一种处理铜冶废水中重金属的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种处理铜冶废水中重金属的工艺，本工艺联合铁碳微电解法，氢氧化铁凝絮，阳离子交换树脂交换的技术去除铜冶废液中铜铅锌三种重金属，将废液经去除油污后加入铁屑改变pH同时产生亚铁离子为凝絮阶段做好准备，经过微电解池初步除杂后，改变pH生成氢氧化铁沉淀同时吸附少量重金属离子，最后经离子交换树脂罐深度处理达到排放标准。具有处理方法和工艺简单，处理成本较低，废物利用处理效率高，处理后废水能达标排放并回收利用的特点。

A Process for the Treatment of Heavy Metals in Copper Smelting Wastewater

The invention discloses a process for treating heavy metals in copper smelting wastewater. The process combines iron-carbon micro-electrolysis, ferric hydroxide flocculation and cation exchange resin exchange technology to remove copper, lead and zinc from copper smelting wastewater. After removing oil pollution, adding iron chips to change pH while producing ferrous ions to prepare for flocculation stage. After preliminary removal of impurities by Micro-electrolysis cell, the process is modified. Ferric hydroxide precipitation was formed by changing pH, and a small amount of heavy metal ions were adsorbed at the same time. Finally, the discharge standard was reached by advanced treatment with ion exchange resin tank. It has the characteristics of simple treatment method and process, low treatment cost, high waste utilization and treatment efficiency, and the treated wastewater can meet the discharge standards and be recycled.

