一种高COD铅锌工业选矿废水处理系统的制作方法

本实用新型涉及污水处理

技术领域：

，特别涉及一种高cod铅锌工业选矿废水处理系统。

背景技术：

：铅锌工业选矿废水中的主要污染物为残留有机药剂、以及铜、锌、镉、铅等重金属污染物。铅锌工业选矿废水的cod高达200～1000mg/l，这主要是由于浮选过程中有机药剂残留导致的，其中有机药剂主要为丁基黄药和苯胺黑药，丁基黄药一类药剂具备良好的自然降解能力，而苯胺黑药一类药剂由于结构稳定，相比于黄药需要更长的时间才能自然降解。现如今，部分矿业由于未规划建设尾矿库，选矿产水未经尾矿库长期自然降解沉淀便直接进入污水处理系统，导致废水中浮选药剂、重金属含量均偏高。目前，针对此类高cod铅锌工业选矿废水处理工艺主要包括电催化氧化、臭氧催化氧化、离子交换等高级氧化工艺，此类工艺均对残留有机药剂具有良好的处理效果，但是对重金属污染物处理能力不佳。臭氧+紫外光催化氧化、离子交换+电化学+生化处理、两级ro膜等多级耦合氧化工艺对有机物及重金属均具有良好的处理效果，但是普遍存在着运行成本高，工艺复杂、现场运行难度高等问题，尤其使用nf、ro膜技术更是存在着浓缩液无法处理的问题。技术实现要素：有鉴于此，本实用新型目的在于提供一种高cod铅锌工业选矿废水处理系统。本实用新型提供的处理系统能够有效去除废水中残留有机药剂和重金属污染物，且成本低廉。为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案：本实用新型提供了一种高cod铅锌工业选矿废水处理系统，包括收集池；入口与所述收集池出口连通的预处理池，所述预处理池还连通有第一加药装置，所述第一加药装置用于向所述预处理池中加易溶硫化物；入口与所述预处理池出口连通的初沉池，所述初沉池设置有第一清液出口和第一污泥出口；入口与所述第一清液出口连通的磁分离反应器，所述磁分离反应器内设有fe3o4基填料；入口与所述磁分离反应器出口连通的催化氧化反应池，所述催化氧化反应池的前端设置有第二加药装置和第三加药装置，所述催化氧化反应池的尾端依次设置有第四加药装置和第五加药装置，所述第二加药装置用于向所述催化氧化反应池中加氧化剂，第三加药装置用于向所述催化氧化反应池中加fe2+基催化剂，第四加药装置用于向所述催化氧化反应池中加有碱试剂，所述第五加药装置用于向所述催化氧化反应池中加助凝剂；入口与所述催化氧化反应池出口连通的mbr池，所述mbr池内设有中空纤维膜；所述mbr池还设置有第二清液出口和第二污泥出口；入口与所述第一污泥出口和第二污泥出口连通的污泥脱水装置，所述污泥脱水装置设有第三污泥出口。优选的，所述中空纤维膜的材质为ptfe或pvdf，膜孔径为0.1～0.5μm。本实用新型提供了一种高cod铅锌工业选矿废水处理系统，包括依次连通的收集池、预处理池、初沉池、磁分离反应器、催化氧化反应池、mbr池以及与初沉池污泥出口和mbr池污泥出口连通的污泥脱水装置。在本实用新型中，高cod铅锌工业选矿废水进入收集池进行收集、之后进入预处理池与易溶硫化物混合，在混合的过程中s2-与废水中的铜、锌、镉、铅等重金属污染物发生置换反应，使铜、锌、镉、铅等转化为微溶硫化物沉淀，并在沉淀池中通过静置沉淀的方式去除；静置沉淀后的上清液进入磁分离反应器，利用反应器内磁性填料的吸附能力，对上清液中剩余的重金属污染物进行深度去除，所得磁分离反应产水中携带一部分fe2+和fe3+，其中fe2+能够作为fe2+基催化剂直接参与催化氧化反应，可降低含fe2+催化剂投加量，有利于降低成本；磁分离反应产水进入催化氧化反应池前端，磁分离反应产水中的有机药剂在fe2+基催化剂催化下与氧化剂发生催化氧化反应，使废水中的cod量降低至标准含量；催化氧化反应后，所得催化氧化反应液中含有fe2+和fe3+，流至催化氧化反应池尾端后，先与碱试剂混合，ph值升至7～8，此时fe2+、fe3+转为fe(oh)n沉淀，在助凝剂的絮凝作用下形成fe(oh)n絮凝污泥分散于催化氧化反应液中；含絮凝污泥的催化氧化反应液进入mbr池中，fe(oh)n絮凝污泥能够与中空纤维膜表面的污泥形成共沉淀，对中空纤维膜有净化作用，能够有效缓解膜污堵问题，从而降低更换过滤膜产生的成本。