選礦廢水處理中和-混凝沉淀法

某選礦廠廢水分為各選廠沉淀池溢流水和尾礦庫回用多余的外排水，綜合廢水主要污染物為鋅、鉛、銅等重金屬離子和硫化物等非金屬污染物，廢水處理量設(shè)計(jì)規(guī)模為1200m3／d。以該選礦廠為例，對選礦廢水的工藝流程設(shè)計(jì)和處理效果進(jìn)行了初步探討。

1、設(shè)計(jì)進(jìn)出水質(zhì)

1．1 進(jìn)出水水質(zhì)

進(jìn)水水質(zhì)根據(jù)市環(huán)境監(jiān)測站監(jiān)測報(bào)告確定，出水水質(zhì)按《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB25466―2010確定。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)參數(shù)見表1。

1．2 系統(tǒng)工藝的選擇

目前，國內(nèi)已開發(fā)出混凝沉淀法、中和法、氧化法、自然凈化法等一系列選礦廢水處理方法。

1．2．1 混凝沉淀法

混凝法是常用的一種物理化學(xué)方法。混凝法泛指有機(jī)或無機(jī)絮凝劑使分散體系聚結(jié)脫穩(wěn)過程的方法。該法不僅適用于含懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)及可溶性污染物的廢水處理，也適用于毒性較大的重金屬離子廢水的處理。該法具有適應(yīng)性強(qiáng)、技術(shù)可行和經(jīng)濟(jì)合理的優(yōu)點(diǎn)。因此，混凝沉降法在選礦廢水處理中仍占主導(dǎo)地位。

1．2．2 中和法

中和法是采用適當(dāng)?shù)闹泻蛣┱{(diào)整pH值，使酸性或堿性廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)或回用水指標(biāo)，或?qū)?/span>pH值調(diào)至適合范圍，使溶解在廢水中的金屬離子形成氫氧化物沉淀而除去的方法。中和法具有適應(yīng)性強(qiáng)、工藝合理簡單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，且可利用礦廠附近酸性或堿性廢水作為中和劑，實(shí)現(xiàn)了以“廢”治“廢”綜合利用的目的，具有明顯的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。但酸堿中和法也存在結(jié)垢嚴(yán)重、沉淀污泥量大、易造成二次污染等弊端。

1．2．3 氧化法

氧化法是用以處理金銀礦、銅礦、鉛鋅礦選礦廢水中氰化物的一種方法。在氧化法中堿性氯化法是最常用的方法。氧化劑有次氯酸鈉、液氯。向含氰廢水中投加氯系氧化劑，使氰化物第一步氧化為氰酸鹽(稱之為不完全氧化)；第二步氧化為二氧化碳和氮(稱為完全氧化)?；瘜W(xué)氧化法其優(yōu)點(diǎn)為工藝簡單、氧化劑種類多、反應(yīng)迅速、處理效果好、沉淀少、設(shè)備投資少等，其缺點(diǎn)為化學(xué)藥劑用量大、成本高。

1．2．4 自然凈化法

自然凈化法是目前選礦廠普遍采用的一種方法。自然凈化法的構(gòu)筑物主要是各選礦廠因地制宜修建的各類沉淀池和尾礦庫，起到稀釋、水解、沉淀、生化作用。自然凈化的效果同環(huán)境溫度，歷時長短以及空氣接觸條件有關(guān)。經(jīng)過尾礦庫自然凈化后的水質(zhì)，多數(shù)可達(dá)到工業(yè)廢水排放的標(biāo)準(zhǔn)。由于該設(shè)計(jì)項(xiàng)目污水pH值呈堿性，重金屬主要以金屬硫化物、氧化物形式存在。因此該設(shè)計(jì)選用}昆凝法作為污水處理站的主要處理方法。

1．3 系統(tǒng)工藝流程

廢水處理廠設(shè)計(jì)采用：進(jìn)水一調(diào)節(jié)一曝氣一沉淀一過濾一回用處理工藝，其工藝流程見圖1。

廢水在預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池曝氣，調(diào)節(jié)水量并粗調(diào)pH值后，經(jīng)耐腐蝕自吸泵升至沉淀池，進(jìn)行一級沉淀，出水自流進(jìn)入二級沉淀池，同時依次加入聚丙烯酰胺(PAM)和聚合氯化鋁(PAC)，并投加硫酸調(diào)節(jié)pH值，經(jīng)過沉淀池沉淀后，使廢水中所含的sS、金屬硫化物和氧化物得以去除。沉淀池上清液自流入中間水池，進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)后由耐腐蝕自吸泵提升經(jīng)纖維球過濾器過濾去除SS和未凈化完全的污染物，確保出水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)。過濾器出水自流人清水池，清水池達(dá)標(biāo)出水部分流入集水池等待回用，部分經(jīng)排放口在線計(jì)量直接排放，清水池在線監(jiān)測水質(zhì)未達(dá)標(biāo)水回流至預(yù)曝氣進(jìn)行再次處理。經(jīng)潛污泵提升至曝氣池，經(jīng)曝氣除鐵后進(jìn)入絮凝沉淀池，加入PAC(投藥量為30mg／L)和PAM(投藥量為1mg／L)，經(jīng)機(jī)械絮凝池絮凝后自流入斜板沉淀池沉淀，使廢水中所含的Ss、金屬硫化物和氧化物進(jìn)一步得以去除。斜板沉淀池上清液進(jìn)人中間水池，進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)后由泵提升經(jīng)纖維束過濾器過濾去除ss和未凈化完全的污染物，確保出水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)。過濾器出水自流人清水池，清水池達(dá)標(biāo)出水部分流入集水池等待回用，部分經(jīng)排放口在線計(jì)量直接排放，清水池在線監(jiān)測水質(zhì)未達(dá)標(biāo)水回流至預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池進(jìn)行再次處理。沉淀池的底泥進(jìn)人污泥池，經(jīng)渣漿泵輸送至尾礦緩沖箱。

