本發(fā)明涉及冶煉廢水處理領(lǐng)域，特別涉及一種冶煉廢水循環(huán)利用系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

冶金就是金屬礦物原料采用火法或濕法冶煉，通過各種方法分離雜質(zhì)、提取金屬及其化合物的過程。冶煉過程將產(chǎn)生各種酸性廢液、電解廢液、洗滌水等含有重金屬和無機鹽的生產(chǎn)廢水。

目前常用的冶煉廢水處理方法是通過中和、混凝沉降等物化工藝處理，并利用反滲透、多效蒸發(fā)、MVR等技術(shù)實現(xiàn)零排放(如圖1所示)，該工藝可將水體內(nèi)大部分重金屬回收、水資源循環(huán)利用，但上述方法能耗和運行成本較高，同時產(chǎn)生大量的無機鹽無法循環(huán)利用，長期堆存累積后將會轉(zhuǎn)化成另外一種危廢，對環(huán)境污染造成隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)冶煉廢水零排放，達(dá)到水資源零污染的綠色環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，同時變廢為寶，將鹽制備成酸和堿用于工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的冶煉廢水循環(huán)利用系統(tǒng)及方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種冶煉廢水循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于：包括預(yù)處理裝置、離子交換系統(tǒng)、超濾膜系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)、電滲析系統(tǒng)、螯合樹脂系統(tǒng)和雙極膜電滲析系統(tǒng)；所述的預(yù)處理裝置的上清液出口連接離子交換系統(tǒng)，污泥出口連接冶煉系統(tǒng)；所述的離子交換系統(tǒng)的產(chǎn)水出口連接超濾膜系統(tǒng)，再生廢水出口連接預(yù)處理裝置的進水口；所述的超濾膜系統(tǒng)的產(chǎn)水口連接反滲透系統(tǒng)；所述的反滲透系統(tǒng)的濃水出口連接電滲析系統(tǒng)，所述的電滲析系統(tǒng)的濃水出口連接螯合樹脂系統(tǒng)，電滲析系統(tǒng)的產(chǎn)水口通過回流管道連接反滲透系統(tǒng)的進水口；所述的螯合樹脂系統(tǒng)連接雙極膜電滲析系統(tǒng)。

進一步的，所述的離子交換系統(tǒng)優(yōu)選為連續(xù)離子交換系統(tǒng)。

進一步的，所述的預(yù)處理裝置包括中和裝置、混凝沉降裝置和砂濾裝置。

進一步的，所述的反滲透系統(tǒng)為低壓反滲透系統(tǒng)。

本發(fā)明還包括一種冶煉廢水循環(huán)利用方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1預(yù)處理：冶煉廢水經(jīng)過預(yù)處理裝置處理，得到清液和污泥，污泥經(jīng)脫水后回用至冶煉系統(tǒng)；

步驟2離子交換軟化：步驟1得到的清液進入離子交換系統(tǒng)，降低水體的硬度；

步驟3超濾過濾：將步驟2軟化后的水體進行超濾過濾，去除水體內(nèi)的膠體、懸浮物，得超濾透析水和超濾濃水，且超濾透析水的SDI<4，超濾濃水回流至預(yù)處理工段；

步驟4反滲透處理：將超濾透析水進行反滲透過濾，得反滲透濃水和反滲透透析產(chǎn)水，反滲透透析產(chǎn)水回用于冶煉生產(chǎn)作為工藝用水、鍋爐補給水使用；

步驟5電滲析濃縮：將步驟4中的反滲透濃水進行電滲析，得電滲析淡水和電滲析濃水，電滲析淡水返回反滲透繼續(xù)濃縮；

步驟6樹脂除硬度：將步驟5中的電滲析濃水進入螯合樹脂系統(tǒng)，經(jīng)過樹脂去除硬度，使得濃水中鈣鎂含量小于1ppm；

步驟7雙極膜電滲析：將步驟6中除硬度后的鹽水進行雙極膜電滲析，得到酸、堿回用于冶煉生產(chǎn)過程。

進一步的，所述的離子交換系統(tǒng)優(yōu)選為連續(xù)離子交換系統(tǒng)。

進一步的，步驟1中所述的預(yù)處理包括石灰中和、混凝沉降和砂濾。

進一步的，步驟1中的冶煉廢水中氯離子含量優(yōu)選為1-15g/L。

進一步的，步驟1中所述的冶煉廢水為有色金屬冶煉廢水。

進一步的，步驟2所述的離子交換系統(tǒng)采用離子交換系統(tǒng)工藝，軟化后的水體硬度優(yōu)選為5-60ppm。

進一步的，所述的反滲透系統(tǒng)為低壓反滲透系統(tǒng)，低壓反滲透運行壓力優(yōu)選為8-41bar；且反滲透濃水的含鹽量大于30g/l、反滲透透析產(chǎn)水的電導(dǎo)小于20um/cm。

進一步的，步驟5所述的電滲析濃縮后的電滲析濃水氯離子濃度達(dá)到30-120g/l。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所述的冶煉廢水循環(huán)利用系統(tǒng)及方法，針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種新型的、高效的處理工藝，即采用膜過濾耦合電滲析、雙極膜電滲析工藝進行冶煉廢水的處理，能夠有效回收有價金屬、水資源，并可將水體內(nèi)的無機鹽資源化為酸、堿，實現(xiàn)廢水零排放的同時降低冶煉企業(yè)生產(chǎn)成本，提高收益等優(yōu)點；同時對以前工藝生產(chǎn)中大量礦渣(無機鹽)堆積處理得以改變，通過雙極膜電滲析方法可以將無機鹽變成工業(yè)生產(chǎn)需要的酸、堿，實現(xiàn)資源回收的目的。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有冶煉廢水處理系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述的冶煉廢水循環(huán)利用系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明做進一步說明。

