本發(fā)明涉及一種有色冶金酸性廢水處理技術(shù)，具體涉及一種有色冶金酸性廢水中回用水的鈣硬度降低方法和處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

有色冶金工業(yè)是一門高污染行業(yè)，表現(xiàn)為典型的重金屬污染，其在選礦、冶煉等各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)有不同程度廢水產(chǎn)生。廢水成分復(fù)雜，重金屬含量高，濁度大，酸度高，流量大等。廢水含有的毒性重金屬有砷、鎘、汞、氟、氯等。目前，國(guó)內(nèi)外有色金屬行業(yè)廢水的處理技術(shù)主要有中和沉淀法、硫化物沉淀法、離子交換法、吸附法、膜分離法和生物法等。

中和沉淀法是處理酸性廢水最常用的方法。該法是加入中和劑將廢水中的氫離子中和并將廢水中的金屬陽(yáng)離子以氫氧化物的形式沉淀出來(lái)，去除重金屬污染物。中和劑主要采用石灰石，將金屬陽(yáng)離子轉(zhuǎn)化為沉淀，再通過(guò)過(guò)濾等技術(shù)將其分離。該法可以去除銅、鉛、鋅等重金屬離子，具有操作簡(jiǎn)單，成本低，易于控制ph的優(yōu)點(diǎn)；然而該法污酸回用水的鈣硬度大，易造成設(shè)備結(jié)垢，而且操作環(huán)境惡劣。為解決回用水鈣含量高的問(wèn)題，部分企業(yè)在中和后的清液中加入碳酸鈉，生成碳酸鈣沉淀后再進(jìn)行分離的方法，這樣可有效降低鈣離子的濃度，但處理成本高。

硫化法是利用硫化劑將廢水中的重金屬轉(zhuǎn)化成不溶或難溶的硫化物沉淀，然后再分離去除的方法，常用的硫化劑有硫化鈉、硫化氫、硫化鈣等。該法具有處理重金屬污酸廢水的ph范圍較廣，回用水水質(zhì)好，泥漿含水率低等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)產(chǎn)生的h2s會(huì)造成二次污染，藥劑成本高，硫化渣污染環(huán)境嚴(yán)重等。

離子交換法、吸附法、膜分離法和生物法等這幾種放法雖然處理效果良好，無(wú)二次污染，但成本很高，從工業(yè)化的角度看不適合大規(guī)模運(yùn)行，可作為配套使用。

本發(fā)明本著資源回用、工業(yè)化、經(jīng)濟(jì)化的目標(biāo)來(lái)處理有色冶金酸性廢水，降低成本，實(shí)現(xiàn)廢水的資源化回用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有有色冶金酸性廢水回收處理方法的缺陷，尤以中和沉淀法處理后的回用水中鈣含量過(guò)高，造成設(shè)備結(jié)垢嚴(yán)重的問(wèn)題，提出一種降低酸性廢水回用水鈣硬度的方法，從而有效降低回用水的鈣含量。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的方法具有處理成本低的優(yōu)點(diǎn)，適于大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)污酸廢水的資源化回用的目標(biāo)。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)施如下：

一種降低酸性廢水回用水鈣硬度的方法，包括以下步驟，

(1)有色冶金酸性廢水輸送到中和沉淀槽，同時(shí)加入石灰乳攪拌中和反應(yīng)，中和反應(yīng)生成碳酸鈣、硫酸鈣及重金屬離子的氫氧化物沉淀等，并控制ph值為5～10范圍時(shí)達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)，停止所述石灰乳的加入，之后混合物流入沉降槽，進(jìn)行固液分離；

該步驟中，優(yōu)選控制ph值為8時(shí)停止所述石灰乳的加入，此時(shí)中和反應(yīng)的沉淀效果較佳；

(2)然后，固液分離后的清液輸送至ph調(diào)節(jié)池；固液分離的沉淀渣輸送至壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，壓濾得到的濾液返回至中和沉淀槽中進(jìn)一步反應(yīng)，壓濾得到的濾渣另行處理；

