CN104071953A - 一种黄金矿山含氰废水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种黄金矿山含氰废水处理方法，该方法是由因科法处理、混凝沉淀处理、臭氧/活性炭催化氧化处理和生物活性炭处理四个步骤组成；含氰废水在处理时首先用因科法将易处理的氰化物去除，处理后的废水通过投加混凝剂进行混凝沉淀，去除废水中的重金属离子，然后采用臭氧和活性炭进行催化氧化，将废水残余的难处理氰化物、硫氰酸盐等污染物去除掉，最后通过生物活性炭处理系统将废水中化学方法难以去除的污染物通过生物和物理吸附的方法去除掉。本发明将因科法、混凝沉淀法、臭氧/活性炭催化氧化法和生物活性炭处理技术结合在一起，协同对黄金矿山含氰废水进行深度处理，处理效果好、处理效率高，处理后的废水可返回生产工艺流程作为再生水使用或达标排放。
Description
技术领域
本发明涉及环保领域污染物处理方法，特别涉及一种黄金矿山含氰废水的处理方法。
背景技术
黄金矿山在生产过程中由于使用氰化提金工艺，会产生大量的含氰废水，这部分含氰废水不仅含有一定量的剧毒氰化物，而且还含有硫氰酸盐和铜、锌、铅之类的重金属离子，如果得不到有效的处理，将会产生重大的环保隐患。目前，国内外常用处理含氰废水的方法有酸化回收法、碱氯法、因科法、二氧化硫法等，采用酸化回收法虽然能够回收一定量的氰化物，但由于回收氰化物不彻底，废水中会残余一定量的氰化物，同时硫氰酸根和一些重金属离子都没有得到有效的去除。碱氯法处理后会残余大量的余氯，产生ClCN产物，造成二次污染问题，同时废水中的铜、锌、铅等重金属离子未能得到有效的治理。因科法和二氧化硫法虽然可使氰化物处理达标，但废水中的硫氰酸盐未能得到处理，此外，处理重金属过程中产生的废渣也较多，容易造成二次污染。因此，在对含氰废水处理方面还尚缺乏比较理想的方法，如能解决好这一问题，对发展我国黄金生产和环保发展将有重要的意义。
发明内容
本发明的目的就是针对现有处理方法存在的上述问题，而提供一种工艺流程简单、处理效果好、处理效率高、运行稳定的含氰废水处理方法。本发明根据黄金矿山含氰废水中含有氰化物、硫氰酸盐和重金属等多种污染物的特征，特别是氰化物中还包括难处理的金属氰络合物，如铁氰络合物等，选用因科法首先将易处理的氰化物去除，处理后的废水通过投加混凝剂进行混凝沉淀，去除废水中的重金属离子，然后采用臭氧和活性炭进行催化氧化，将废水残余的难处理氰化物、硫氰酸盐等污染物去除掉，最后通过生物活性炭处理系统将废水中化学方法难以去除的污染物通过生物和物理吸附的方法去除掉。具体工艺步骤如下：
(1)在搅拌和曝气状态下，向废水中投加酸碱试剂、焦亚硫酸钠试剂和催化剂，保证反应过程的pH值控制在8～10之间，反应时间为30min～90min；
(2)反应后的废水在搅拌状态下依次投加凝聚剂和絮凝剂进行混凝沉淀，混凝后废水进入沉淀池静置沉淀15min～120min；
(3)沉淀后的上清液在活性炭存在条件下，通入臭氧进行臭氧/活性炭催化氧化反应，反应时间为15min～60min；
(4)反应后的废水进入生物活性炭处理系统，在活性炭填料、挂膜菌种和空气曝气的条件下，进行生物活性炭处理，处理时间为30min～120min；
(5)处理后的上清液返回生产工艺流程中或达标排放。
所述步骤(1)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s；曝气时空气通入的气液比为3～50:1；酸碱试剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠溶液或石灰乳；焦亚硫酸钠试剂为5％～30％的焦亚硫酸钠溶液，催化剂为5％～30％的硫酸铜溶液，焦亚硫酸钠试剂的投加量根据废水水质中的氰化物含量多少和处理指标要求而定，氰化物含量高、处理指标要求严，焦亚硫酸钠试剂的投加量相应增多，反之，氰化物含量低、处理指标要求松，焦亚硫酸钠试剂的投加量相应减少；催化剂的投加量根据焦亚硫酸钠试剂的投加量和含氰废水中二价铜离子的含量而定，催化剂的投加量与焦亚硫酸钠试剂的投加量成正向线性关系，含氰废水中的二价铜离子含量可部分或全部代替催化剂的投加量。
所述步骤(2)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s，凝聚剂为聚合无机盐凝聚剂，絮凝剂为聚丙烯酰胺，凝聚剂和絮凝剂均配制成溶液状态进行投加。
所述步骤(3)中，活性炭为椰壳炭或煤质炭，装填量占反应器体积的1/10～2/3，臭氧通入量根据进水水质中的残余氰化物和COD含量的多少及处理要求而定，氰化物和COD含量高、处理指标要求严，臭氧的通入量相应增多，反之，氰化物和COD含量低、处理指标要求松，臭氧的通入量相应减少。
所述步骤(4)中，生物活性炭处理系统为上流式或下流式反应池，池底设有布水装置和曝气装置，曝气装置上方为活性炭填料层，活性炭为椰壳炭或煤质炭，装炭量占反应器体积的1/5～4/5，挂膜菌种为亚硝化菌和硝化细菌，采集于尾矿库附近表层土壤中，菌种挂膜方式采取人工投加菌种挂膜或动态培养自然挂膜，气液比设定为1～15:1。