经中空纤维膜过滤后，产生的最终出水能够达到《地表水环境质量标准》中iii类排放标准，初沉池和mbr池产生的污泥进入污泥脱水装置进行脱水处理，得到的脱水污泥外运处理。同时，本实用新型提供的处理系统在处理过程仅需单次调节ph值，耐冲击负荷能力强，解决了高级氧化法处理高cod铅锌工业选矿废水工艺复杂、成本高、运行难度高等问题，随着不同废水cod的差异，当cod在200～1000mg/l的范围内，相比于现常用高级氧化法，本实用新型的运行费用仅为1～6元/吨水，运行成本至少降低了40％，对高cod选矿废水处理的提标改造具有极大参考价值。附图说明图1是本实用新型高cod铅锌工业选矿废水处理系统的示意图。图1中：1-收集池；2-预处理池；21-第一加药装置；3-初沉池；4-磁分离反应器；5-催化氧化反应池；51-第二加药装置；52-第三加药装置；53-第四加药装置；54-第五加药装置；6-mbr池；7-污泥脱水装置。具体实施方式本实用新型提供了一种高cod铅锌工业选矿废水处理系统，包括收集池1；入口与所述收集池1出口连通的预处理池2，所述预处理池2还连通有第一加药装置21，所述第一加药装置21用于向所述预处理池2中加易溶硫化物；入口与所述预处理池2出口连通的初沉池3，所述初沉池3设置有第一清液出口和第一污泥出口；入口与所述第一清液出口连通的磁分离反应器4，所述磁分离反应器4内设有fe3o4基填料；入口与所述磁分离反应器4出口连通的催化氧化反应池5，所述催化氧化反应池5的前端设置有第二加药装置51和第三加药装置52，所述催化氧化反应池5的尾端依次设置有第四加药装置53和第五加药装置54，所述第二加药装置51用于向所述催化氧化反应池5中加氧化剂，第三加药装置52用于向所述催化氧化反应池5中加fe2+基催化剂，第四加药装置53用于向所述催化氧化反应池5中加有碱试剂，所述第五加药装置54用于向所述催化氧化反应池5中加助凝剂；入口与所述催化氧化反应池5出口连通的mbr池6，所述mbr池6内设有中空纤维膜；所述mbr池6还设置有第二清液出口和第二污泥出口；入口与所述第一污泥出口和第二污泥出口连通的污泥脱水装置7，所述污泥脱水装置7设有第三污泥出口。本实用新型提供的高cod铅锌工业选矿废水处理系统包括收集池1。本实用新型对所述收集池1的种类、规格没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的收集池1能够起到收集作用即可。本实用新型提供的高cod铅锌工业选矿废水处理系统包括入口与所述收集池1出口连通的预处理池2，所述预处理池2还连通有第一加药装置21，所述第一加药装置21用于向所述预处理池2中加易溶硫化物。本实用新型对所述预处理池2的种类、规格没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的预处理池2能够完成混合过程即可。本实用新型对所述第一加药装置21没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的加药装置并能控制药物的投加量即可。在本实用新型中，所述易溶硫化物优选为na2s、k2s和li2s中的一种。本实用新型提供的高cod铅锌工业选矿废水处理系统包括入口与所述预处理池2出口连通的初沉池3，所述初沉池3设置有第一清液出口和第一污泥出口。本实用新型对所述初沉池3的种类、规格没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的初沉池3实现废水的沉淀即可。