(3)然后，向ph調(diào)節(jié)池內(nèi)投入氫氧化鈉調(diào)節(jié)液體ph值為11～13，得回用水；

該步驟中，優(yōu)選控制ph調(diào)節(jié)池的ph值為12獲得回用水；

(4)經(jīng)ph調(diào)節(jié)后的所述回用水輸送至反應(yīng)塔內(nèi)并持續(xù)通入二氧化碳，調(diào)節(jié)其通入速度將反應(yīng)塔內(nèi)壓力維持在0.15～0.5mpa范圍內(nèi)，并不斷鼓泡至沉淀生成，此時(shí)沉淀為碳酸鈣沉淀，控制ph值為6～9范圍時(shí)沉淀完全；優(yōu)選ph值為8；

然后，繼續(xù)通入二氧化碳并連續(xù)鼓泡至沉淀反溶，此時(shí)碳酸鈣返溶為碳酸氫鈣，控制ph值為5～8范圍時(shí)反溶完全；優(yōu)選ph值為6；

隨后，將處理過(guò)的所述回用水輸送至反應(yīng)池；

該步驟中，優(yōu)選反應(yīng)塔內(nèi)壓力維持在0.3mpa；

(5)然后，向反應(yīng)池內(nèi)投加氫氧化鈉迅速反應(yīng)生成沉淀，控制ph值為7～10范圍時(shí)沉淀完全停止對(duì)氫氧化鈉的加入，之后進(jìn)行固液分離；

該步驟中，優(yōu)選控制ph值為8時(shí)沉淀完全停止對(duì)氫氧化鈉的加入；

(6)固液混合物經(jīng)過(guò)濾，所得回用水鈣離子含量降低并回用至儲(chǔ)槽內(nèi)，沉淀渣輸送至至壓濾機(jī)內(nèi)濾渣。

有益效果，

在步驟4)中，所述二氧化碳與鈣離子反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，此過(guò)程使鈣離子沉淀下來(lái)，回用水鈣含量降低為200～300mg/l，此時(shí)即使不繼續(xù)通入二氧化碳進(jìn)行反溶，所得回用水基本已經(jīng)可以滿足工業(yè)用水的鈣含量要求。

進(jìn)一步的有益效果，

在步驟6)中，經(jīng)過(guò)反溶后再沉淀獲得的回用水中的鈣離子含量為20mg/l～35mg/l，說(shuō)明有效降低了回用水的鈣硬度。

有色冶金酸性廢水經(jīng)中和處理后，回用水所含鈣離子含量過(guò)高，通常在500mg/l以上，極易使管道結(jié)垢，為降低回用水鈣硬度，本發(fā)明采用通二氧化碳?xì)怏w的方法，具有從工業(yè)化應(yīng)用的可能及經(jīng)濟(jì)性適用。

實(shí)際應(yīng)用顯示，本發(fā)明的方法具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：

1.對(duì)于酸性廢水回用后的鈣硬度，工業(yè)要求為200mg/l以下即可，而最終本發(fā)明處理方法回用水鈣含量為20～30mg/l，完全達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。

2.處理方法簡(jiǎn)單，ph值易控，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)原理如下。

通二氧化碳?xì)怏w前調(diào)節(jié)回用水的初始ph值為11～13，控制體系的堿性環(huán)境。

該方法分兩步通二氧化碳：首先，連續(xù)攪拌溶液和二氧化碳充分反應(yīng)，過(guò)程會(huì)有沉淀生成，ph值為8左右時(shí)沉淀基本完全，該過(guò)程的反應(yīng)方程式為：

ca²⁺+co2+h2o＝caco3↓+2h⁺

此過(guò)程使鈣離子沉淀下來(lái)，回用水鈣含量降低為200～300mg/l，此時(shí)可達(dá)到一般回用水的工業(yè)要求。若要繼續(xù)降低鈣硬度，本發(fā)明采取的方法是繼續(xù)通入二氧化碳，則進(jìn)行第二步，繼續(xù)通入二氧化碳，體系ph值不斷降低，碳酸鈣沉淀在氫離子存在下溶解，出現(xiàn)沉淀的反溶，直至反溶完全，此時(shí)溶液ph值為6左右，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

