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1、 铟回收废水处理技术方案铟回收生产废水处理（初步）技术方案新乡市绿丰环保工程有限公司2014年4月第一章 工程设计基本条件1 待处理废水水量、水质根据业主提供的资料及水样检测数据，确定本工程的设计处理水量及水质如下。 1.1废水水量 根据生产工艺、业主提供的资料及要求，确定本工程待处理废水水量为200m3/d。1.2废水水质根据业主提供的资料及实际水样检测数据，确定本工程待处理废水主要污染物指标如表1。表1 废水主要污染物指标 单位：mg/l主要污染物名称指标数值Pb（mg/l）3.5As（mg/l）2260Cd（mg/l）3502 执行标准 废水经本工程处理后，外排水质应满足国家环保部颁布的
2、铅锌工业污染物排放标准（GB25466-2010）表2中规定的排放标准，具体水质指标见表2（见下页）。表2 废水处理工程排放指标 单位mg/l指标名称指标数值Pb（mg/l）0.5As（mg/l）0.3Cd（mg/l）0.05第二章 重金属废水治理技术简介1 重金属废水的特点重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水。重金属（如含镉、镍、汞、锌等）废水是对一环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。重金属废水一般有机质含量低，重金属含量高，不宜采用生物方法处理，废水中的重金属是各种常用方法不能分解破坏的，而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理和化学
3、形态。重金属进入水体后，在食物链上具有放大作用，可在人体的某些器官积蓄起来造成慢性中毒，危害人体健康。重金属对健康的影响通常表现为对神经系统的长期损害，以及对消化系统、泌尿系统的细胞、脏器、皮肤及骨骼的破坏。水体重金属污染已经成为我国和世界上最严重的环境问题之一，对重金属废水的治理越来越受到业界的高度重视。2 重金属废水处理技术现状不同于有机物可以被分解破坏，重金属只能转移其存在位置和改变它们的物理和化学状态。目前常用的重金属废水处理方法主要包括化学沉淀法、还原法、吸附法、膜分离法、混凝法、离子交换法、电化学法等。2.1化学沉淀法(1) 氢氧化物沉淀法氢氧化物沉淀法是通过调节pH值使重金属离子
4、生成难溶的氢氧化物而沉淀分离，具有操作简单、价格低廉、pH值易于控制等特点，是重金属废水处理中最常应用的方法。氢氧化物沉淀法虽然得到了广泛的应用，但是在操作时还需要注意以下几个方面：中和沉淀后，废水中若pH值高，需要中和处理后才可排放；废水中常常有多种重金属共存，当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时，pH值偏高，可能有再溶解倾向，因此要严格控制pH值，实行分段沉淀；废水中有些阴离子如：卤素、氰根等有可能与重金属形成络合物，因此要在中和之前需经过预处理；有些颗粒小，不易沉淀，则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。(2) 硫化物沉淀法硫化物沉淀法是用硫化物去除废水中溶解性重金属离子的一种有效方法。
5、与氢氧化物沉淀法相比，硫化物沉淀法可以在相对低的pH值条件下（7-9之间）使金属高度分离，处理后的废水一般不用中和，形成的金属硫化物具有易于脱水和稳定等特点。硫化物沉淀法也存在着一些缺点，硫化物沉淀剂在酸性条件下易生成硫化氢气体，产生二次污染，另外硫化物沉淀物颗粒较小，易形成胶体，会对沉淀和过滤造成一定的不利影响。(3) 铁氧体法铁氧体法处理重金属废水就是向废水中投加铁盐，通过控制pH值、氧化、加热等条件，使废水中的重金属离子与铁盐生成稳定的铁氧体共沉淀物，然后采用固液分离的手段，达到去除重金属离子的目的。该法是日本NEC公司首先提出的，用于处理重金属废水及实验室污水的处理，得到较好的效果。铁
