申請日2014.02.24

　　公開(公告)日2014.05.07

　　IPC分類號C02F9/04

　　摘要

　　本發明公開了一種礦山酸性重金屬廢水處理工藝，包括：將礦山酸性重金屬廢水收集后引入一個一體化反應沉淀系統，完成加藥、攪拌、反應、絮凝和沉淀過程;反應池中的上清液經活性炭處理后可作清洗水回用;反應池下部污泥漿液濃縮后制成泥餅外運處理。礦山酸性重金屬廢水經本發明工藝處理后能作回用，不但減少了污染的排放，還節約了水資源的使用量。

　　權利要求書

　　1.一種礦山酸性重金屬廢水處理及回用工藝，包括：將礦山酸性廢水收集后引入一個一 體化反應沉淀系統，完成加藥、攪拌、反應、絮凝和沉淀過程;而后，上清液經活性炭處理 后作生產洗滌用水回用;下部污泥漿液經濃縮后制成泥餅外運處理。

　　2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：該廢水中含鐵、銅和鎳等金屬離子和氟離子， pH值在1～3之間。

　　3.如權利要求1所述的方法，其特征在于：廢水中鐵離子含量為30～110mg/L;銅離子 含量為20～80mg/L;鎳離子含量為20～70mg/L;氟離子含量為300～900mg/L;COD為 50～150mg/L;SS為100～350mg/L。

　　4.如權利要求1所述的方法，其特征在于：在攪拌狀態下往廢水加入NaOH溶液，pH 值調至8左右，廢水中出現含Fe(OH)3、Cu(OH)2和Ni(OH)2沉淀物。

　　5.如權利要求1所述的方法，其特征在于：廢水在pH值為8左右時，加入一定量的 Na2S溶液和CaCl2溶液;廢水中殘留少量Cu2+和Ni2+與S2-生產CuS和NiS沉淀;廢水中F-與Ca2+反應生成CaF2沉淀。

　　6.如權利要求1所述的方法，其特征在于：攪拌狀態下，加入一定量FeCl3溶液，與廢 水中多余的S2-反應生成Fe2S3沉淀，多余的Fe3+與OH-反應生成Fe(OH)3沉淀;繼續往廢水 中分別投加一定量的PAC和PAM溶液，廢水中的沉淀物及細小顆粒物通過吸附、橋架、交 聯和網捕等作用生成絮狀沉淀。

　　7.如權利要求1所述的方法，其特征在于：斜管沉淀池內，廢水進行固液分離，斜管沉 淀池上部清液用作生產工藝中清洗水使用;斜管沉淀池下部污泥漿液經污泥濃縮罐進一步濃 縮后經板框壓濾機制成泥餅外運處理，濾液回流處理。

　　8.如權利要求6所述的方法，其特征在于：污泥漿液經板框壓濾機制成泥餅為危廢，需 按危廢管理規定處置;污泥濃縮罐的上清液和板框壓濾機的濾液回流至廢水儲存池。

　　說明書

　　一種礦山酸性重金屬廢水處理及回用工藝

　　技術領域

　　本發明涉及一種礦山酸性重金屬廢水處理及回用工藝，具體為廢水中鐵、銅、鎳離子及 氟離子的去除方法，屬于污水治理和中水回用領域。

　　背景技術

　　隨著社會經濟的迅速發展，人類對礦產資源的需求量日益增加，在礦產資源的開采和加 工過程中所產生的工業廢水的排放量也隨之增加。據統計，我國各類礦山廢水的排放量約占 全國工業廢水總排放量的10%左右，礦山廢水已成為我國亟需解決的工業污染之一。

　　礦山廢水中危害程度最大的是礦山酸性廢水(AMD)，主要是由礦物在開采、運輸、選礦、 廢石排放和尾礦貯存等過程中經空氣、降水和菌的氧化作用形成的。該類礦山廢水含有高濃 度的重金屬離子和較低的pH值，不經處理直接排放將嚴重威脅周邊環境安全和生態系統，給 人們的生產和生活造成巨大損失。

　　關于礦山酸性廢水的國內已有不少專利，公開了一些有效的處理工藝。

　　中國發明專利201210150124.9公開了一種礦山酸性廢水的處理方法，采用木炭、碳酸鈣、 纖維對礦山酸性廢水進行過濾;木炭、碳酸鈣、纖維各過濾層厚度均不低于10mm。該方法 可將礦山酸性廢水pH調節至6～8之間，達到礦山廢水pH排放的國家標準，并且可將銻礦 井廢水中銻含量降到0.5mg/L以下。