【技术实现步骤摘要】
一种处理铜冶废水中重金属的工艺
本专利技术属于废水处理
，具体涉及一种处理铜冶废水中重金属的工艺。
技术介绍
铜是世界上使用最广泛的金属材料之一。我国已成为世界上铜生产和消费的大国，精铜产量居世界第三位。炼铜工艺主要有火法冶炼和湿法冶炼，冶炼过程中产生大量含重金属的污水，其主要重金属污染物包括Cu(100～200mg/L)、Pb(<100mg/L)、Zn(<100mg/L)，废水呈酸性(pH<2)。以下为重金属排放到标准砷<0.5(mg/L)、镉<0.1(mg/L)、铬<1.5(mg/L)、铬<0.5(六价mg/L)、总镍<1.0(mg/L)、总银<0.5(mg/L)、铅<1.0(mg/L)、汞<0.05(mg/L)、硒<0.050(mg/L)/锰<5.0(mg/L)(三级标准)、铜<2.0(mg/L)(三级标准)、锌<5.0(mg/L)(三级标准)。酸性重金属离子废水如果处理不当直接外排入水体，不仅会直接危害生物正常生长，污水中的酸还会腐蚀金属和混凝土结构，对桥梁、堤坝、港口设备等存在破坏作用。其中铜冶炼废水中铜、铅、锌砷，离子的危害如下；铜是动植物所必需的微量元素，人体缺铜会造成贫血、腹泻等症状，但过量的铜对人和动植物都有害。食入过量的铜会刺激消化系统，长期过量会导致肝硬化；铅对人体的很多系统都有毒害作用，主要是损坏骨骼造血系统和神经系统，引起感觉障碍等，铅进入人体消化道后，有5％到10％被人体吸收，当蓄积过量后，在骨骼中的铅会引起内源性中毒；锌也是人体必需的微量元素之一，过量的锌会引起急性肠胃炎症状，如恶心、呕吐、腹泻等，同时伴有头晕、周身乏力，人误食可溶性锌盐对消化道膜有腐蚀作用，如误食氯化锌会引起腹膜炎，严重时导致休克死亡。含铜、含铅、含锌废水的处理现状：1.传统单一铁碳微电解：对不同金属离子的去除率有选择性，对某些金属离子去除率不高，如对锌去除率仅约70％，传统单一铁碳微电解曝气与微电解同时进行，生成的氢氧化铁易吸附在填料表面导致解决铁屑易钝化、易结块从而出现沟流等弊端。2.离子交换法：单一的离子交换设备包括反渗透装置和循环系统虽然去除效果好但将大大增加了成本，市场上的离子交换树脂产品一般较适用于处理浓度低于200mg/L的含重金属废水。但对于高浓度复杂废水树脂在处理工程中的选择性不佳，对于阳离子交换树脂，在处理高浓度重金属的废液，容易饱和，使用周期短且经常再生离子交换树脂将减少使用寿命。3.化学中和法：虽然除杂滤较高约99.8％，pH需调至9～11，需要反调节，但如果使用氢氧化钠成本高，使用石灰浆产生大量无法进一步处理的固体废渣。4.硫化沉淀工艺。去除率及高，但该工艺需控制反应时间、pH值和氧化还原电极电位等。此方法去除率高但操作复杂。基于上述几种除杂方法的优缺点，提出一种新的处理铜冶废水中重金属的工艺。
技术实现思路
本专利技术目的是：提供一种处理铜冶废水中重金属的工艺，以解决上述问题。本专利技术的技术方案是：一种处理铜冶废水中重金属的工艺，包括：(1)预处理：铜冶废水通过栅格网后加入油污清洗剂，并静置30min得到第一废液；(2)将所述第一废液送入调节池中，在所述调节池中加入铁屑，再加入氢氧化钠调节所述第一废液的pH值至3；(3)所述第一废液在所述调节池中静置10分钟，取第一上清液；(4)将所述第一上清液送入铁碳微电解装置中反应30min，获得第二废液；(5)将所述第二废液送入凝絮池，加入氢氧化钠调节pH值至4～4.5，缓慢曝气4小时，得到第三废液；(6)将所述第三废液放入沉淀池中静置1小时，加入氢氧化钠调节pH值至5，获得第二上清液；(7)将所述第二上清液导入至离子交换室，流速为5m/h，获得准达标水；(8)将所述准达标水用氢氧化钠调节pH值至7时，获得可回收利用或排放的达标水。进一步的，步骤(1)中每立方米铜冶废水中加入100～500ml油污清洗剂。进一步的，步骤(2)中每升第一废液中加入0.5～0.6g铁屑。进一步的，步骤(4)中所述铁碳微电解装置的初始pH值为2.5～3.5，铁碳填料与第一上清液的比为5g/0.1L，所述铁碳填料中铁炭质量比为1，无曝气。进一步的，步骤(5)中所述缓慢曝气的通气速度为每平方米第二废液中每小时通入4～6m3空气。进一步的，步骤(7)中所述离子交换室具有四层，依次为活性炭层、铅离子交换树脂层、铜离子交换树脂层和锌离子交换树脂层，所述铅离子交换树脂层、铜离子交换树脂层和锌离子交换树脂层的树脂罐的长度均为30cm。