2、主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)

2. 1 預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池

為確保后續(xù)沉淀池的處理出水效果，進(jìn)入后續(xù)沉淀池的水量和污染物濃度的變化不能是突然變化的，但可以是連續(xù)變化的。設(shè)置預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池的作用在于減少流量波動，使待處理的廢水均質(zhì)。采用羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行曝氣，除去部分COD，并加入硫酸粗調(diào)pH值至10.5左右。設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池(地下式)尺寸大小為18．0m×6．0m×5m，有效容積為432m3，80UHB―ZK-50―15耐腐蝕泵(1用1備)，將廢水提升至沉淀池采用2臺HCIOOS型鼓風(fēng)機(jī)，1用1備，風(fēng)量為4．1m3／min，風(fēng)壓為50kPa，選用80UHB―ZK-50―15耐腐蝕泵2臺(1用1備)，水泵性能為Q=50m3／h，H=15m，P=7．5kW，將廢水提升至沉淀池。

2．2 沉淀池

廢水經(jīng)兩級沉淀，上清液自流進(jìn)入中間水池。污泥斗每斗均設(shè)單獨(dú)的電動排泥閥，污泥通過排泥管進(jìn)入污泥池。沉淀池尺寸為18．0m×6．0m×4．5m，表面負(fù)荷為1．8m3／m2，沉降表面積為54m2，超高為0．15m。

2．3 中間水池

廢水經(jīng)沉淀后進(jìn)人中間水池，中間水池尺寸為3．7m×6．0m×5．0m，有效容積為100m3，有效水深為4．4m，超高為0．6m。同時投加硫酸調(diào)節(jié)pH值至6～9，通過80UHB-ZK一50-30型耐腐蝕泵2臺(1用1備)，水泵性能為Q=50m3／h、H=30m、P=11kW，將廢水提升至纖維球過濾器。同時采用穿孔管向水中曝氣，攪拌氣體，達(dá)到快速混合的目的。

2．4 球過濾器

纖維球過濾采用2臺QLll500型纖維球過濾器，單臺處理能力為60m3／h，運(yùn)行功率為5．5kW單臺過濾器直徑為1．5m。

2．5 清水池

經(jīng)纖維球過濾器過濾后出水進(jìn)入清水池，清水水池尺寸為3．7m×5．2mx5．0m，有效容積為84．7m3，有效水深為4．4m，超高為0．6m。清水池出水自流至標(biāo)準(zhǔn)排放口。當(dāng)纖維球過濾器需要清洗時，通過80UHB．ZK-50―30型耐腐蝕泵，水泵性能為Q=50in3／h、H=30nl、P=11kW，將清水池中的水提升至纖維球過濾器進(jìn)行反洗，反沖洗排水排至預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池進(jìn)行再次處理。清水池未達(dá)標(biāo)出水回至預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池進(jìn)行再次處理，部分達(dá)標(biāo)水溢流至集水池供生產(chǎn)回用，剩余達(dá)標(biāo)水通過排放口排放。

2．6 污泥池

污泥池(地下式)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為3．7m×6．0m×5．0m，沉淀池污泥進(jìn)入污泥池，通過GMZ20-40型渣漿泵2臺(1用1備)，泵性能為Q=18m3／h、H=42．7m、P=11kW，將污泥送至選廠尾礦緩沖箱。

2．7 加藥系統(tǒng)

PAC和PAM投加均采用JY-0．5／0．6型加藥裝置各1臺，其攪拌機(jī)功率均為0．37kW，其計(jì)量泵投加功率均為O．25kW，PAC全天制備2次，PAM全天制備1次。稀硫酸選用1臺咖1200mm×2200mm貯罐用于硫酸的存儲和投加，計(jì)量泵投加功率為0．25kW。

3、各單元處理效果預(yù)測

各單元處理效果預(yù)測見表2。

4、結(jié)語

中和一混凝沉淀法作為選礦廢水處理工藝，具有沉淀效果顯著、處理工藝簡單、操作簡單、效率高和電耗較低等優(yōu)點(diǎn)，工程設(shè)計(jì)中參數(shù)取值可在實(shí)際運(yùn)行中予以校驗(yàn)總結(jié)，該處理工藝系統(tǒng)為選礦廢水回用處理提供了參考借鑒。（來源：西安有色冶金設(shè)計(jì)研究院）