权利要求

1.一种基于铁元素资源化的铅锌冶炼废水处理工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：铁元素资源化与曝气协同处理工艺：将含有一定量铁元素的废酸与碱洗废水按比例混合，加入碳酸钙作为反应介质，调节体系pH值至2-4;同时向混合体系中通入气体进行曝气处理，沉渣后通过压滤机压滤。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种基于铁元素资源化的铅锌冶炼废水处理工艺。

背景技术

[0002]铅锌冶炼过程中会产生含废酸、碱洗废水、萃余液等多种污染物的混合废水，此类废水成分复杂、水量波动大，含COD、氟化物、重金属等多种污染物，处理难度较高。随着环保法规日益严格，对废水总铊、COD、氨氮等指标的限值要求持续收紧，如COD需从60mg/L降至50mg/L，氨氮从8mg/L降至5mg/L，倒逼企业提升废水处理水平。

[0003]现有铅锌冶炼废水处理多采用石膏处理法，通过石灰石乳液或石灰反应生成石膏，实现除酸、除氟，但存在诸多不足：

1.反应时间不足、进水COD上升等因素导致反应效率低，药剂用量大且石膏渣产量居高不下。

[0004]2.废水处理过程中药剂投加依赖人工操作，难以根据水质、水量动态调整，易出现投加不足导致排放不达标或投加过量造成浪费的问题。

[0005]3.废水中铁元素未得到资源化利用，且曝气仅作为辅助搅拌手段，未与铁元素氧化还原形成协同作用。

[0006]4.石膏渣脱水装置陶瓷板易被氢氧化铁细小颗粒堵塞，清洗效率低，导致石膏渣水分含量高、陶瓷板损耗大。

[0007]现有技术多通过增设废水处理设施、增加药剂种类等方式优化，但往往导致处理成本大幅上升，难以实现环保与经济的平衡。

[0008]因此，开发一种能资源化利用废水组分、提升处理效率、降低药剂与废渣量的废水处理工艺，成为铅锌冶炼行业的迫切需求。

发明内容

[0009]本发明要解决的技术问题：针对现有铅锌冶炼废酸处理技术存在资源浪费、系统易堵塞、药剂投加量高等问题，提供一种降低废水COD药剂消耗，降低石灰石消耗以起到减少石膏等固废，节能减碳的工业废水处理方法。

[0010]一种基于铁元素资源化的铅锌冶炼废水处理工艺，其包括以下步骤：铁元素资源化与曝气协同处理工艺：将含有一定量铁元素的废酸与碱洗废水按比例混合，加入碳酸钙作为反应介质，调节体系pH值至2-4;同时向混合体系中通入气体进行曝气处理，沉渣后通过压滤机压滤。

[0011]本发明的有益效果：

1.本发明充分利用废酸中铁元素的絮凝沉降、氧化还原、吸附去除污染物的作用，通过曝气使废酸中的Fe2+被充分氧化为Fe3+，Fe3+与废水中的还原性物质(如S2-、SO32-及有机物)反应，自身还原为Fe2+，形成“Fe2+→Fe3+→Fe2+”的持续氧化还原循环，无需额外添加铁源催化剂，持续为体系提供氧化介质。

[0012]2.Fe³⁺水解生成氢氧化铁胶体，其比表面积可达100-300m2/g，具有极强的吸附能力，通过静电吸附、络合作用将废水中的细小微粒及溶解态有机物包裹，形成粒径0.1-1mm的大颗粒絮体，随石膏渣一同沉降，显著提升COD降解效率。

[0013]3.曝气可减薄石灰石颗粒表面的静止液膜，加快H+穿过液膜与碳酸钙的反应速率，提升传质效率，无需通过过量投加石灰石补偿传质不足，直接降低石灰石用量及石膏渣产量。

[0014]4.本发明处理效率显著提升，环保效益突出且经济效益显著。

附图说明

[0015]图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

[0016]下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，本发明的保护范围并非局限于以下实施例。

实施例1

[0017]本实施例应用于江西铜业铅锌金属有限公司硫酸分厂废水处理系统，处理废水包括碱洗废水、萃余液、废酸及其他废水，2025年废水处理设施总水量51.1万立方米，同比上升5.92%，其中碱洗废水637m3/d、萃余液89m3/d、废酸440m3/d、其他废水383m3/d，废酸平均Fe含量323mg/L，碱洗废水COD平均值232mg/L，最高值1025mg/L，废酸与碱洗废水氟化物浓度分别为1779mg/L、760mg/L。

[0018]处理工艺按以下步骤进行：

铁元素资源化与曝气协同处理：将每日产生的440m³废酸与637m3碱洗废水混合，通过计量装置精准控制混合比例，向混合液中加入碳酸钙，调节体系pH值至3.0，开启曝气装置，控制曝气强度使水体形成强湍流状态，曝气时间与反应时间同步，利用曝气氧化与铁元素形成氧化还原循环，生成氢氧化铁胶体吸附污染物，形成絮体随石膏渣沉降，沉渣后通过压滤机压滤，处理后石膏滤液COD平均95mg/L，COD降解效率59%，氟化物处理后稳定达标。

[0019]本实施例运行后，石灰石单耗降至16.22kg/m3，同比减少9.12kg/m3，五种生物制剂及石灰石合计年节约成本281.85万元;石膏渣产量12785.4吨，同比减少8105.18吨，节约处置费用48.63万元，合计经济效益330.48万元;CO2减排2407.6吨，各项排水指标100%达标。

实施例2

[0020]本实施例与实施例1的区别在于，废酸平均Fe含量144mg/L，调节混合体系pH值至2.5，曝气确保Fe2+充分氧化为Fe3+。运行后COD降解效率达57%，石灰石单耗16.8kg/m³，同比降幅33.7%，石膏渣产量同比减少7800吨，年经济效益315万元，各项指标均满足排放要求。

[0021]以上实施例表明，本发明工艺可根据废水中铁元素含量、水质波动情况，调整pH值、曝气强度等参数，始终保持高效处理效果，兼具灵活性与稳定性，可广泛应用于同类工业废水处理场景。

[0022]最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

说明书附图(1)