本发明的有益效果：
本发明根据黄金矿山含氰废水中含污染物复杂、难处理的特征，将因科法、混凝沉淀法、臭氧/活性炭催化氧化法和生物活性炭处理技术结合在一起，协同对黄金矿山含氰废水进行深度处理，处理效果好、处理效率高，系统运行稳定，工艺流程简单，便于实现工业应用，处理后的废水可返回生产工艺流程作为再生水使用或达标排放。
具体实施方式
本发明包括以下步骤：
(1)在搅拌和曝气状态下，向废水中投加酸碱试剂、焦亚硫酸钠试剂和催化剂，保证反应过程的pH值控制在8～10之间，反应时间为30min～90min；
(2)反应后的废水在搅拌状态下依次投加凝聚剂和絮凝剂进行混凝沉淀，混凝后废水进入沉淀池静置沉淀15min～120min；
(3)沉淀后的上清液在活性炭存在条件下，通入臭氧进行臭氧/活性炭催化氧化反应，反应时间为15min～60min；
(4)反应后的废水进入生物活性炭处理系统，在活性炭填料、挂膜菌种和空气曝气的条件下，进行生物活性炭处理，处理时间为30min～120min；
(5)处理后的上清液返回生产工艺流程中或达标排放。
所述步骤(1)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s；曝气时空气通入的气液比为3～50:1；酸碱试剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠溶液或石灰乳；焦亚硫酸钠试剂为5％～30％的焦亚硫酸钠溶液，催化剂为5％～30％的硫酸铜溶液，焦亚硫酸钠试剂的投加量根据废水水质中的氰化物含量多少和处理指标要求而定，氰化物含量高、处理指标要求严，焦亚硫酸钠试剂的投加量相应增多，反之，氰化物含量低、处理指标要求松，焦亚硫酸钠试剂的投加量相应减少；催化剂的投加量根据焦亚硫酸钠试剂的投加量和含氰废水中二价铜离子的含量而定，催化剂的投加量与焦亚硫酸钠试剂的投加量成正向线性关系，含氰废水中的二价铜离子含量可部分或全部代替催化剂的投加量。
所述步骤(2)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s，凝聚剂为聚合无机盐凝聚剂，絮凝剂为聚丙烯酰胺，凝聚剂和絮凝剂均配制成溶液状态进行投加。
所述步骤(3)中，活性炭为椰壳炭或煤质炭，装填量占反应器体积的1/10～2/3，臭氧通入量根据进水水质中的残余氰化物和COD含量的多少及处理要求而定，氰化物和COD含量高、处理指标要求严，臭氧的通入量相应增多，反之，氰化物和COD含量低、处理指标要求松，臭氧的通入量相应减少。
所述步骤(4)中，生物活性炭处理系统为上流式或下流式反应池，池底设有布水装置和曝气装置，曝气装置上方为活性炭填料层，活性炭为椰壳炭或煤质炭，装炭量占反应器体积的1/5～4/5，挂膜菌种为亚硝化菌和硝化细菌，采集于尾矿库附近表层土壤中，菌种挂膜方式采取人工投加菌种挂膜或动态培养自然挂膜，气液比设定为1～15:1。
具体实例1：
某黄金矿山含氰废水，pH为7.8，CNT为113.47mg/L，SCN—为35.24mg/L，Cu2+为82.56mg/L，COD为187.25mg/L，NH3-N为26.55mg/L，此外还含有微量的其它重金属离子。取3L废水置于装有搅拌系统和曝气系统的氧化反应槽内，开启搅拌系统，在搅拌线速度为0.8m/s条件下用1％的氢氧化钠溶液调节废水pH至9.0，开启曝气系统，曝气量调整为1L/min，缓慢投加10％的焦亚硫酸钠溶液20mL，反应30min，停止曝气，投加10g/L的聚合氯化铝溶液8mL搅拌5min，然后投加0.5‰阴离子聚丙烯酰胺溶液4mL，继续搅拌2min后调节搅拌线速度0.1m/s搅拌5min，停止搅拌，静置15min，用蠕动泵将2.8L的上清液泵入到装有活性炭和臭氧曝气装置的反应器中，活性炭为椰壳炭，装填量为50g，臭氧曝气装置采用钛合金微孔曝气器，置于反应器内的底部，反应开始后通入臭氧反应30min，臭氧通入量为150mg，反应结束后停止通入臭氧，用蠕动泵将臭氧催化反应后的废水泵入到生物活性炭反应器中进行处理，生物活性炭反应器为上流式生物反应器，活性炭采用柱状煤质炭，填装量为2kg，空气采用钛合金滤芯微孔曝气，置于反应器底部，气液比设定为5:1，菌种采用人工投加挂膜，反应停留时间为60min。废水经过系统处理后的出水经化验分析pH在8～9之间，CNT＜0.1mg/L，SCN—＜0.5mg/L，Cu2+＜0.5mg/L，COD＜20mg/L，NH3-N＜1.0mg/L，第一类污染物均在最高允许排放浓度限值之内，处理后水质可达到回用或排放标准。
具体实例2：