如圖2所示，本發(fā)明所述的冶煉廢水循環(huán)利用系統(tǒng)，包括預(yù)處理裝置、離子交換系統(tǒng)、超濾膜系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)、電滲析系統(tǒng)、螯合樹脂系統(tǒng)和雙極膜電滲析系統(tǒng)，其中預(yù)處理裝置包括中和裝置、混凝沉降裝置和砂濾裝置等；所述的預(yù)處理裝置的上清液出口離子交換系統(tǒng)(優(yōu)選連續(xù)離子交換系統(tǒng))，污泥出口連接冶煉系統(tǒng)；所述的離子交換系統(tǒng)的產(chǎn)水出口連接超濾膜系統(tǒng)，再生廢水出口連接預(yù)處理裝置的進水口；所述的超濾膜系統(tǒng)的產(chǎn)水口連接反滲透系統(tǒng)；所述的反滲透系統(tǒng)優(yōu)選低壓反滲透系統(tǒng)，且反滲透系統(tǒng)的濃水出口連接電滲析系統(tǒng)，所述的電滲析系統(tǒng)的濃水出口連接螯合樹脂系統(tǒng)，電滲析系統(tǒng)的產(chǎn)水口通過回流管道連接反滲透系統(tǒng)的進水口；所述的螯合樹脂系統(tǒng)連接雙極膜電滲析系統(tǒng)。

本發(fā)明還包括一種冶煉廢水循環(huán)利用方法，具體包括如下步驟：

步驟1預(yù)處理：冶煉廢水經(jīng)過預(yù)處理裝置處理，得到清液和污泥，污泥經(jīng)脫水后回用至冶煉系統(tǒng)；所述的預(yù)處理包括石灰中和、混凝沉降和砂濾；冶煉廢水中氯離子含量優(yōu)選為1-5g/L；所述的冶煉廢水為有色金屬冶煉廢水；

步驟2離子交換軟化：步驟1得到的清液進入離子交換系統(tǒng)，降低水體的硬度；離子交換系統(tǒng)優(yōu)選采用連續(xù)離子交換系統(tǒng)工藝，軟化后的水體硬度優(yōu)選為5-60ppm；

步驟3超濾過濾：將步驟2軟化后的水體進行超濾過濾，去除水體內(nèi)的膠體、懸浮物，得超濾透析水和超濾濃水，且超濾透析水的SDI＜4，超濾濃水回流至預(yù)處理工段；

步驟4反滲透處理：將超濾透析水進行反滲透過濾，得反滲透濃水和反滲透透析產(chǎn)水，反滲透透析產(chǎn)水回用于冶煉生產(chǎn)作為工藝用水、鍋爐補給水使用；所述的反滲透系統(tǒng)為低壓反滲透系統(tǒng)，低壓反滲透運行壓力優(yōu)選為8-41bar；且反滲透濃水的含鹽量大于30g/l、反滲透透析產(chǎn)水的電導(dǎo)小于20um/cm；

步驟5電滲析濃縮：將步驟4中的反滲透濃水進行電滲析，得電滲析淡水和電滲析濃水，電滲析淡水返回反滲透繼續(xù)濃縮；所述的電滲析濃縮后的電滲析濃水氯離子濃度達(dá)到在30-120g/l；

步驟6樹脂除硬度：將步驟5中的電滲析濃水進入螯合樹脂系統(tǒng)，經(jīng)過樹脂去除硬度，使得濃水中鈣鎂含量小于1ppm；

步驟7雙極膜電滲析：將步驟6中除硬度后的鹽水進行雙極膜電滲析，得到酸、堿回用于冶煉生產(chǎn)過程。

需要說的是，上述表格中取樣造成酸堿損失未計入產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率。由上述數(shù)據(jù)可以看出，取一定體積電滲析濃水(料液調(diào)節(jié)pH<4)作為原料液，使用低濃度鹽水作為酸進料液，低濃度堿作為堿進料液。雙極膜電滲析在不同電壓下處理一段時間，大致呈現(xiàn)原料液鹽含量和體積逐漸降低，酸堿室中的酸，堿濃度逐漸上升，最終酸室中產(chǎn)酸為～2mol/l的鹽酸，堿室中產(chǎn)堿為～2.5mol/l的堿。

通過此次試驗可以說明，利用雙極膜電滲析法對電滲析濃水進行制取酸堿方案是可行的；從而進一步說明采用膜過濾耦合電滲析、雙極膜電滲析工藝進行冶煉廢水的處理，能夠有效回收有價金屬、水資源，并可將水體內(nèi)的無機鹽資源化為酸、堿，實現(xiàn)廢水零排放的同時降低冶煉企業(yè)生產(chǎn)成本，提高收益等優(yōu)點；同時對以前工藝生產(chǎn)中大量礦渣(無機鹽)堆積處理得以改變，通過雙極膜電滲析方法將無機鹽變成工業(yè)生產(chǎn)需要的酸、堿；實現(xiàn)資源回收的目的。

盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上對本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護范圍。