6、氧体共沉淀可一次去除废水中多种重金属离子，形成的沉淀颗粒大，容易分离，颗粒不返溶，不会产生二次污染，而且形成的是一种优良的半导体材料。但是这种方法在操作中需要加热到70C左右或更高，并且在空气中慢慢氧化，操作时间长，消耗能量多。(4) 化学沉淀法与其他方法的混合应用化学沉淀法常常与其他水处理方法相结合，互相取长补短，构成新工艺，使重金属废水处理更加完善。铁氧体法也被用来和电解法、离子交换法、活性炭吸附法、过滤吸附法、磁流体法等方法相结合来处理特定的污水。2.2还原法还原法是利用还原剂和含重金属离子废水接触反应，将重金属离子由高价还原至低价的一种废水处理方法。国内外使用的还原剂包括：二氧化硫、亚
7、硫酸氢钠、硫酸亚铁、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、铁屑、硼氢化钠、连二亚硫酸钠等。目前还原法一般用作废水处理的预处理方法使用。2.3吸附法(1) 物理化学吸附法物理化学吸附法主要是通过吸附材料的高比表面积的蓬松结构或者特殊官能基团对水中重金属离子进行物理吸附或者化学吸附的一种方法。该方法用到的吸附剂包括活性炭、膨润土、沸石、壳聚糖，以及廉价吸附剂工农业废弃物等。活性炭装备简单，吸附能力强，去除效率高，在废水治理中应用广泛，但活性炭再生效率低，处理水质很难达到回用要求，一般用于电镀废水的预处理；膨润土是以蒙脱石为主要矿物的粘土岩，有巨大的表面积，因而具有巨大的吸附能力。研究发现，沸石可以处理含Cr、Cd
8、、Pb、Ni、Zn、Cu等重金属离子的废水；壳聚糖分子中含有很多氨基和羟基，可与大多数过渡金属离子形成稳定的螯合物，对Mn2+、Cu2+、Pb2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+和Ag+等金属离子都有很强的去除能力；工农业废弃物粉煤灰、工业污泥、米糠、稻壳、麸皮、花生壳等均可有效地去除。(2) 生物吸附法生物吸附法利用生物体的化学结构或成分特性来吸附水中的重金属离子。生物吸附剂主要包括菌体、藻类及一些细胞提取物。与其他方法相比，生物吸附法具有以下优点：处理效率高，运行费用低；pH值和温度适应范围宽；易解吸，可回收重金属；来源丰富价格便宜。2.4 混凝法混凝作用的基本原理是通过向水中投加各种无机或
9、有机絮凝剂，使分散的胶体颗粒与溶解态的混凝剂之间产生固相与液相之间的化学吸附、电中和脱稳以及粘结架桥的作用，经过脱稳颗粒间的碰撞结合，形成较大的絮凝体颗粒而迅速沉降，从而达到加速混浊水澄清的目的。混凝是废水处理中最常用的方法，主要用来去除废水中的疏水性胶体和悬浮颗粒物，一般不能单独用来去除废水中的重金属，因此常与其他方法相结合以达到去除废水中重金属的目的。2.5 离子交换法离子交换法是利用重金属离子与离子交换树脂发生离子交换，使废水中重金属浓度降低，从而使废水得以净化的方法。离子交换法的优点是选择性高，可以去除用其他方法难于分离的金属离子，可以从含多种金属离子的废水中选择性地回收贵重金属；另外
10、它既可以去除废水中的金属阳离子，也可以去除阴离子，可以使废水净化到较高的纯度。离子交换法的缺点是离子交换树脂的价格较高，树脂再生时需要酸、碱或食盐等，运行费用较高，再生液需要进一步处理。因此，离子交换法在较大规模的废水处理工程中较少采用。2.6 电化学法电化学法利用电解的基本原理，使废水中重金属离子通过电解在阴阳两级上分别发生氧化还原反应使重金属富集，是近几年发展起来的颇具竞争力的重金属废水处理方法，主要包括电凝聚法、磁电解法、电还原法、内电解法等。电化学法具有无需添加任何氧化剂、絮凝剂等化学药品，不会或很少产生二次污染，设备体积小、占地少、操作灵活简单等优点，但也存在着能耗大、成本高、析氧和
