石灰-絮凝沉降法處理選礦廢水

更新時間：2008-11-24 15:41 來源：作者: 閱讀：2594

平江黃金洞礦業有限責任公司是一家采選冶聯合企業，公司的主要生產廢水為選礦廢水，日排放量約1000t。該廢水通過尾砂輸送泵排入尾砂庫沉降，溢流水直接外排。由于原水中懸浮物含量較高，且在選礦工藝中使用了含有水玻璃等起分散作用的選礦藥劑，經監測懸浮物超標20倍以上，砷超標5倍以上，對環境造成極大破壞，2004年被省環保局列入限期治理項目。受該公司委托，湖南有色金屬研究院對該公司選礦廢水進行了處理試驗研究，確定該選礦廢水處理工藝為先膠體脫穩再絮凝沉降，并進行了工業應用設計。工程于2004年8月竣工，經當地環保監測部門監測，出水中的主要污染物pH<9、SS<50、As<0.1mg/L，實現廢水達標排放。

1 試驗部分

1.1廢水水質

治理前廢水水質監測結果列于表1。該廢水為尾礦庫溢流水，由于在選礦過程中加了硅酸鈉(一種強分散劑)使礦漿中的微細泥塵形成一個很穩定的膠體分散系，在自然狀態下即使靜置半個月，該廢水也不會澄清。該廢水外觀呈米湯色、渾濁，其主要污染因子為SS、As、COD，尤以SS、As為甚。要求處理后廢水達到污水綜合排放標準《GB8978-1996》一級標準。

1.2試驗原理

        膠體的微粒處于懸浮均勻分布的狀態而不被破壞，具有穩定性。膠體因分散微粒細小，布朗運動產生的擴散作用可以對抗重力而具有沉降穩定性。但因膠體又是多相分散系，擁有廣闊的相間界面和巨大的自由能，其微細粒子趨向于相互結合為粗粒聚集體，因而具有聚合不穩定性。

        從尾礦庫出來的廢水含有大量難以沉降的懸浮物，具有膠體的物理化學特性。處理該廢水首先考慮通過加酸、堿或強電解質(通常使用石灰乳)，使廢水中的懸浮物從穩態中解脫。廢水中的As能夠與多種金屬形成難溶化合物，形成難溶化合物的反應大多是在較高pH值條件下進行的，因此通過加入石灰乳就可以達到既破壞廢水的膠體穩定性，又同時可沉淀去除廢水中的砷，然后再通過絮凝劑絮凝吸附以及對顆粒態砷的網捕，去除廢水中懸浮物及其它雜質。石灰除砷的反應式如下：

        Ca(OH)₂+2H₃AsO₃----Ca(AsO₂)₂+4H₂O

1.3試驗方法

        先往試驗水中加入一定量的石灰乳，控制不同的反應pH值，在相同的攪拌條件下(120r/min)反應10min，然后靜置沉降30min。再在六聯混凝攪拌器上進行混凝試驗，水量為1000mL。混凝條件為先以250r/min的轉速快攪2min，再以60r/min的轉速慢攪10min，然后靜止沉降一段時間，以虹吸法在液面2cm處取上清液200mL進行相應指標的分析，確定最佳的反應pH值和絮凝劑用量。聚合氯化鋁具有混凝性能好，生成的礬花大，投藥量少，效率高，沉降快等優點。因此絮凝劑采用聚鋁進行試驗。

1.4試驗結果

        通過試驗確定最佳反應pH值應≥11，試驗結果分別列于表2、表3。

        從試驗結果可以看出，該絮凝渣較易沉降。由于原水SS含量高，加入石灰和絮凝劑反應后5min，廢水中的絮體即迅速沉降，前15min的沉降速度較快，As和SS含量隨之迅速減少，20wan以后，沉降速度轉慢，基本屬于減速沉降；60min以后，進入壓縮沉降階段，渣水比為1：3，2h后渣水比為1：6。

2 工程部分

2.1設計方案

        根據試驗結果，結合企業實際隋況，設計案如下：

        1.廢水處理工程位于現尾砂輸送二級泵房左側。考慮到企業規模擴張，設計廢水處理能力1500m³/d。
        2.尾砂庫溢流水通過管道輸送至折流隔板反應池入口，同時加石灰乳并控制pH值≥11.0。然后加入絮凝劑PAC，加入量20mg/L。在隔板反應池中進行絮凝反應后通過配水孔自流人斜板沉淀池進行固液分離。
        3.斜板沉淀池設計表面負荷q=1.54m³/m²•h，廢水停留時間為2h。上清液經溢流水堰自流至清水池外排(調pH值<9)或回用至煙氣脫硫系統作補充水。
        4.斜板底流通過排泥溝收集后自流入泥漿池，然后通過現有尾砂輸送泵輸送到現有尾砂庫沉淀。

2.2經濟技術指標

        廢水處理生產運行材料消耗明細列于表4。整個工程投資約30萬元，年運行費用不超過6萬元。2004年l0月，當地環境監測部門對該廢水治理設施進行了驗收監測，結果顯示其主要污染因子SS<50mg/L、As<0.01mg/L、色度5.8，遠遠低于污水綜合排放標準((GB8978-l996》一級標準。監測結果列于表5。