本实用新型对所述第一清液出口和第一污泥出口的设置位置没有特殊的要求，根据实际工况进行相应设计即可。本实用新型提供的高cod铅锌工业选矿废水处理系统包括入口与所述第一清液出口连通的磁分离反应器4，所述磁分离反应器4内设有fe3o4基填料。本实用新型对所述磁分离反应器4的种类没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的磁分离反应器4即可。在本实用新型中，所述fe3o4基填料优选为tio2-fe3o4复合材料、sio2-fe3o4复合材料、石墨烯-fe3o4复合材料中的一种；所述fe3o4基填料中，fe3o4的质量百分含量优选为50～70％，进一步优选为60％。本实用新型提供的高cod铅锌工业选矿废水处理系统包括入口与所述磁分离反应器4出口连通的催化氧化反应池5。在本实用新型中，所述催化氧化反应池5的形状优选为长方形，包括前端和尾端，所述催化氧化反应池5的前端设置有第二加药装置51和第三加药装置52，所述催化氧化反应池5的尾端依次设置有第四加药装置53和第五加药装置54。本实用新型对所述第二加药装置51、第三加药装置52、第四加药装置53和第五加药装置54的种类没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的加药装置并能控制药物的投加量即可。在本实用新型中，所述第二加药装置51用于向所述催化氧化反应池5中加氧化剂，所述氧化剂优选为双氧水、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种，所述双氧水的质量分数优选为25～30％。所述第三加药装置52用于向所述催化氧化反应池5中加fe2+基催化剂，所述fe2+基催化剂优选为可溶性二价铁盐，进一步优选为feso4、fecl2、feno3中的一种。所述第四加药装置53用于向所述催化氧化反应池5中加碱试剂，所述碱试剂优选为cao、naoh和ca(oh)2中的一种或几种。所述第五加药装置54用于向所述催化氧化反应池5中加助凝剂，所述助凝剂优选为聚丙烯酰胺，所述聚丙烯酰胺的分子量优选为8000～10000。本实用新型提供的高cod铅锌工业选矿废水处理系统包括入口与所述催化氧化反应池5出口连通的mbr池6，所述mbr池6内设有中空纤维膜。本实用新型对所述mbr池6的种类和规格没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的mbr池6即可。在本实用新型中，所述中空纤维膜的材质优选为ptfe或pvdf，膜孔径优选为0.1～0.5μm，更优选为0.1μm。在本实用新型中，所述mbr池6包括第二清液出口和第二污泥出口。本实用新型对所述第二清液出口和第二污泥出口的位置没有特殊的要求，根据实际情况进行相应设计即可。本实用新型提供的高cod铅锌工业选矿废水处理系统包括入口与所述第一污泥出口和第二污泥出口连通的污泥脱水装置7，所述污泥脱水装置7设有第三污泥出口。本实用新型对所述污泥脱水装置7没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的污泥脱水装置7即可。本实用新型所述高cod铅锌工业选矿废水处理系统的结构示意图如图1所示。