11、析氢等副反应多的不足。2.7 重金属捕集剂重金属捕集剂是一类高分子鳌合剂，通常含有O、N、P、S等配位原子，如经肪酸类重金属捕集剂主要是以O为配位原子,磷酸类重金属捕集剂主要以P为配位原子。重金属捕集剂能结合废水中的重金属离子形成不溶于水的稳定的沉淀物质，对低浓度离子态重金属废水具有良好的处理效果。捕集剂沉淀法具有厂谱高效、pH适用范围广、污泥溶出率低等优点，可以弥补碱性沉淀法的缺陷和不足，已在重金属废水达标处理中得到了广泛的应用。二硫代氨基甲酸盐(DTC)及其衍生物作为重金属捕集剂的研究始于20世纪中叶。美国在20世纪八十年代申请了一系列合成DTC类重金属捕集剂的专利。我国对DTC类重金属捕
12、集剂的研究始于20世纪末期，起步较晚。DTC类重金属捕集剂分子结构中二硫代梭基的硫原子半径较大、且呈负电性，易极化变形而产生负电场，使其能够捕捉金属阳离子并趋向成键而生成难溶性氨基二硫代甲酸盐沉淀，且形成的沉淀物化学性质稳定，金属溶出率低，二次污染风险小。DTC类重金属捕集剂通常由伯胺或仲胺在碱性环境中与二硫化碳反应制成，其化学反应本质是二硫化碳取代胺类物质分子结构中所含氨基上的氢原子。由于DTC类重金属捕集剂合成过程简单，反应条件温和，重金属捕集去除效率高，因此成为目前工程应用最多的一类重金属捕集剂。第三章 工艺选择废水处理工艺的选择直接关系到处理后出水的各项水质指标能否稳定可靠地达到排放标
13、准的要求、建设投资和运行成本是否节省、运行管理和维护是否方便，以及占地指标是否较低，因此，废水处理工艺的选定是建设废水处理站成功与否的关键。1 工艺选择原则1.1先进性原则 遵循技术先进、工艺成熟、质量可靠的原则，采用国内成熟先进的工艺技术及配套设备，在设计中吸取国内外先进的处理工艺和施工技术，使工程整体水平达到国内先进水平。1.2经济效益最大化原则 要充分发挥投资效益，在能达到同样效果的情况下，必须选择最为经济的工艺技术方案。充分考虑当地的管理水平和投产后的常年运行费用，在选择工艺方案时，要选择运行费用低的方案。1.3管理简便原则 合理处理人工操作和自动控制的关系，对不便人工操作，且人工成本
14、较高的工艺单元，采用自动化控制技术，提高系统运行管理水平。1.4环境和社会效益最大化原则 废水处理工程在设计和实施过程中遵守国家及地方有关法律和产业政策，保证工程符合地方环境、经济和社会发展规划，注重工程外观设计和绿化美化，使工程区与厂区总体环境协调统一。工程建成后可改善企业自身和周边环境，并发挥示范作用，带动地方经济和社会发展。2 工艺选择根据实际水样，本工程待处理废水重金属含量高，酸度高。根据本工程待处理废水的水质特点，砷含量高应首先进行脱砷处理，高含量的重金属可采用以重金属捕集剂为主的化学沉淀法去除。对于高酸度废水的pH调节，直接采用烧碱费用太高，而用石灰石中和则费用较低，因此采用石灰石
15、中和与烧碱调节相结合的二级pH调节法比较适宜。根据以上分析，对于本工程待处理废水拟采用“脱砷处理+石灰石pH调节+重金属捕集沉淀+砂滤”的多级联合作为本工程的废水处理工艺。整个处理包括脱砷处理系统、石灰石pH调节沉淀系统、重金属捕集系统、砂滤系统以及污泥处理系统。第四章 废水处理工艺设计1 废水处理工艺流程本工程采用“脱砷处理+石灰石调pH+重金属捕集+过滤”的综合处理工艺，具体工艺流程如图1。废水集水调节池脱砷剂泵脱砷反应池池污泥浓缩污泥脱水泥饼外运一沉池二沉池泵石灰石中和塔脱气沉淀池碱液重金属捕集剂PAM硫酸中间水池泵过滤器达标排放图1 废水处理工艺流程liuch流程生产废水由管道或沟渠输送进入污水处理站，首先在集水调节池进行储存调节。废水在集水调节池经均匀调节水量水质后由泵提升进入脱砷反应池，废水与脱砷剂反应后在一沉池沉淀。一沉池上清液由泵送入石灰石中和塔调节pH值，然后进行脱气
