銅冶煉廢水深度除氟技術主要涉及到處理銅冶煉過程中產生的含氟廢水。以下是對該技術的詳細介紹:
一、含氟廢水的來源與危害
在銅冶煉生產過程中,由于原材料銅精礦中含有氟物質,因此會產生大量含氟廢水。這些廢水如果未經妥善處理就排放到環境中,會對環境和人類身體健康造成嚴重危害。
二、除氟技術的主要方法
目前,處理含氟廢水的方法主要有沉淀法和吸附法。
1. 沉淀法:包括化學沉淀法和混凝沉淀法。
化學沉淀法:通過在含氟廢水中加入能夠和F-反應并生成沉淀物質的離子,將F-從水中分離。這種方法具有方法簡單、費用低、效果好的優點,尤其適用于高濃度含氟廢水的處理。常用的沉淀劑有石灰、電石渣和氯化鈣等。
混凝沉淀法:通過在含氟廢水中加入能夠與F-反應生成膠體和難溶物質的具有凝聚能力的物質。與化學沉淀法相比,該方法使用藥劑量少,處理量大,且經過一次處理后,氟化物質量濃度即可降到10mg/L以下。
2. 吸附法:利用多孔性的固體吸附劑,以分子引力或化學鍵力將F-吸附到其表面,然后再進行解吸,以實現分離和富集。這種方法主要適用于進水量較小、低濃度含氟廢水的深度處理。吸附劑主要包括人工合成吸附劑和天然吸附劑兩類。
三、沉淀法深度除氟技術優化
針對銅冶煉廢水水質成分復雜、水量較大的特點,可以采用沉淀法進行深度除氟,并優化沉淀劑類型、投加量及反應條件。以下是一些優化措施:
1. 篩選合適的沉淀劑:通過對比不同沉淀劑的除氟效果,篩選出適用于銅冶煉廢水的沉淀劑。例如,采用PAC(聚合氯化鋁)除氟效果優于氯化鎂和氯化鈣,說明處理低濃度的含氟廢水采用混凝法的除氟效果優于化學沉淀法。
2. 確定最佳投加量:通過實驗確定最佳沉淀劑投加量,以在保證除氟效果的同時降低成本。例如,當采用硫酸鋁作為沉淀劑時,投加量為F-質量濃度的170倍(用石灰調pH)或300倍(用片堿調pH)時,可實現處理后水中F-質量濃度小于2mg/L的目標。
3. 優化反應條件:通過調整反應時間、pH值等條件,提高除氟效果。例如,將反應時間控制在45min左右,pH值調整在8.0左右,可以取得較好的除氟效果。
四、實際應用案例
某銅冶煉公司水處理系統設計規模為4000m3/d,主要用于處理初期雨水及事故廢水。該公司采用“生物制劑+片堿(pH為9\~10)+硫酸(回調pH為6\~9)”的藥劑組合處理工藝,但現有的處理工藝基本無法實現除氟功效。經過優化后的沉淀法深度除氟技術,該公司成功實現了廢水中F-的去除,處理后水體中F-質量濃度小于2mg/L,且出水中的Cu、As、Zn等污染物的濃度也滿足國家相關排放標準。
銅冶煉廢水深度除氟技術是一項重要的環保技術,通過選擇合適的沉淀劑、確定最佳投加量并優化反應條件,可以實現銅冶煉廢水中F-的高效去除。