在本实用新型中，基于上述处理系统对高cod铅锌工业选矿废水进行处理的方法，优选包括以下步骤：(1)高cod铅锌工业选矿废水进入收集池1进行收集；(2)将收集池1内的选矿废水输入预处理池2，与第一加药装置21加入的易溶硫化物进行搅拌混合预处理，得到预处理水；(3)所述预处理水进入初沉池3进行静置沉淀，得到上层清液和第一污泥，所述第一污泥进入污泥脱水装置7进行脱水处理，得到脱水污泥；(4)所述上层清液进入磁分离反应器4进行重金属吸附分离，得到磁分离反应器4产水；(5)所述磁分离反应产水进入催化氧化反应池5前端，与第二加药装置51加入的氧化剂、第三加药装置52加入的fe2+基催化剂混合，进行催化氧化反应，得到催化氧化反应液；催化氧化反应液流至催化氧化反应池5尾端，与第四加药装置53加入的碱试剂混合，得到ph值为7～8的催化氧化反应液；ph值为7～8的催化氧化反应液与第五加药装置54加入的助凝剂混合，进行絮凝反应，得到含絮凝污泥的催化氧化反应液；(6)所述含絮凝污泥的催化氧化反应液进入mbr池6进行膜分离处理，得到第二污泥和最终出水，所述第二污泥进入污泥脱水装置7进行脱水处理，得到脱水污泥。在本实用新型中，高cod铅锌工业选矿废水先进入收集池1进行收集。所述高cod铅锌工业选矿废水内含有残留有机药剂、重金属污染物。在本实用新型中，所述残留有机药剂优选为丁基黄药、苯胺黑药和复核高级醇；所述重金属包括铜、锌、镉、铅。在本实用新型中，所述高cod铅锌工业选矿废水中cod含量优选为200～1000mg/l。本实用新型对所述重金属污染物的含量没有特殊的要求，含有任意含量重金属污染物的高cod铅锌工业选矿废水均能使用本实用新型提供的处理系统进行处理。本实用新型将收集池1内的选矿废水输入预处理池2，与第一加药装置21加入的易溶硫化物进行搅拌混合预处理，得到预处理水。在本实用新型中，所述选矿废水收集液的出水流量优选为4000～6000m3/d；所述易溶硫化物的投加量优选为50～150mg/l，更优选为80～120mg/l；所述选矿废水收集液在预处理池2中的停留时间优选为10～30min，更优选为20min。本实用新型通过所述搅拌混合，能够使s2-与废水中的铜、锌、镉、铅等重金属污染物发生置换反应，使铜、锌、镉、铅转化为微溶硫化物沉淀，并分散于预处理水中。所述预处理水进入初沉池3进行静置沉淀，得到上层清液和第一污泥。在本实用新型中，所述静置沉淀的时间优选为30～60min，更优选为40～50min。所述第一污泥进入污泥脱水装置7进行脱水处理，得到脱水污泥。本实用新型对所述脱水处理的具体操作方式没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的污泥脱水方式即可。本实用新型得到所述脱水污泥后，优选将其外运处理。所述上层清液进入磁分离反应器4进行重金属吸附分离，得到磁分离反应器4产水。在本实用新型中，所述上层清液在磁分离反应器4中的停留时间优选为30～60min，更优选为40～50min。本实用新型利用反应器内磁性填料的吸附能力，能够对上清液中剩余的重金属污染物进行深度去除。所述磁分离反应产水进入催化氧化反应池5前端，与第二加药装置51加入的氧化剂、第三加药装置52加入的fe2+基催化剂混合，进行催化氧化反应，得到催化氧化反应液。在本实用新型中，所述氧化剂的投加量优选为100～200mg/l，更优选为60～120mg/l；所述fe2+基催化剂的投加量优选为0.4～0.6g/l，更优选为0.45～0.55g/l。在本实用新型中，所述上层清液在经过磁分离反应器4时会携带部分fe2+和fe3+，其中fe2+能够作为fe2+基催化剂直接参与催化氧化反应，可将含fe2+催化剂投加量降低20％左右，有利于降低成本。所述催化氧化反应液流至催化氧化反应池5尾端，与第四加药装置53加入的碱试剂混合，得到ph值为7～8的催化氧化反应液；所述ph值为7～8的催化氧化反应液与第五加药装置54加入的助凝剂混合，进行絮凝反应，得到含絮凝污泥的催化氧化反应液。在本实用新型中，所述助凝剂的投加量优选为50～100mg/l，更优选为60～80mg/l。在本实用新型中，所述上层清液在磁分离反应器4中的停留时间优选为30～60min，更优选为40～50min。