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CN104176884A - 一种含氰废水综合处理方法 - Google Patents

一种含氰废水综合处理方法 Download PDF

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刘强
李哲浩
吕春玲
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Abstract

本发明公开了一种含氰废水综合处理方法，该方法是由膜处理、酸化吹脱处理、混凝沉淀处理、臭氧氧化处理和生物活性炭处理五个主要处理步骤组成；含氰废水在处理时首先选用膜处理方法将含氰废水进行浓缩，清水返回生产工艺流程中，浓缩液采用酸化吹脱碱液回收方法回收废水中的氰化物，回收处理后的废水通过臭氧氧化法、混凝沉淀法和生物活性炭法去除废水中的残余的氰化物、COD、氨氮、重金属离子等污染物。本发明根据黄金矿山含氰废水中含污染物复杂、难处理的特征，将膜处理工艺、酸化吹脱回收工艺、混凝沉淀法、臭氧氧化法和生物活性炭处理技术结合在一起，协同对黄金矿山含氰废水进行深度处理，处理效果好、处理效率高，系统运行稳定，工艺流程简单，便于实现工业应用，处理后的废水可返回生产工艺流程作为再生水使用或达标排放。

Description

一种含氰废水综合处理方法
技术领域
本发明涉及环保领域污染物处理方法，特别涉及一种黄金矿山含氰废水综合处理方法。
背景技术
黄金矿山在生产过程中由于使用氰化提金工艺，会产生大量的含氰废水，这部分含氰废水不仅含有一定量的剧毒氰化物，而且还含有硫氰酸盐和铜、锌、铅之类的重金属离子，如果得不到有效的处理，将会产生重大的环保隐患。目前，国内外常用处理含氰废水的方法有酸化回收法、碱氯法、因科法、二氧化硫法等，采用酸化回收法虽然能够回收一定量的氰化物，但由于回收氰化物不彻底，废水中会残余一定量的氰化物，同时硫氰酸根和一些重金属离子都没有得到有效的去除。碱氯法处理后会残余大量的余氯，产生ClCN产物，造成二次污染问题，同时废水中的铜、锌、铅等重金属离子未能得到有效的治理。因科法和二氧化硫法虽然可使氰化物处理达标，但废水中的硫氰酸盐未能得到处理，此外，处理重金属过程中产生的废渣也较多，容易造成二次污染。因此，在对含氰废水处理方面还尚缺乏比较理想的方法，如能解决好这一问题，对发展我国黄金生产和环保发展将有重要的意义。
发明内容
本发明的目的就是针对现有处理方法存在的上述问题，而提供一种工艺流程简单、处理效果好、处理效率高、运行稳定的含氰废水处理方法。本发明根据黄金矿山含氰废水中含有氰化物、硫氰酸盐和重金属等多种污染物的特征，首先选用膜处理方法将含氰废水进行浓缩，清水返回工艺流程中，浓缩液采用酸化吹脱回收方法回收废水中的氰化物，回收处理后的废水通过臭氧氧化法、混凝沉淀法和生物活性炭法去除废水中的残余的氰化物、COD、氨氮、重金属离子等污染物。具体工艺步骤如下：
(1)含氰废水经格栅过滤后，送至砂滤处理系统，去除废水中的大颗粒固体污染物；
(2)砂滤处理后废水进入反渗透处理系统进行反渗透膜处理，处理后产出的清液返回黄金矿山生产工艺流程中，产出的浓缩液进行下一步处理；
(3)反渗透浓缩液加入硫酸调节pH至2～3之间，在废液温度30～40℃条件下，通入空气进行酸化吹脱处理，吹脱的气体用氢氧化钠溶液进行吸收，吸收液返回黄金矿山生产工艺流程中；
(4)酸化吹脱后的废液用碱液调节pH至8～10之间，通入臭氧进行氧化处理；
(5)氧化处理后的废液在搅拌状态下依次投加凝聚剂和絮凝剂进行混凝沉淀，混凝后废水进入沉淀池静置沉淀15min～120min；
