(gòu)造。鐵氧體約有百種以上，形成鐵氧體的條件是提供足量的Fe2+和Fe3+,其中Fe2+：Fe3+＝1：2（摩爾比），理想的條件是pH=8～9。

　　鐵氧體法處理含重金屬離子的廢水，能一次脫除廢水中的多種金屬離子，對脫除Cr、Fe、As、Pb、Zn、Cd、Hg、Cu、Mn等離子均有較好的效果。

本處理工程對廢水中的重金屬的去除采取對廢水中投加FeSO4、Na2S、PAM（增加混凝效果），同時對水中的部分重金屬進(jìn)行氧化，采取投加Ca(OH)2對pH進(jìn)行調(diào)整。

砷的去除

　　砷在水中永要以離子（AsO43-）存在。含砷廢水的處理方法主要有硫化法沉淀、石灰法等。本處理系統(tǒng)采用投加Na2S及鐵鹽對砷進(jìn)行處理。

　　2As3+ + 3S2-=As2S3↓

　　2H3AsO3+ O2=2H3AsO4

　　Fe3++AsO43- = FeAsO4↓

　　在以上反應(yīng)過程中，F(xiàn)eAsO4比較穩(wěn)定，但當(dāng)PH＞10時，會產(chǎn)生復(fù)溶反應(yīng)，為了避根離子返溶現(xiàn)象，故pH應(yīng)控制在10以下。

鎘的去除

　　含鎘廢水的處理方法主要有離子交換法、化學(xué)法、電解浮上法等?；瘜W(xué)法包含硫化法、中和法、鐵氧體法等。鐵氧體法用于處理含鎘廢水是一種比較有效的方法，在含鎘離子的廢水中添加亞鐵鹽，亞鐵離子的添加量為鎘離子的2倍，然后調(diào)整pH值至8～9，通空氣氧化后，產(chǎn)生黑色鐵氧體沉淀。此方法對鎘的去除效率較高，出水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

汞的去除

　　含汞廢水主要來自氯堿工業(yè)、有色金屬冶煉廠的煙氣洗滌水等。對汞的去除主要有凝聚沉淀法、硫化法、還原法、活性炭吸附法、離子交換法、轉(zhuǎn)化法等。凝聚沉淀法是在含汞廢水中加入石灰，形成的氫氧化鈣對汞有凝聚吸附作用，同時投加鐵離子（三價鐵）增加其吸附效果。如原水含汞量在0.3～0.6mg/l，經(jīng)石灰中和及鐵鹽混凝沉淀后，出水含汞量可降至0.05～0.1 mg/l。為達(dá)標(biāo)排放，后置活性炭吸附，活性炭對汞有很好的吸附作用，可保證出水的達(dá)標(biāo)排放。

鉛的去除

　　含鉛廢水的處理方法主要有沉淀法、離子樹脂交換法、活性炭吸附法或腐殖酸吸附法等。

化學(xué)沉淀法是在含Pb2+廢水中加入石灰乳生成氫氧化鉛沉淀（氫氧化鉛的溶解度積為4.2×10-15），適宜的PH值為9，出水鉛濃度0.03mg/l。pH高時會發(fā)生返溶現(xiàn)象，使處理效果下降。同時可在廢水中投加無機(jī)絮凝劑，通過吸附去除廢水中的鉛。

鋅的去除

　　含鋅廢水主要有化學(xué)法、離子交換法、活性炭吸附等。鋅是一種兩性元素，其氫氧化物的化學(xué)式可分為堿式（Zn(OH)2）和酸式（H2ZnO2）兩種，傘的氫氧化物不溶于水，可溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿。其反應(yīng)式如下：

　　Zn2++2OH-= Zn(OH)2↓

　　Zn(OH)2+2OH-=ZnO22-+2H2O

　　Zn(OH)2+H2SO4=ZnSO4+2H2O

　　在堿性條件（pH：8.5～9）下，氫氧化鋅很快沉淀下來。

氟的去除

　　廢水中的氟離子與Ca2+反應(yīng)生成氟化鈣沉淀。

　　2F-+Ca2+=CaF2↓

　　鼵2的理論大溶解度約為8mg/L，在實際的沉淀處理中，氟化物濃度僅降至10～20 mg/L，這是由于反應(yīng)后期沉淀物形成速率較慢所致。投加大劑量Ca2+有利于除去氟化物。

工藝流程

參考用戶提供的設(shè)備清單，本工程處理工藝流程如下：

污酸污水工藝機(jī)