在本实用新型中，废水中的有机药剂在fe2+基催化剂催化下与氧化剂发生催化氧化反应，使废水中的cod量降低至标准含量；催化氧化反应后，所得催化氧化反应液中含有fe2+和fe3+，流至催化氧化反应池5尾端后，先与碱试剂混合，ph值升至7～8，此时fe2+、fe3+转为fe(oh)n沉淀，在助凝剂的絮凝作用下形成fe(oh)n絮凝污泥分散于催化氧化反应液中。所述含絮凝污泥的催化氧化反应液进入mbr池6进行膜分离处理，得到第二污泥和最终出水，所述第二污泥进入污泥脱水装置7进行脱水处理，得到脱水污泥。本实用新型优选在曝气的条件下进行所述膜分离处理，所述曝气量优选为30～60l/min。在本实用新型中，含絮凝污泥的催化氧化反应液进入mbr池6中，fe(oh)n絮凝污泥能够与空纤维过滤膜表面的污泥形成共沉淀，对中空纤维过滤膜有净化作用，能够有效缓解膜污堵问题，从而降低更换过滤膜产生的成本。本实用新型对所述脱水处理的具体操作方式没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的污泥脱水方式即可。本实用新型得到所述脱水污泥后，优选将其外运处理。本实用新型得到最终出水后，可以直接外排或是回收使用。下面结合实施例对本实用新型提供的高cod铅锌工业选矿废水处理系统进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本实用新型保护范围的限定。实施例1使用本实用新型处理系统处理某铅锌选矿厂废水，其选矿废水水质如表1所示：表1某铅锌选矿厂废水水质(单位：mg/l，ph值无量纲)水质指标codph值cuzncdaspb含量236.85.4111.8431.638.1020.4535.28处理方法包括如下步骤：(1)选矿废水通入收集池1进行收集；(2)选矿废水收集液以250m3/h的流量通入预处理池2，通过第一加药装置21向其中投加100mg/l的na2s，进行搅拌混合30min，得到预处理水；(3)所述预处理水通入初沉池3静置沉淀30min，得到上层清液和第一污泥，第一污泥进入污泥脱水装置7进行脱水处理，所得脱水污泥外运处理；(4)上层清液进入填料为tio2-fe3o4复合材料的磁分离反应器4停留40min，得到磁分离反应器4产水；(5)磁分离反应器4产水通入初通入催化氧化反应池5，通过第二加药装置51、第三加药装置52向催化氧化反应池5前端分别投加h2o250mg/l及feso4400mg/l，进行催化氧化反应；(6)步骤(5)所得催化氧化反应液流至催化氧化反应池5尾端，首先通过第四加药装置53向反应区内投加naoh并调节反应液ph值为7～8，再通过第五加药装置54向其中投加pam50mg/l，得到含絮凝污泥的催化氧化反应液；(7)含絮凝污泥的催化氧化反应液通入mbr池6，经0.2μmptfe中空纤维过滤膜分离深度处理后，得到第二污泥和最终产水，第二污泥进入污泥脱水装置7进行脱水处理，所得脱水污泥外运处理。对上述步骤中的水质情况进行监测，所得结果记录于表2中。表2各阶段产水水质(单位：mg/l，ph无量纲)由表2可以看出，本实用新型提供的预处理+磁分离+催化氧化+mbr多级处理方法，能够有效去除废水中残留有机药剂和重金属污染物，运行成本低至1元/吨水，所得最终产水各指标均低于《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)中iii类标准限值。