　　中國發明專利201210150124.9公開了一種處理礦山酸性廢水的工藝方法，其步驟為：一 級沉淀;一級過濾;二級沉淀;二級過濾。該方法可將礦山酸性廢水pH調節至6～8之間， 達到了礦山廢水pH排放的國家標準，并且可將銻礦井廢水中銻含量降到《貴州省環境污染 物排放標準》規定的0.5mg/L以下。

　　中國發明專利201010589082.X涉及一種礦山廢水治理方法，包括：(1)將礦山酸性廢水與 選礦浮選廢水以體積比1∶1～2∶1混合，攪拌使廢水混合均勻后加入H2O2，繼續攪拌待反應完 畢后靜置分層;(2)取上述靜置分層后的上清液加入石灰乳調節廢水的pH值至6.0～8.0，產生 沉淀后加入PAM溶液，攪拌后靜置分層，上清液即可達標排放。

　　中國發明專利201310080351.3公開了一種連續式礦山酸性廢水處理系統及處理方法，該 系統包括兩組相同的且相并聯的處理池，經管道連接在處理池出口的緩沖池和設置在緩沖池 出口的排水渠。該發明采用溢流的方式對礦山酸性廢水進行逐級處理，在整個處理工藝中， 能保證沉淀的同時上清液也能及時溢流，縮短了處理時間，提升效率;采用溢流的逐級處理 方式，能耗和投資成本低、處理過程易控制;采用碳酸鈣中和廢水，不會產生二次污染。

　　發明內容

　　本發明公開了一種礦山酸性重金屬廢水處理及回用工藝，該工藝所需設備少，操作簡單、 經濟可行，處理后的水中重金屬離子及SS的含量符合《城市污水再生利用工業用水水質》 (GB/T19923-2005)標準要求，可作為采礦生產中的清洗水使用。

　　一種礦山酸性重金屬廢水處理及回用工藝包括以下特征步驟。

　　(1)將礦山酸性廢水收集于一個廢水儲存池，然后通過泵引入反應池。在攪拌狀態下， 往廢水中加入一定量的質量分數為10%的NaOH溶液，將廢水的pH值調至8左右，出現 Fe(OH)3、Cu(OH)2和Ni(OH)2沉淀物。

　　(2)攪拌狀態下，繼續往廢水中投加一定量的質量分數為1%Na2S溶液和質量分數為1% CaCl2溶液，廢水中存留少量Cu2+和Ni2+與S2-生產CuS和NiS沉淀;廢水中F-與Ca2+反應生 成CaF2沉淀。單位時間內投加的Na2S摩爾量與單位時間內處理的廢水量中殘留的Cu2+和Ni2+摩爾量的比值在1.5～4之間。單位時間內投加CaCl2的摩爾量與單位時間處理的廢水量含有 的F-的摩爾量基本相當。

　　(3)除去廢水中的金屬離子和氟離子后，廢水自流進入另一個反應池，攪拌狀態下，往 廢水中分別投加一定量的FeCl3溶液、PAC和PAM溶液。Fe3+與廢水中多余的S2-反應生成 Fe2S3沉淀，多余的Fe3+在弱堿性水環境中形成Fe(OH)3沉淀;廢水中的沉淀物及懸浮顆粒物 通過吸附、橋架、交聯和網捕等作用生成絮狀沉淀。單位時間內投加的FeCl3摩爾量為單位 時間中投加Na2S過量摩爾量的2/3～1。PAC的投加量為20～80g/噸廢水，PAM投加量為1～10 g/噸廢水。

　　(4)充分攪拌，反應完全后，廢水通過自流進入斜管沉淀池內，進行固液分離過程。斜 管沉淀池上部清液可做生產工藝中清洗水使用;斜管沉淀池下部污泥漿液經污泥濃縮罐進一 步濃縮后經板框壓濾機制成泥餅外運處理。

　　(5)污泥濃縮罐的上清液和板框壓濾機的濾液收集回流至廢水儲存池。

　　本發明的原理：利用Fe(OH)3、Cu(OH)2、Ni(OH)2、CaF2和Fe2S3化合物溶度積常數非常 小的特性，通過改變pH值或投加特定藥劑與廢水中金屬離子反應形成沉淀;然后投加PAC 和PAM將廢水中沉淀物和懸浮顆粒物絮凝沉淀，最后進行固液分離。

　　本發明創新點：1)提供了一種將廢水中鐵、銅、鎳等金屬離子和氟離子等污染因子同時 高效去除的處理方法;2)在弱堿性條件下，加入FeCl3溶液，去除廢水中多余的S2-，多余的 Fe3+與OH-反應生成Fe(OH)3沉淀，確保廢水中S2-符合排放要求。3)處理后的水主要污染物 指標達到《城市污水再生利用工業用水水質》(GB/T19923-2005)標準，進行中水回用，節 約水資源用量。