申请日2013.06.04
公开(公告)日2014.07.16
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明公开了一种含氰、硫氰、重金属废水处理方法，该方法将因科法及臭氧法有机结合起来，避免了两种方法存在的缺点，继承了两种方法的优点。本发明通过反应药剂配制、因科法处理、臭氧氧化处理和固液分离四个步骤处理黄金工业尾矿库含氰废水，对氰化物、COD、As、重金属处理效果良好，处理成本低，抗冲击负荷能力强，且不会造成二次污染。因此采用本发明的方法处理尾矿库含氰废水具有良好的环境和社会效益。
权利要求书
1.一种含氰、硫氰、重金属废水处理方法，该方法将因科法及臭氧法有机结合起来对黄金工业尾矿库含氰废水中氰化物、硫氰酸盐、重金属污染物进行深度处理;该方法的步骤如下：
(1)、反应药剂配制：采用含有氢氧化钠或生石灰或碳酸氢钠液体作为pH值调节剂，需根据废水原有pH值及反应所需pH值确定所需添加的pH值调节剂量;因科法所需能提供二氧化硫的药剂包括气体、液体二氧化硫及含二氧化硫的药剂或者说能释放出SO2或SO32-的固体药剂;固液分离过程中必要时需添加含有絮凝剂及凝聚剂的液体提高固液分离效果，药剂添加量需根据絮凝剂及凝聚剂种类及固液分离效果确定所需添加的絮凝剂及凝聚剂量;
(2)因科法处理：废水经调节pH后进入到因科法反应器，含臭氧尾气、焦亚硫酸钠与废水在因科法反应器中充分接触发生氧化还原反应，将废水中氰化物破坏分解，该步骤处理掉大部分的氰化物;处理后废气直接达标排放;
(3)臭氧氧化处理：经因科法处理后的废水进入到臭氧氧化反应器，在氧化反应器中与臭氧充分接触，氰化物浓度进一步降低，同时硫氰化物及其他还原性物质被破坏分解;重金属以沉淀物形式沉淀下来;臭氧氧化产生的尾气通入到因科法反应器提供因科法反应所需氧气;
(4)固液分离：氧化处理产生的沉淀物进行固液分离从处理液中分离出来，可回收有价值的金属物质;固液分离方法采用沉淀池沉淀、过滤及絮凝沉淀方法或几种方法的联合;步骤(2)和(3)也可在同一反应器中进行，臭氧气体直接和焦亚硫酸钠及废水接触反应，尾气达标排放。
2.根据权利要求1所述一种含氰、硫氰、重金属废水 处理方法，其特征在于：所述的因科法及臭氧氧化反应器内设有布水装置及布气装置;布水装置具有穿孔管和喷头;所述的布气装置具有曝气头、曝气管及穿孔管布气。
3.根据权利要求1所述一种含氰、硫氰、重金属废水处理方法，其特征在于：所述的因科法及臭氧氧化法反应的pH在7～11之间，要保证氰化物不会以氰化氢的形式溢出，同时保证氧化还原反应正常进行。
4.根据权利要求1所述一种含氰、硫氰、重金属废水处理方法，其特征在于：所述的废水在因科法及臭氧氧化反应器中水力停留时间大于或等于0.5h。
5.根据权利要求1所述一种含氰、硫氰、重金属废水处理方法，其特征在于：所述的臭氧的产生包括采用空气作为原料及以液氧作为原料间隙放电产生臭氧。
6.根据权利要求1所述一种含氰、硫氰、重金属废水处理方法，其特征在于：所述的固液分离方法采用沉淀池沉淀、过滤及絮凝沉淀方法或几种方法的联合;固液分离后产生的沉淀物可回收金属资源。
说明书
一种含氰、硫氰、重金属废水处理方法
技术领域
本发明属于矿山环境保护与综合治理技术领域，主要针对含氰化物、硫氰化物、重金属、砷等污染物的含氰废水。该工艺方法将因科法及臭氧法有机结合起来，避免了两种方法存在的缺点，继承了两种方法的优点。通过本方法处理的黄金工业尾矿库含氰废水，氰化物、COD、As、重金属处理效果良好，处理成本低，抗冲击负荷能力强，且不会造成二次污染。