(6)沉淀后的上清液进入生物活性炭处理系统，在活性炭填料、挂膜菌种和空气曝气的条件下，进行生物活性炭处理；
(7)处理完成后的废液返回生产工艺流程中或达标排放。
所述步骤(1)中，砂滤处理系统的滤料为石英砂、无烟煤、锰砂等，粒径为0.5mm～5mm。
所述步骤(2)中，反渗透处理系统为一级或多级反渗透处理装置，反渗透膜采用耐碱、抗污染的反渗透膜。
所述步骤(4)中，碱液为氢氧化钠溶液或石灰乳，臭氧通入量根据废液中的残余氰化物和COD含量的多少及处理要求而定，氰化物和COD含量高、处理指标要求严，臭氧的通入量相应增多，反之，氰化物和COD含量低、处理指标要求松，臭氧的通入量相应减少。
所述步骤(5)中，凝聚剂为聚合无机盐凝聚剂，絮凝剂为聚丙烯酰胺，凝聚剂和絮凝剂均配制成溶液状态进行投加。
所述步骤(6)中，生物活性炭处理系统为上流式或下流式反应池，池底设有布水装置和曝气装置，曝气装置上方为活性炭填料层，活性炭为椰壳炭或煤质炭，装炭量占反应器体积的1/5～4/5，挂膜菌种为亚硝化菌和硝化细菌，采集于尾矿库附近表层土壤中，菌种挂膜方式采取人工投加菌种挂膜或动态培养自然挂膜，气液比设定为1～15:1。
本发明的有益效果：
本发明根据黄金矿山含氰废水中含污染物复杂、难处理的特征，将膜处理工艺、酸化吹脱回收工艺、混凝沉淀法、臭氧氧化法和生物活性炭处理技术结合在一起，协同对黄金矿山含氰废水进行深度处理，处理效果好、处理效率高，系统运行稳定，工艺流程简单，便于实现工业应用，处理后的废水可返回生产工艺流程作为再生水使用或达标排放。
具体实施方式
本发明包括以下步骤：
(1)含氰废水经格栅过滤后，送至砂滤处理系统，去除废水中的大颗粒固体污染物；
(2)砂滤处理后废水进入反渗透处理系统进行反渗透膜处理，处理后产出的清液返回黄金矿山生产工艺流程中，产出的浓缩液进行下一步处理；
(3)反渗透浓缩液加入硫酸调节pH至2～3之间，在废液温度30～40℃条件下，通入空气进行酸化吹脱处理，吹脱的气体用氢氧化钠溶液进行吸收，吸收液返回黄金矿山生产工艺流程中；
(4)酸化吹脱后的废液用碱液调节pH至8～10之间，通入臭氧进行氧化处理；
(5)氧化处理后的废液在搅拌状态下依次投加凝聚剂和絮凝剂进行混凝沉淀，混凝后废水进入沉淀池静置沉淀15min～120min；
(6)沉淀后的上清液进入生物活性炭处理系统，在活性炭填料、挂膜菌种和空气曝气的条件下，进行生物活性炭处理；
(7)处理完成后的废液返回生产工艺流程中或达标排放。
所述步骤(1)中，砂滤处理系统的滤料为石英砂、无烟煤、锰砂等，粒径为0.5mm～5mm。
所述步骤(2)中，反渗透处理系统为一级或多级反渗透处理装置，反渗透膜采用耐碱、抗污染的反渗透膜。
所述步骤(4)中，碱液为氢氧化钠溶液或石灰乳，臭氧通入量根据废液中的残余氰化物和COD含量的多少及处理要求而定，氰化物和COD含量高、处理指标要求严，臭氧的通入量相应增多，反之，氰化物和COD含量低、处理指标要求松，臭氧的通入量相应减少。
所述步骤(5)中，凝聚剂为聚合无机盐凝聚剂，絮凝剂为聚丙烯酰胺，凝聚剂和絮凝剂均配制成溶液状态进行投加。
所述步骤(6)中，生物活性炭处理系统为上流式或下流式反应池，池底设有布水装置和曝气装置，曝气装置上方为活性炭填料层，活性炭为椰壳炭或煤质炭，装炭量占反应器体积的1/5～4/5，挂膜菌种为亚硝化菌和硝化细菌，采集于尾矿库附近表层土壤中，菌种挂膜方式采取人工投加菌种挂膜或动态培养自然挂膜，气液比设定为1～15:1。
具体实例1：