实施例2使用本实用新型处理系统处理广西河池某铅锌选矿厂废水，其选矿废水水质如表3所示：表3某铅锌选矿厂废水水质(单位：mg/l，ph值无量纲)水质指标codphcuzncdaspb含量584.26.580.84121.6340.1001.4495.277处理方法包括如下步骤：(1)选矿废水通入收集池1进行收集；(2)选矿废水收集液以200m3/h的流量通入预处理池2，通过第一加药装置21向其中投加50mg/l的na2s，进行搅拌混合10min，得到预处理水；(3)所述预处理水通入初沉池3静置沉淀30min，得到上层清液和第一污泥，第一污泥进入污泥脱水装置7进行脱水处理，所得脱水污泥外运处理；(4)上层清液进入填料为sio2-fe3o4复合材料的磁分离反应器4停留20min，得到磁分离反应器4产水；(5)磁分离反应器4产水通入初通入催化氧化反应池5，通过第二加药装置51、第三加药装置52向催化氧化反应池5前端分别投加h2o2100mg/l及feso4500mg/l，进行催化氧化反应；(6)步骤(5)所得催化氧化反应液流至催化氧化反应池5尾端，首先通过第四加药装置53向反应区内投加naoh并调节反应液ph值为7～8，再通过第五加药装置54向其中投加pam75mg/l，得到含絮凝污泥的催化氧化反应液；(7)含絮凝污泥的催化氧化反应液通入mbr池6，经0.1μmptfe中空纤维过滤膜分离深度处理后，得到第二污泥和最终产水，第二污泥进入污泥脱水装置7进行脱水处理，所得脱水污泥外运处理。对上述步骤中的水质情况进行监测，所得结果记录于表4中。表4各阶段产水水质(单位：mg/l，ph无量纲)由表4可以看出，此实施例废水具有较高浓度cod及低浓度重金属，通过对本实用新型中各参数的控制，能够有效去除废水中残留有机药剂和重金属污染物，运行成本为2元/吨水，所得最终产水各指标均低于《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)中iii类标准限值。实施例3使用本实用新型处理系统处理梧州岑溪某铅锌选矿厂废水，其选矿废水水质如表5所示：表5某铅锌选矿厂废水水质(单位：mg/l，ph值无量纲)水质指标codph值cuzncdaspb含量896.44.6315.7729.3913.4536.250.11处理方法包括如下步骤：(1)选矿废水通入收集池1进行收集；(2)选矿废水收集液以150m3/h的流量通入预处理池2，通过第一加药装置21向其中投加150mg/l的na2s，进行搅拌混合30min，得到预处理水；(3)所述预处理水通入初沉池3静置沉淀30min，得到上层清液和第一污泥，第一污泥进入污泥脱水装置7进行脱水处理，所得脱水污泥外运处理；(4)上层清液进入填料为sio2-fe3o4复合材料的磁分离反应器4停留60min，得到磁分离反应器4产水；(5)磁分离反应器4产水通入初通入催化氧化反应池5，通过第二加药装置51、第三加药装置52向催化氧化反应池5前端分别投加h2o2200mg/l及feso4600mg/l，进行催化氧化反应；(6)步骤(5)所得催化氧化反应液流至催化氧化反应池5尾端，首先通过第四加药装置53向反应区内投加naoh并调节反应液ph值为7～8，再通过第五加药装置54向其中投加pam100mg/l，得到含絮凝污泥的催化氧化反应液；(7)含絮凝污泥的催化氧化反应液通入mbr池6，经0.1μmptfe中空纤维过滤膜分离深度处理后，得到第二污泥和最终产水，第二污泥进入污泥脱水装置7进行脱水处理，所得脱水污泥外运处理。对上述步骤中的水质情况进行监测，所得结果记录于表6中。表6各阶段产水水质(单位：mg/l，ph无量纲)由表6可以看出，此实施例废水具有极高浓度cod及重金属污染物，通过对本实用新型中各参数的控制，能够有效去除废水中残留有机药剂和重金属污染物，运行成本为5.4元/吨水，所得最终产水各指标均低于《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)中iii类标准限值。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本

技术领域：

的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。当前第1页12