申请日2007.02.14
公开(公告)日2009.04.29
IPC分类号C02F1/42; B01J39/04; C05C5/00; C05C3/00; B01J41/04
摘要
本发明提供一种污水处理方法，特别涉及酸性矿山排水，包括以下步骤：a.中和酸;b.采用阳离子树脂通过离子交换去除阳离子;c.再生所述阳离子树脂;d.处理所述阳离子交换步骤的洗出液;e.采用阴离子交换树脂从阳离子去除步骤的污水中吸附阴离子;f.再生所述阴离子交换树脂。
权利要求书
1、一种污水处理方法，其中包括以下步骤：
a.中和酸;
b.采用阳离子树脂通过离子交换去除阳离子;
c.再生所述阳离子树脂;
d.处理所述阳离子交换步骤的洗出液;
e.采用阴离子交换树脂从阳离子去除步骤的污水中吸附阴离子;以及
f.再生所述阴离子交换树脂。
2、根据权利要求1所述的方法，其中通过加入游离碱型和OH型的弱到 中等碱性阴离子交换树脂来吸附过剩的酸来中和酸。
3、根据权利要求2所述的方法，其中所述弱到中等碱性阴离子交换树脂 同样用于阴离子的吸附。
4、根据前述任一权利要求所述的方法，其中采用硝酸作为洗提液(再生 剂)，以致洗出液包含以硝酸盐形式存在的阳离子。
5、根据权利要求4所述的方法，其中所述硝酸为高浓度的硝酸。
6、根据前述任一权利要求所述的方法，其中由通入氨气对所述阳离子交 换步骤的洗出液进行处理，以中和任何过剩的酸，利用空气或者氧气将亚铁 离子转化为高铁离子，得到PH值为3.5的氢氧化物沉淀物。
7、根据权利要求6所述的方法，其中通过过滤和干燥去除所述沉淀物。
8、根据权利要求6或7所述的方法，其中过滤液被调为中性PH值，并 被浓缩和结晶形成混合肥料的副产品。
9、根据前述任一权利要求所述的方法，其中所述阴离子交换树脂为具有 弱碱特性的树脂。
10、根据前述任一权利要求所述的方法，其中所述阴离子吸附步骤产生 的所述污水达到生活用水质量。
11、根据前述任一权利要求所述的方法，其中向流经所述树脂的硫酸铵 循环溶液中通入氨气，使所述阴离子交换树脂再生。
12、根据权利要求11所述的方法，其中通过泻放液流的方式将所述硫酸 铵从循环洗出液中去除，并将所述硫酸铵浓缩成饱和溶液或者结晶成固体肥 料。
13、根据权利要求10-13任一项所述的方法，其中利用净化剂柱去除生 活用水中的铵离子。
14、根据权利要求13所述的方法，其中所述净化剂柱采用氢酸型阳离子 交换树脂来吸附以铵根阳离子形式存在的氨。
15、根据权利要求14所述的方法，其中采用硫酸再生所述净化剂柱的负 载树脂，将所述洗出液中和并添加到所述阴离子再生的步骤产生的洗出液中。
说明书
污水处理方法
技术领域
本发明涉及包含污染环境的有毒物质，例如酸和金属的污水处理方 法，特别涉及但不局限于酸性矿山排水。
背景技术
酸性矿山排水(Acid Mine Drainage，AMD)是一种常见的矿山污水，其 中含有含硫矿物质并且能形成硫酸和金属硫酸盐。未处理的AMD会严重污染 水源和土壤。从煤、黄金和贱金属矿山排出的污水有很多种，而且这些污水 的成分就目前存在的有毒物质而言大不相同。
现有处理AMD的方法一般需要大量的资本支出，特别是在特定的污水处 理上，运作成本高昂。由于上述原因，通常对AMD进行部分处理或者不处理， 直接排入地下或露天水库。而部分处理或未处理的污水中的水分留在露天水 库中并且蒸发掉，这种做法相当不理想的，因为有毒成分仍然存在并且会从 水库中泄漏，而且在此处理过程中浪费了很多水。
目前通过高密度分离方法(High Density Separation，HDS)对AMD进 行预处理，这种方法产生污泥产品(存储在露天水库中)和中和矿井排水 (Neutralised Mine Drainage，NMD)，而无论把NMD排入河流还是用做农 业用水，都不是环境上可持续的。可以通过反渗透(Reverse Osmosis，RO) 或者生物处理(都会产生另外的有毒废物)对NMD进行进一步的处理，处理 后的水用作饮用水或者农业用水，不产生其他可销售的批量产品。
现有的AMD处理方案在经济上是不可行的，现有HDS技术的运作成本超 过了收入，当使用RO和/或者生物处理进一步对NMD处理时，成本会剧增。 所有上述处理方案，被认为是环境上不可持续的，因为上述两种方法都产 生有毒废料，并储存在矿泥堆和/或把一种具有潜在危险的污水排放到环 境中。
本发明内容
本发明的目的是提供一种污水处理方法，至少部分缓解上述问题的其中 一些问题。
为实现上述目的，本发明提供一种污水处理方法，包括以下步骤：
a.中和酸;
b.采用阳离子树脂通过离子交换去除阳离子;
c.再生阳离子树脂;
d.处理所述阳离子交换步骤的洗出液;
e.采用阴离子交换树脂从阳离子去除步骤后的污水中吸附阴离子;
f.再生所述阴离子交换树脂。
本发明的特征在于，通过加入游离碱型和OH型的弱到中等碱性离子交 换树脂来吸附过剩的酸来中和酸，所述阴离子交换树脂同样用于阴离子的吸 附。
本发明的另一特征在于，采用硝酸作为洗提液(再生剂)再生所述阳离 子树脂，以至洗出液包含以硝酸盐形式存在的阳离子，所述硝酸为高浓度的 硝酸。
本发明的再一特征在于，由通入氨气对所述阳离子交换步骤的洗出液进 行处理，以中和任何过剩的酸，利用空气或者氧气将亚铁离子转化为高铁离 子，得到PH值为3.5的氢氧化物沉淀物，通过过滤和干燥除去所述沉淀物， 过滤液被调为中性PH值，并被浓缩和结晶形成混合肥料的副产品。
本发明的再一特征在于，所述阴离子交换树脂为具有弱碱特性的树脂， 所述阴离子吸附步骤产生的污水达到生活用水质量。
本发明的再一特征在于，在所述阴离子交换树脂的再生过程中，向流经 所述树脂的硫酸铵循环溶液中通入氨气，使所述阴离子交换树脂再生，将PH 值维持在略高于7;通过泻放液流(by bleeding off a stream)的方式将 从所述硫酸铵从循环洗出液中去除，并将所述硫酸氨浓缩成饱和溶液或者结 晶成固体肥料。
本发明的另一特征在于，利用净化剂柱去除生活用水中的铵离子，所述 净化剂柱采用氢酸型阳离子交换树脂来吸附以铵根阳离子形式存在的氨;采 用硫酸再生所述净化剂柱的负载树脂再生，将洗出液中和并添加到阴离子再 生的步骤产生的洗出液中。