某黄金矿山含氰废水，pH为9.8，CNT为627.38mg/L，SCN—为69.36mg/L，Cu2+为136.47mg/L，COD为207.46mg/L，NH3-N为48.95mg/L，此外还含有微量的其它重金属离子。取5L废水用蠕动泵泵入到石英砂过滤柱中，石英砂粒径为1～2mm，过滤后的废水通入到平板反渗透膜试验装置中，经反渗透处理后产生的浓缩液置于吹脱槽中，吹脱槽为一不锈钢密封装置，外部设有进液管、出液管、加药管、出气管、pH计、温度计和压力表，出气管连接吸收装置，吸收装置内盛有30％的氢氧化钠溶液，吹脱槽内部槽底设有空气曝气器，将吹脱槽置于水浴锅内恒温加热至30℃，加入浓硫酸，调节废液pH至2～3之间，开启曝气装置，吹脱20min，吹脱后的废液置于臭氧氧化装置中，臭氧氧化装置内部底部设有陶瓷微孔曝气器，用氢氧化钠溶液调节pH至9.5，开启臭氧曝气系统，通入臭氧反应20min，臭氧通入量为480mg，反应结束后停止通入臭氧，将废水移入搅拌槽中，开启搅拌，在搅拌线速度为0.8m/s条件下投加10g/L的聚合氯化铝溶液15mL搅拌5min，然后投加0.5‰阴离子聚丙烯酰胺溶液5mL，继续搅拌2min后调节搅拌线速度0.1m/s搅拌5min，停止搅拌，静置15min，将上清液移入到生物活性炭反应器中进行处理，生物活性炭反应器为上流式生物反应器，活性炭采用柱状煤质炭，填装量为2kg，空气采用钛合金滤芯微孔曝气，置于反应器底部，气液比设定为5:1，菌种采用人工投加挂膜，反应停留时间为60min。废水经过系统处理后的出水经化验分析pH在8～9之间，CNT＜0.1mg/L，SCN—＜0.5mg/L，Cu2+＜0.5mg/L，COD＜20mg/L，NH3-N＜1.0mg/L，第一类污染物均在最高允许排放浓度限值之内，处理后水质可达到回用或排放标准。
具体实例2：
某黄金矿山含氰废水，pH为9.2，CNT为445.23mg/L，SCN—为16.69mg/L，Cu2+为48.55mg/L，Pb2+为8.75mg/L，COD为119.65mg/L，NH3-N为23.41mg/L，此外还含有微量的其它重金属离子。取5L废水用蠕动泵泵入到石英砂过滤柱中，石英砂粒径为1～2mm，过滤后的废水通入到平板反渗透膜试验装置中，经反渗透处理后产生的浓缩液置于吹脱槽中，吹脱槽为一不锈钢密封装置，外部设有进液管、出液管、加药管、出气管、pH计、温度计和压力表，出气管连接吸收装置，吸收装置内盛有30％的氢氧化钠溶液，吹脱槽内部槽底设有空气曝气器，将吹脱槽置于水浴锅内恒温加热至30℃，加入浓硫酸，调节废液pH至2～3之间，开启曝气装置，吹脱20min，吹脱后的废液置于臭氧氧化装置中，臭氧氧化装置内部底部设有陶瓷微孔曝气器，用氢氧化钠溶液调节pH至9.5，开启臭氧曝气系统，通入臭氧反应20min，臭氧通入量为320mg，反应结束后停止通入臭氧，将废水移入搅拌槽中，开启搅拌，在搅拌线速度为0.8m/s条件下投加10g/L的聚合氯化铝溶液10mL搅拌5min，然后投加0.5‰阴离子聚丙烯酰胺溶液4mL，继续搅拌2min后调节搅拌线速度0.1m/s搅拌5min，停止搅拌，静置15min，将上清液移入到生物活性炭反应器中进行处理，生物活性炭反应器为上流式生物反应器，活性炭采用柱状煤质炭，填装量为2kg，空气采用钛合金滤芯微孔曝气，置于反应器底部，气液比设定为5:1，菌种采用人工投加挂膜，反应停留时间为60min。废水经过系统处理后的出水经化验分析pH在8～9之间，CNT＜0.1mg/L，SCN—＜0.5mg/L，Cu2+＜0.5mg/L，COD＜20mg/L，NH3-N＜1.0mg/L，第一类污染物均在最高允许排放浓度限值之内，处理后水质可达到回用或排放标准。