caco3+co2+h2o＝ca(hco3)2

沉淀反溶完全后，此時(shí)體系為碳酸氫鈣溶液，向溶液中投加氫氧化鈉迅速生成大量沉淀，控制ph值為7～10時(shí)達(dá)到沉淀終點(diǎn)，混合溶液過(guò)濾，最終回用水鈣硬度降低到20～35mg/l。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的創(chuàng)新性在于提供一種利用二氧化碳去除鈣離子的技術(shù)路線，避免第三種離子的加入，提高回用水質(zhì)量的同時(shí)減少后續(xù)除雜步驟；采用二氧化碳?xì)怏w降低回用水鈣硬度，二氧化碳和鈣離子生成沉淀后，更重要的創(chuàng)新在于，進(jìn)一步降低鈣離子含量的方法并未加碳酸鈉等藥劑，而是繼續(xù)通入二氧化碳將沉淀反溶，再用氫氧化鈉促成沉淀生成，鈣離子沉淀效果更好，藥劑廉價(jià)易得，減少了后續(xù)除雜步驟，大大降低了處理難度并節(jié)約了成本。

附圖說(shuō)明

附圖1為本發(fā)明有色冶金酸性廢水中回用水的降低鈣硬度的工藝流程圖；

附圖2為本發(fā)明有色冶金酸性廢水中回用水的降低鈣硬度的設(shè)備聯(lián)系圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

處理某有色冶金酸性廢水。

實(shí)施例1

待處理的酸性廢水中取自煙臺(tái)某廠。其中，砷離子含量為5000mg/l，銅離子含量為300mg/l，鉛離子含量為20mg/l，鎘離子含量為20mg/l，鋅離子含量為700mg/l，鐵離子含量為1600mg/l。

廢水和石灰乳加入中和沉淀槽中，進(jìn)行攪拌反應(yīng)，此過(guò)程生成大量沉淀，主要是碳酸鈣、硫酸鈣和重金屬氫氧化物等，經(jīng)過(guò)該反應(yīng)步驟，大部分污酸重金屬離子都被沉淀下來(lái)。

反應(yīng)后的混合物輸送至錐形沉降槽中進(jìn)行固液分離，上層清液鈣硬度為536mg/l，主要含有硫酸鈣，含重金屬沉淀渣送至板框壓濾機(jī)中壓濾，濾液返回至中和槽中進(jìn)一步反應(yīng)。

清夜輸送至ph值調(diào)節(jié)池內(nèi)，投加氫氧化鈉調(diào)節(jié)ph值為12，維持強(qiáng)堿性環(huán)境，隨后進(jìn)入反應(yīng)塔。

向反應(yīng)塔內(nèi)通入二氧化碳，控制鼓入速度，使塔內(nèi)壓力維持在0.3mpa，此時(shí)鈣離子與二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生沉淀碳酸鈣，測(cè)定此時(shí)清液鈣硬度為243mg/l，繼續(xù)通入二氧化碳，沉淀則逐漸溶解減少，碳酸鈣沉淀在二氧化碳的酸性環(huán)境下生成碳酸氫鈣，直至溶解完全，此時(shí)測(cè)定液體ph值為6。

進(jìn)行第二步反應(yīng)，即向反應(yīng)后的碳酸氫鈣溶液內(nèi)投入氫氧化鈉，瞬間產(chǎn)生大量沉淀碳酸鈣，測(cè)定ph值為8時(shí)基本沉淀完全，進(jìn)行固液分離，清液回用輸送至儲(chǔ)槽內(nèi)，測(cè)定回用水鈣硬度為24mg/l，沉淀則進(jìn)一步壓濾。

實(shí)施例2

待處理的廢水中同樣取自該廠。其中，砷離子含量為5500mg/l，銅離子含量為280mg/l，鉛離子含量為15mg/l，鎘離子含量為15mg/l，鋅離子含量為675mg/l，鐵離子含量為1700mg/l。

處理步驟同實(shí)施例1，經(jīng)中和沉淀后，清液鈣離子含量為320mg/l，經(jīng)二氧化碳和氫氧化鈉的反應(yīng)后，回用水鈣離子含量為31mg/l。

通過(guò)上述實(shí)施例，二氧化碳和鈣離子的反應(yīng)來(lái)降低鈣硬度，完全達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)鈣離子含量標(biāo)準(zhǔn)(≤200mg/l)。