一种改进型的含重金属酸性废水的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于污水处理利用技术领域，具体涉及一种含重金属酸性废水的处理工 艺，使其处理后的酸性重金属废水达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996)排放标准，特 别适用于矿山排土场酸性重金属废水治理的应用。
【背景技术】
[0002] 矿山开采过程中产生的重金属污染和危害由于其持久性己越来越受到全社会的 关注和重视。而排土场重金属淋出是矿山重金属的污染的主要方式。排土场堆存过程中， 由于矿体往往伴生着多种重金属和硫化矿物，在开采过程中，这些矿物在空气、水和细菌的 共同作用下，形成硫酸~硫酸高铁溶液，并溶出矿石中的多种金属离子，因而产生含铜、铅、 锌、镉、砷等的重金属废水。其有以下特点：（1)呈酸性，并含有多种重金属离子；（2)水量 与水质波动大。
[0003] 目前，酸性重金属废水的处理方法大部分采用中和法，通过投加中和药剂控制pH 来对重金属离子进行沉降去除。常用的工艺为低浓度底泥回流工艺（LDS)，此工艺对中和药 剂的消耗量大，最终产生的污泥量较多，且对pH的控制及重金属的去除效果容易受条件限 制导致最终处理效果波动性较大。近年引进国外的HDS工艺在国内兴起，大部分处于研究 阶段，部分工程实例为混凝土组合，各处理单元间衔接及底泥的回流浓度尚不成熟。
[0004] 为了解决酸性重金属废水处理的技术难题，中国专利申请201010153695. 9公开 了一种含重金属偏酸性废水的处理方法及其处理系统，包括以下步骤：先将炭粉、铁肩混 合，再添加经改性的沸石，置于内电解池中，将经过预处理后废水输送到该内电解池中， 曝气条件下反应10~30min;使出水直接进入电化学反应池，池中极板的间距为0.6~ 1.4cm,反应5s~5min;出水进行沉淀、固液分离即可。该处理系统包括依次相连接的调节 池、内电解池、电化学反应池、沉淀池和过滤池；内电解池中设有反应床，反应床中充填沸 石、炭粉和铁肩组成的滤料；电化学反应池中装设有电化学反应器，过滤池中装设有表面 膜过滤器。该发明处理方法处理效果好，但处理工艺复杂，处理成本较高。
[0005] 为了解决LDS工艺中和药剂消耗大、底泥多的缺点及目前HDS工艺中底泥回流比 及剩余底泥含水率高的问题，本工艺对原有工艺进行深入研究及多次现场试验，成功研发 高浓度底泥回流的处理工艺对酸性重金属废水进行有效治理。
[0006] 高浓度底泥回流的处理工艺通过精确控制混合时间及回流比，高效利用中和药 剂，同时重复多次地对底泥进行回流，大大降低底泥的产量和其含水率。同时通过在线检测 及自控设备对废水的pH及配套附属设备的控制来精确控制废水的流程，最大限度地降低 废水处理过程中的冲击和波动，达到高效、稳定处理酸性重金属废水的目的。
【发明内容】
[0007]本发明的目的就是针对现有技术中存在的上述问题，而提供一种能够显著减少药 剂使用量、降低废水处理成本、处理效率高的改进型的含重金属酸性废水的处理方法，为含 重金属酸性废水的达标处理开辟一条新的途径。
[0008]为实现本发明的上述目的，本发明一种改进型的含重金属酸性废水的处理方法采 用采用的工艺、步骤、技术参数为： (1)鼓风曝气：将矿山含重金属酸性废水在曝气池中鼓风曝气氧化处理，曝气时间 30~50min;曝气系统采用陶瓷制微孔曝气头，气泡微小、曝气均匀，可提高氧气利用率及水 处理效率，同时曝气吹氧可去除硫化物、改善厌氧环境。
[0009] (2)pH调节：经曝气氧化后的废水给入中和池中，用计量栗投加入配置好的碱性 药剂 石灰乳液进彳丁pH调节、中和处理，调节、控制pH值在8.0~8. 5之间，以8.0-8. 5之 间为佳。此时重金属将与氢氧化根形成沉淀物及其他难容络合物。
[0010] 采用的石灰乳液用石灰搅拌罐将石灰搅拌均匀，重量浓度控制在10%左右，以 8%~15%范围为佳。
[0011] (3)絮凝处理：将pH调节后的废水给入絮凝池中加入絮凝剂进行絮凝处理，絮凝 剂量8~12mg/L，水力停留时间为25min~40min; (4)静置沉淀：经过pH调节、中和处理及絮凝处理的废水给入沉淀池中静置沉淀；经过 沉淀池中静置沉淀的底泥大部分同步返回到中水池、絮凝池中，剩余部分采用刮泥机刮至 泥斗内排出；底泥回流的浆料返流比8~10:1，底泥的重量浓度控制在25%~30%范围，控 制废水中S042含量多25g/L，整个工艺流程不存在结钙现象。在生产中能有效延长自动化 仪器仪表寿命和准确率，保证管路输送能力和生产正常运行，提高处理效率。
[0012](5)物化吸附处理：静置沉淀若干时间待废水待废水澄清后，上清液进入物理吸附 装置一一活性炭过滤系统，对其中剩余的重金属进行深度处理，获得符合环保或者农用要 求的清水。深度处理水中重金属及有机物浓度，活性炭过滤系统吸附率保持在80%~85%。
[0013]上述返回到中和池中的底泥与返回到絮凝池中的底泥的质量比在控制在（0.8~ 1. 2) :1 范围。
[0014]处理后的酸性重金属废水可达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996)二级标准。
[0015]本发明一种改进型的含重金属酸性废水的处理方法的原理为：由于矿山含酸性物 质、重金属废水中的硫化物较多，当有大量硫化物存在的条件下，大部分重金属元素在水中 与硫化物形成硫化沉淀，但该沉淀易产生水解现象，使得溢流水中重金属元素和硫化物超 标；而当水中硫化物含量低的条件下，重金属元素与石灰中的氢氧化根形成络合沉淀，在水 中非常稳定很难水解，溶解度小于硫化沉淀。
[0016]因此，若想将水中重金属元素沉淀，最大限度降低其水解现象，必须先除去溢流水 中的硫化物，在投加石灰使其产生极难溶于水的氢氧化沉淀物及其难溶络合物。
[0017]本发明一种改进型的含重金属酸性废水的处理方法采用以上工艺方案后，具有以 下优点： (1) 大大减少中和药剂和絮凝剂的消耗量，与常规的"鼓风曝