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矿山酸性废水除重金属离子用纳滤膜工艺

文章出处:未知作者:admin发表时间:2013-03-25 14:23
        金属矿山废水主要来自采矿生产中排出的矿坑水、废石场的雨淋污水和选矿厂排出的洗矿、尾矿废水。由于金属矿体往往伴生着多种金属和硫化矿物在开采过程中这些矿物在空气、水和细菌的共同作用下形成硫酸硫酸高铁溶液并溶出矿石中的多种离子因而产生含铜、铁、铅、锌、镉、砷等的酸性废水。这些酸性废水腐蚀管道设备,污染地表水体和地下水体,破坏土壤、水生及陆生生态环境,极大地制约了工业、农业和渔业的可持续发展。

                                          
   
        传统的矿山酸性废水处理工艺大多采用化学沉淀中和法,这种方法的处理工艺过长、成本过高、易产生二次污染,并且没有回收有价金属,而膜分离技术对水与重金属进行循环利用,经膜分离处理的矿山酸性废水,可以实现重金属离子的“零排放”或“微排放”,并且浓缩液回收利用,节约了资源,使生产成本大大降低。

  纳滤膜是20世纪80年代末期问世的新型分离膜,是介于超滤和反渗透之间的一种压力驱动膜过程。纳滤膜具有纳米级的微孔并且大多荷电,具有筛分效应和Donnar电荷效应的分离特性。这使得纳滤膜不仅可以截留低分子量(200-100)物质,而且对溶解无机盐具有一定的截留能力,特别是对于二价离子,截留效果更好。矿山酸性废水中重金属离子大多数是以二价离子的形式存在,因此,应用纳滤处理矿山酸性废水具有一定优势。
  一、原水水质指标(mg/L)
  铜离子 78.83
  镍离子 16.56
  铅离子 9.96
  锌离子 18.28
  pH 值 3.0

  二、工艺流程
  矿山酸性废水→沉淀→活性炭柱→微滤→UV→纳滤膜→出水。活性炭柱吸附水中余氯,微滤用于进一步去除水中杂质,防止膜组件被污染,UV紫外杀毒,消除细菌微生物对纳滤膜的污染。

  三、成果
  经过长期检测,结果表明:
  1. 纳滤膜对矿山酸性废水中的重金属离子的脱除率能达到97%以上,渗透液除铜离子为1.5mg/L外,镍离子,锌离子,铅离子小于0.5mg/L,透过液中的重金属离子可以达标排放,浓缩液可进一步回收利用。
  2. pH对镍、铜、锌、铅的截留效果影响显著。主要是因为pH较高时,镍、铜、锌、铅主要以不溶性氢氧化物的形式存在,截留率高;pH较低时,镍、铜、锌、铅主要以离子形式存在,截留率低。
  3. 当母液循环流量较小时,浓差极化明显。应控制较大的进水流量或母液循环流量,以减轻浓差极化的不利影响。
  4. 纳滤膜对矿山酸性废水抗污染能力强,经纯水和0.1%氢氧化钠溶液反冲洗后,膜的纯水通量恢复率几乎达100%。
  综上所述,在资源匮乏和水危机的年代里,纳滤膜用于处理矿山酸性废水具有广阔的工业应用价值。