平江黃金洞礦業(yè)有限責(zé)任公司是一家采選冶聯(lián)合企業(yè)，公司的主要生產(chǎn)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(jīng)監(jiān)測懸浮物超標(biāo)20倍以上，砷超標(biāo)5倍以上，對環(huán)境造成極大破壞，2004年被省環(huán)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(jìn)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(wěn)再絮凝沉降，并進(jìn)行了工業(yè)應(yīng)用設(shè)計。工程于2004年8月竣工，經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保監(jiān)測部門監(jiān)測，出水中的主要污染物pH<9、SS<50、As<0.1mg/L，實現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放。

1 試驗部分

1.1廢水水質(zhì)

        治理前廢水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)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(qiáng)分散劑)使礦漿中的微細(xì)泥塵形成一個很穩(wěn)定的膠體分散系，在自然狀態(tài)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(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)《GB8978-1996》一級標(biāo)準(zhǔn)。

1.2試驗原理

        膠體的微粒處于懸浮均勻分布的狀態(tài)而不被破壞，具有穩(wěn)定性。膠體因分散微粒細(xì)小，布朗運(yùn)動產(chǎn)生的擴(kuò)散作用可以對抗重力而具有沉降穩(wěn)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(xì)粒子趨向于相互結(jié)合為粗粒聚集體，因而具有聚合不穩(wěn)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(xué)特性。處理該廢水首先考慮通過加酸、堿或強(qiáng)電解質(zhì)(通常使用石灰乳)，使廢水中的懸浮物從穩(wěn)態(tài)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(yīng)大多是在較高pH值條件下進(jìn)行的，因此通過加入石灰乳就可以達(dá)到既破壞廢水的膠體穩(wěn)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(tài)砷的網(wǎng)捕，去除廢水中懸浮物及其它雜質(zhì)。石灰除砷的反應(yīng)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(yīng)pH值，在相同的攪拌條件下(120r/min)反應(yīng)10min，然后靜置沉降30min。再在六聯(lián)混凝攪拌器上進(jìn)行混凝試驗，水量為1000mL?；炷龡l件為先以250r/min的轉(zhuǎn)速快攪2min，再以60r/min的轉(zhuǎn)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(jìn)行相應(yīng)指標(biāo)的分析，確定最佳的反應(yīng)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(yōu)點(diǎn)。因此絮凝劑采用聚鋁進(jìn)行試驗。

1.4試驗結(jié)果

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

        從試驗結(jié)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(yīng)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(zhuǎn)慢，基本屬于減速沉降；60min以后，進(jìn)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(shè)計方案

        根據(jù)試驗結(jié)果，結(jié)合企業(yè)實際隋況，設(shè)計案如下：

        1.廢水處理工程位于現(xiàn)尾砂輸送二級泵房左側(cè)。考慮到企業(yè)規(guī)模擴(kuò)張，設(shè)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(yīng)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(yīng)池中進(jìn)行絮凝反應(yīng)后通過配水孔自流人斜板沉淀池進(jìn)行固液分離。
        3.斜板沉淀池設(shè)計表面負(fù)荷q=1.54m³/m²•h，廢水停留時間為2h。上清液經(jīng)溢流水堰自流至清水池外排(調(diào)pH值<9)或回用至煙氣脫硫系統(tǒng)作補(bǔ)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(xiàn)有尾砂輸送泵輸送到現(xiàn)有尾砂庫沉淀。

2.2經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

        廢水處理生產(chǎn)運(yùn)行材料消耗明細(xì)列于表4。整個工程投資約30萬元，年運(yùn)行費(fèi)用不超過6萬元。2004年l0月，當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測部門對該廢水治理設(shè)施進(jìn)行了驗收監(jiān)測，結(jié)果顯示其主要污染因子SS<50mg/L、As<0.01mg/L、色度5.8，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)((GB8978-l996》一級標(biāo)準(zhǔn)。監(jiān)測結(jié)果列于表5。

3 結(jié)論

        用石灰-絮凝沉降法處理該類低含砷量、懸浮物不易沉降的選礦廢水具有工程投資省、處理效果穩(wěn)定可靠、運(yùn)行費(fèi)用低、可操作性強(qiáng)等特點(diǎn)。既可達(dá)標(biāo)排放，又可以處理后凈化水回用。目前，在該地區(qū)還有一些類似的選礦企業(yè)，其廢水都未得到有效的治理，該方法具有較好的推廣應(yīng)用價值和社會環(huán)境效益。
 

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