[发明专利]一种硫酸体系酸性重金属废水处理工艺

说明书

本发明公开了一种硫酸体系酸性重金属废水处理工艺。包括以下步骤：(1)对废水进行预处理，采用氢氧化钠调节废水的pH≥1.5；(2)废水输送至过滤设备进行过滤；(3)过滤后的废水输送至料液罐进行加热；(4)加热后的废水输送至过滤设备进行过滤；(5)经过滤的废水输送至疏水微孔膜组件进行膜蒸馏浓缩，过膜蒸汽经冷凝作为产水收集并监测产水电导率，溶液回流至料液罐；在步骤(3)～(5)之间进行循环，直至达到所需浓缩倍数，结束此过程。采用本工艺可滤除因废水循环浓缩而不断产生的氢氧化铁沉降物，防止氢氧化铁在疏水膜表面沉积而造成膜蒸馏性能下降，提高整体工艺稳定性，从而实现酸性重金属废水减量及重金属浓度提高。

技术领域

本发明涉及一种硫酸体系酸性重金属废水处理工艺，属于重金属废水处理领域。

背景技术

有色金属矿山开采、选矿、冶炼及电镀等行业会产生pH较低(1＜pH＜6)且含有多种低浓度(单金属含量＜1g/L)重金属的硫酸体系酸性废水。在企业的实际经营过程中，石灰沉淀法通常是处理此类废水的主要方法，但大量石灰的投入往往得到给企业带来高额经济负担的重金属危废污泥。随着我国环保要求的不断提高，重金属危废污泥的处置成本也将随之提高，这将迫使企业不得不转而寻找其它的酸性重金属废水处理方法。

将废水进行浓缩可以有效减少废水总量并提高重金属浓度，这将有助于降低后续重金属去除或回收的处理成本。随着膜技术在环保领域的深入推广应用，反渗透作为一种成熟的膜浓缩技术在部分工业废水处理中开始得到应用，如化工行业的有机含盐废水、印染废水等。此外，反渗透在电镀重金属废水领域也得到了一定的应用和研究。但反渗透膜一般为聚酰胺类的亲水膜，其耐腐蚀氧化性和耐酸性较差，而酸性重金属废水中经常含有Cr(VI)、Fe(III)等具有氧化性的金属，而且部分废水pH很低，可达到2～3左右甚至更低，反渗透膜因其自身性质的局限性在应用于此类废水时将受到限制，需要较为严格的前期预处理。

膜蒸馏也是一种性能优良的膜浓缩技术，膜蒸馏以疏水微孔膜为分离膜，通过某种手段在膜两侧制造水蒸气分压差，并以其为传质推动力驱动水蒸气穿孔微孔达到膜的另一侧，并采用某种方式将其收集。虽然当前膜蒸馏的技术成熟度不如反渗透，但在某些方面优于反渗透的性质使其具有良好的发展前景。一方面，膜蒸馏一般采用化学稳定性优良的有机高分子疏水膜作为分离膜，如PVDF和PTFE，这使其相比反渗透亲水膜具备更好的耐腐蚀氧化性和耐酸性，文献研究表明PTFE中空纤维膜甚至可用于硫酸的浓缩；另一方面，膜蒸馏是疏水式操作原理，只有气体才能透过膜孔，溶液中其它不挥发物质则被截留，因此膜蒸馏相比反渗透具备更优良的截留性能，尤其是对游离态金属离子的截留率极高。

但是与其它膜技术类似的是，膜蒸馏过程中的膜污染对膜蒸馏性能也有较大的影响。酸性重金属废水中一般含有Fe³⁺，含量可达几百毫克每升，Fe³⁺在浓缩过程中极易形成胶体造成膜污染影响膜蒸馏性能。因此针对此类废水特点，解决上述关键问题，开发基于膜蒸馏技术的新型处理工艺是必要的。

发明内容

本发明的目的在于，针对硫酸体系酸性重金属废水含有腐蚀氧化性金属、pH值较低及Fe³⁺含量高导致浓缩处理困难的特点，提出一种硫酸体系酸性重金属废水处理工艺，以实现酸性重金属废水减量及重金属浓度提高，降低后续重金属去除或回收成本，同时得到高纯度的产水，实现水资源的回用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种硫酸体系酸性重金属废水处理工艺，包括以下步骤：

(1)对废水进行预处理，采用氢氧化钠调节废水的pH≥1.5；

(2)废水输送至过滤设备进行过滤；

(3)过滤后的废水输送至料液罐进行加热；

(4)加热后的废水输送至过滤设备进行过滤；