Claims (8)

1.一种含氰废水综合处理方法，该方法的步骤如下：
(1)含氰废水经格栅过滤后，送至砂滤处理系统，去除废水中的大颗粒固体污染物；
(2)砂滤处理后废水进入反渗透处理系统进行反渗透膜处理，处理后产出的清液返回黄金矿山生产工艺流程中，产出的浓缩液进行下一步处理；
(3)反渗透浓缩液加入硫酸调节pH至2～3之间，在废液温度30～40℃条件下，通入空气进行酸化吹脱处理，吹脱的气体用氢氧化钠溶液进行吸收，吸收液返回黄金矿山生产工艺流程中；
(4)酸化吹脱后的废液用碱液调节pH至8～10之间，通入臭氧进行氧化处理；
(5)氧化处理后的废液在搅拌状态下依次投加凝聚剂和絮凝剂进行混凝沉淀，混凝后废水进入沉淀池静置沉淀15min～120min；
(6)沉淀后的上清液进入生物活性炭处理系统，在活性炭填料、挂膜菌种和空气曝气的条件下，进行生物活性炭处理；
(7)处理完成后的废液返回生产工艺流程中或达标排放。
2.根据权利要求1所述的一种含氰废水综合处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中，砂滤处理系统的滤料为石英砂、无烟煤或锰砂，其粒径为0.5mm～5mm。
3.根据权利要求1所述的一种含氰废水综合处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中，反渗透处理系统为一级或多级反渗透处理装置，反渗透膜采用耐碱、抗污染的反渗透膜。
4.根据权利要求1所述的一种含氰废水综合处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中，碱液为氢氧化钠溶液或石灰乳。
5.根据权利要求1所述的一种含氰废水综合处理方法，其特征在于：所述步骤(5)中，凝聚剂为聚合无机盐凝聚剂，絮凝剂为聚丙烯酰胺，凝聚剂和絮凝剂均配制成溶液状态进行投加。
6.根据权利要求1所述的一种含氰废水综合处理方法，其特征在于：所述步骤(6)中，生物活性炭处理系统为上流式或下流式反应池，池底设有布水装置和曝气装置，曝气装置上方为活性炭填料层，活性炭为椰壳炭或煤质炭，装炭量占反应器体积的1/5～4/5。
7.根据权利要求1所述的一种含氰废水综合处理方法，其特征在于：所述步骤(6)中，挂膜菌种为亚硝化菌和硝化细菌，采集于尾矿库附近表层土壤中，菌种挂膜方式采取人工投加菌种挂膜或动态培养自然挂膜。
8.根据权利要求1所述的一种含氰废水综合处理方法，其特征在于：所述步骤(6)中，生物活性炭处理系统气液比设定为1～15:1。
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