背景技术
黄金工业及其他工业产生的氰化废水及尾矿浆中含有多种有害污染物质，其中氰化物、硫氰化物(COD的一种)、重金属、砷是主要常见的污染物种类。另外，黄金矿山经压滤后干尾矿在尾矿库堆存过程中遇雨水淋溶仍然会释放出氰化物、硫氰酸盐、砷、重金属，造成尾矿库外排液中氰化物、硫氰酸盐、砷、重金属超标，使尾矿库存在安全隐患，在雨季这种安全隐患尤其严重。目前，国内外氰化废水处理技术主要有自然降解法、碱氯法、因科法、臭氧氧化法等。自然降解法、碱氯法、因科法主要以破坏氰化物、硫氰化物为主，不能回收其中的有用物质。自然降解法、因科法对硫氰酸盐的处理效果很差，不能使处理后废水达到COD国家排放标准，同时对砷和重金属的去除效果较差。臭氧法虽然能能回收其中的有用物质且对以上污染物有较好的处理效果，但是其基建成本及运行成本较高、臭氧利用率较低，对高浓度含氰、硫氰酸盐尾矿浆难以工业应用。另外，国内外还有多种方法可以对含氰、硫氰酸盐、重金属、砷尾废水进行处理。随着我国环保要求的逐步提高，黄金工业迫切需要一种同时对氰化物、硫氰酸盐、砷、重金属处理效果好，不会造成二次污染且处理成本低含氰废水处理工艺来满足日益严格的环境保护要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种含氰、硫氰、重金属废水处理方法，该工艺方法将因科法及臭氧法有机结合起来，避免了两种方法存在的缺点，继承了两种方法的优点。臭氧法处理废水只是利用了臭氧对废水中的氰化物、硫氰化物及其他还原性物质进行处理，而作为产生臭氧的原料及主要载体的氧气(空气)，未经利用而浪费排放掉。而因科法处理氰化物需加入空气或氧气作为处理药剂。因科法对氰化物有很好的处理效果，但对硫氰化物及其他种类还原性物质处理效果很差，而臭氧法在碱性条件下优先和硫氰化物反应，同时对砷和其他重金属处理效果较好。两种方法结合起来即可将臭氧法中氧气综合利用，降低处理成本，而且对氰化物、硫氰化物、砷、重金属均有良好的处理效果。同时因为有臭氧存在，在强氧化性条件下，可避免因科法处理废水，二氧化硫气体排出造成二次污染的缺点。该方法创新点一是通过该方法处理含氰废水对氰化物、硫氰酸盐、砷、重金属均有较好的处理效果，避免了传统因科法对硫氰酸盐、砷及重金属处理效果差的确定;二是对氧气进行了综合利用，采用因科法处理氰化物，而臭氧处理其他还原性物质，降低了所需的臭氧量，从而相比臭氧氧化法处理成本大大降低;三是臭氧有效利用率较高，经臭氧氧化法处理废水产生的臭氧尾气作为因科法所需药剂再次利用，尾气中臭氧和废水中污染物进一步反应提高氰化物及COD的处理效果;同时尾气中臭氧可达到排放标准要求。四是该工艺方法对污染物处理效果稳定，处理污染物浓度浓度范围大。臭氧法处理废水，臭氧发生设备产生臭氧量是定值，在臭氧设备选定后，对于某种类型废水，处理氰化物的量有最大量限制，而该工艺可通过因科法处理氰化物，只有多添加药剂就可提高氰化物处理量。故水质波动大时，仍可取得良好的处理效果。五是因为有臭氧存在，在强氧化性条件下，可避免因科法处理废水，二氧化硫气体排出造成二次污染的缺点。通过本方法处理的黄金工业尾矿库含氰废水，氰化物、COD、As、重金属处理效果良好，处理成本低，抗冲击负荷能力强，且不会造成二次污染。因此采用本发明的方法处理尾矿库含氰废水具有良好的环境和社会效益。