本专利技术提供了一种处理铜冶废水中重金属的工艺，该工艺联合了铁碳微电解、氢氧化铁凝絮、离子交换树脂这三种主流的除杂方法。尤其适合在铜冶炼，制酸厂，金属加工厂三者联合，做到资源互补，达到经济节能的目的。其利用废铁屑改变强酸性溶液pH，同时融入铁离子为下一步工艺做准备，做到资源利用，更加经济。不仅如此，这个工艺操作简单，条件温和，以离子交换膜为最终处理，有效的保障了排放达标。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本工艺联合铁碳微电解法，氢氧化铁凝絮，阳离子交换树脂交换的技术去除铜冶废液中铜铅锌三种重金属，将废液经去除油污后加入铁屑改变pH同时产生亚铁离子为凝絮阶段做好准备，经过微电解池初步除杂后，改变pH生成氢氧化铁沉淀同时吸附少量重金属离子，最后经离子交换树脂罐深度处理达到排放标准。下面着重介绍铁碳微电解法，氢氧化铁凝絮，阳离子交换树脂交换这三种方法：一、铁碳微电解：铸铁是由纯铁和Fe3C及一些杂质组成的铁碳合金，当铸铁浸入水中时就构成了许多细小的微电池。宏观电池大大促进微电解作用，其基本电极反应如下：阳极：阴极：在本试验铜冶炼重金属废水的处理中，阴极还会发生铜铅的还原反应，氧化还原反应在实验中微电解处理实际冶炼废水的最佳试验条件为:初始pH值为3，铁碳总量为5g/0.1L，铁炭质量比为1，无曝气，反应时间为30min，对实际废水(初始量Cu0～200mg/LPb0～100mg/LZn0～100mg/L)中Cu2+、pb2+、Zn2+的去除率分别为95.61％，91:8％，70.9％。二、氢氧化铁沉降法经原电池反应后，溶液体系中出现大量的亚铁离子。已知三价氢氧化铁的沉淀范围是2.7～3.7，而二价氢氧化铁的沉淀范围是6.4～8.4，此时用氢氧化钠调整溶液的pH值至5左右，溶液中会生成Fe(OH)2，当向水中曝气时，溶液中的Fe(OH)2会进一步氧化成Fe(OH)3吸附多余铁离子同时生成的少量Fe(OH)3胶体具有很强的絮凝功能，可以吸附水中不溶污染物及残余重金属离子。三、阳离子交换树脂交换法铁碳微电解技术在废水预处理领域效果显著，但单一的铁碳微电解工艺在废水深度处理时效果欠佳。而离子交换膜具有选择性可同时插入多种不同膜系统，保证了处理废水的标准。由于从凝絮池中的废水仅含有少量重金属离子，因此交换效果更为明显且可延长膜的使用寿命，减少再生周期。对单一铜离子去除率可达95本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理铜冶废水中重金属的工艺，其特征在于，包括：(1)预处理：铜冶废水通过栅格网后加入油污清洗剂，并静置30min得到第一废液；(2)将所述第一废液送入调节池中，在所述调节池中加入铁屑，再加入氢氧化钠调节所述第一废液的pH值至3；(3)所述第一废液在所述调节池中静置10分钟，取第一上清液；(4)将所述第一上清液送入铁碳微电解装置中反应30min，获得第二废液；(5)将所述第二废液送入凝絮池，加入氢氧化钠调节pH值至4～4.5，缓慢曝气4小时，得到第三废液；(6)将所述第三废液放入沉淀池中静置1小时，加入氢氧化钠调节pH值至5，获得第二上清液；(7)将所述第二上清液导入至离子交换室，流速为5m/h，获得准达标水；(8)将所述准达标水用氢氧化钠调节pH值至7时，获得可回收利用或排放的达标水。

【技术特征摘要】
1.一种处理铜冶废水中重金属的工艺，其特征在于，包括：(1)预处理：铜冶废水通过栅格网后加入油污清洗剂，并静置30min得到第一废液；(2)将所述第一废液送入调节池中，在所述调节池中加入铁屑，再加入氢氧化钠调节所述第一废液的pH值至3；(3)所述第一废液在所述调节池中静置10分钟，取第一上清液；(4)将所述第一上清液送入铁碳微电解装置中反应30min，获得第二废液；(5)将所述第二废液送入凝絮池，加入氢氧化钠调节pH值至4～4.5，缓慢曝气4小时，得到第三废液；(6)将所述第三废液放入沉淀池中静置1小时，加入氢氧化钠调节pH值至5，获得第二上清液；(7)将所述第二上清液导入至离子交换室，流速为5m/h，获得准达标水；(8)将所述准达标水用氢氧化钠调节pH值至7时，获得可回收利用或排放的达标水。2.根据权利要求1所述的一种处理铜冶废水中重金属的工艺，其特征在于：步骤(1)中每...

【专利技术属性】
技术研发人员：金伟星，陈英，姜青峰，王少杰，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33