某黄金矿山含氰废水，pH为7.5，CNT为79.58mg/L，SCN—为83.45mg/L，Cu2+为6.39mg/L，Zn2+为24.25mg/L，COD为275.45mg/L,NH3-N为32.74mg/L，此外还含有微量的其它重金属离子。取3L废水置于装有搅拌系统和曝气系统的氧化反应槽内，开启搅拌系统，在搅拌线速度为0.8m/s条件下用1％的氢氧化钠溶液调节废水pH至9.0，开启曝气系统，曝气量调整为1L/min，缓慢同时加入10％的焦亚硫酸钠溶液18mL、10％的硫酸铜溶液1mL，反应30min，停止曝气，投加10g/L的聚合氯化铝溶液8mL搅拌5min，然后投加0.5‰阴离子聚丙烯酰胺溶液4mL，继续搅拌2min后调节搅拌线速度0.1m/s搅拌5min，停止搅拌，静置15min，用蠕动泵将2.8L的上清液泵入到装有活性炭和臭氧曝气装置的反应器中，活性炭为椰壳炭，装填量为50g，臭氧曝气装置采用钛合金微孔曝气器，置于反应器内的底部，反应开始后通入臭氧反应30min，臭氧通入量为180mg，反应结束后停止通入臭氧，用蠕动泵将臭氧催化反应后的废水泵入到生物活性炭反应器中进行处理，生物活性炭反应器为上流式生物反应器，活性炭采用柱状煤质炭，填装量为2kg，空气采用钛合金滤芯微孔曝气，置于反应器底部，气液比设定为5:1，菌种采用人工投加挂膜，反应停留时间为60min。废水经过系统处理后的出水经化验分析pH在8～9之间，CNT＜0.1mg/L，SCN—＜0.5mg/L，Cu2+＜0.5mg/L，COD＜20mg/L，NH3-N＜1.0mg/L，第一类污染物均在最高允许排放浓度限值之内，处理后水质可达到回用或排放标准。
Claims (12)
1.一种黄金矿山含氰废水处理方法，该方法的步骤如下：
(1)在搅拌和曝气状态下，向废水中投加酸碱试剂、焦亚硫酸钠试剂和催化剂，保证反应过程的pH值控制在8～10之间，反应时间为30min～90min；
(2)反应后的废水在搅拌状态下依次投加凝聚剂和絮凝剂进行混凝沉淀，混凝后废水进入沉淀池静置沉淀15min～120min；
(3)沉淀后的上清液在活性炭存在条件下，通入臭氧进行臭氧/活性炭催化氧化反应，反应时间为15min～60min；
(4)反应后的废水进入生物活性炭处理系统，在活性炭填料、挂膜菌种和空气曝气的条件下，进行生物活性炭处理，处理时间为30min～120min；
(5)处理后的上清液返回生产工艺流程中或达标排放。
2.根据权利要求书1所述的一种黄金矿山含氰废水处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s。
3.根据权利要求书1所述的一种黄金矿山含氰废水处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中，曝气时空气通入的气液比为3～50:1。
4.根据权利要求书1所述的一种黄金矿山含氰废水处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中，酸碱试剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠溶液或石灰乳。
5.根据权利要求书1所述的一种黄金矿山含氰废水处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中，焦亚硫酸钠试剂为5％～30％的焦亚硫酸钠溶液。
6.根据权利要求书1所述的一种黄金矿山含氰废水处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中，催化剂为5％～30％的硫酸铜溶液。
7.根据权利要求书1所述的一种黄金矿山含氰废水处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s。
8.根据权利要求书1所述的一种黄金矿山含氰废水处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中，凝聚剂为聚合无机盐凝聚剂，絮凝剂为聚丙烯酰胺，凝聚剂和絮凝剂均配制成溶液状态进行投加。
9.根据权利要求书1所述的一种黄金矿山含氰废水处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中，活性炭为椰壳炭或煤质炭，装填量占反应器体积的1/10～2/3。
10.根据权利要求书1所述的一种黄金矿山含氰废水处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中，生物活性炭处理系统为上流式或下流式反应池，池底设有布水装置和曝气装置，曝气装置上方为活性炭填料层，活性炭为椰壳炭或煤质炭，装炭量占反应器体积的1/5～4/5。
11.根据权利要求书1所述的一种黄金矿山含氰废水处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中，挂膜菌种为亚硝化菌和硝化细菌，采集于尾矿库附近表层土壤中，菌种挂膜方式采取人工投加菌种挂膜或动态培养自然挂膜。
12.根据权利要求书1所述的一种黄金矿山含氰废水处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中，生物活性炭处理系统气液比设定为1～15:1。
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