本发明是由四个步骤组成：
步骤一、反应药剂配制：采用含有氢氧化钠或生石灰或碳酸氢钠液体作为pH值调节剂，需根据废水原有pH值及反应所需pH值确定所需添加的pH值调节剂量，pH调节剂包括氢氧化钠、生石灰、碳酸钠、碳酸氢钠及硫酸;因科法所需能提供二氧化硫的药剂包括气体、液体二氧化硫及含二氧化硫的药剂或者说能释放出SO2或SO32-的固体药剂，其中包括亚硫酸盐，焦亚硫酸盐等。固液分离过程中必要时需添加含有絮凝剂及凝聚剂的液体提高固液分离效果，药剂添加量需根据絮凝剂及凝聚剂种类及固液分离效果确定所需添加的絮凝剂及凝聚剂量，固液分离中添加的混凝剂包括无机类铁系、铝系混凝剂及有机类混凝剂。
步骤二、因科法处理：废水经调节pH后进入到因科法反应器，含臭氧尾气、焦亚硫酸钠(或其他提供二氧化硫物质)与废水在因科法反应器中充分接触发生氧化还原反应，将废水中氰化物、破坏分解，该步骤处理掉大部分的氰化物。处理后废气可直接达标排放。因科法反应器材质为能耐腐蚀的材质如316、304不锈钢、环氧树脂、聚四氟乙烯。为保证气液接触充分，因科法反应器内要有布水装置及布气装置。布水装置包括穿孔管、喷头等布水装置。布气装置包括曝气头、曝气管及穿孔管布气。因科法反应pH在7～11，保证氰化物不会以氰化氢的形式溢出，同时保证氧化还原反应正常进行。废水在因科法应器中水力停留时间大于等于0.5h。
步骤三、臭氧氧化处理：经因科法处理后的废水进入到臭氧氧化反应器，在氧化反应器中与臭氧充分接触，氰化物浓度进一步降低，同时硫氰化物及其他还原性物质被破坏分解。重金属及砷以沉淀物形式沉淀下来。臭氧氧化产生的尾气通入到因科法反应器提供因科法反应所需氧气。臭氧的产生包括采用空气作为原料及以液氧作为原料间隙放电产生臭氧及以其他方法产生的臭氧。臭氧氧化反应器材质为能耐臭氧腐蚀的材质，如316、304不锈钢、环氧树脂、聚四氟乙烯，同时封闭性好，臭氧不会泄漏。为保证臭氧与废水充分接触，可采用气液逆流或顺溜接触，同时臭氧氧化反应器内要有布水装置及布气装置。布水装置包括穿孔管、喷头等布水装置。布气装置包括曝气头、曝气管及穿孔管布气。臭氧与废水反应pH在7～11，保证氰化物不会以氰化氢的形式溢出，同时保证氧化还原反应正常进行。废水在氧化反应器中水力停留时间大于等于0.5h。
步骤四、固液分离：氧化处理产生的沉淀物需进行固液分离从处理液中分离出来，可回收有价值的金属物质，如铜。固液分离方法可采用沉淀池沉淀、过滤及絮凝沉淀等方法或几种方法的联合。固液分离后产生的沉淀物可回收金属资源。
步骤二和三也可在同一反应器中进行，臭氧气体直接和焦亚硫酸钠(或其他提供二氧化硫物质)及废水接触反应，尾气达标排放。
本发明的有益效果：本发明采用因科法与臭氧氧化法有机结合对黄金工业尾矿库含氰废水进行处理相比以前的方法具有以下优点：
1、可同时处理多种污染物，能去除重金属氰络合物，处理效果好;
2、可对氧气进行综合利用，相比臭氧法单独处理成本下降明显;
3、臭氧有效利用率较高，经臭氧氧化法处理废水产生的臭氧尾气作为因科法所需药剂再次利用，尾气中臭氧和废水中污染物进一步反应提高氰化物及COD的处理效果，可省去专业尾气破坏装置，尾气中臭氧可达到排放标准要求;
4、该工艺方法对污染物处理效果稳定，抗冲击负荷能力强。若水质波动较大时仍能取得良好处理效果;
5、因为有臭氧存在，在强氧化性条件下，可避免因科法处理废水，二氧化硫气体排出造成二次污染的缺点。
6、若废水中铜等有价金属浓度较高，可进行回收。