CN102276112A - 有色金属矿浮选废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有色金属矿浮选废水的处理方法，属于水处理领域。该方法包括：将浮选工艺段排水加入碱液，调节pH后混合搅拌，再加入PAC后排入混凝沉淀池，在沉淀池中去除重金属沉淀物和部分悬浮物；混凝沉淀池出水加入酸调节pH值后，进入好氧生化反应器，在好氧生化反应器中去除浮选时残留的有机药剂；好氧生化反应器出水进入二次沉淀池，二次沉淀池出水过滤后回用到浮选工艺段作为浮选工艺用水。该方法工艺过程简单、运行稳定、吨水处理成本较低、处理后的出水能用于浮选工艺，达到减排的目的。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，特别是涉及一种适用于铅、锌、铜等有色金属矿浮选废水的处理方法。
背景技术
目前，国内外对于有色金属矿(如铅、锌、铜等有色金属矿)浮选废水的污染治理研究主要集中在环境污染控制方面，即通过物理、化学等方法将废水彻底净化，做到达标排放。也有将清洁生产和水资源综合利用概念引入进来，即通过改革生产工艺、强化企业管理、提高工人素质等手段来减少或消灭废物，达到减少有色金属矿浮选废水。
鉴于有色金属矿浮选废水重金属、SS浓度大、废水起泡性较强以及含有相当部分的难降解有机浮选药剂的特点，目前对有色金属矿浮选废水污染治理目前常采用的方法有：化学沉淀法、混凝沉淀法、吸附法等。其中，化学法是向废水中投加某些化学物质，使它和废水中欲去除的污染物发生直接的化学反应，生成难溶于水的沉淀物而使污染物分离除去的方法。但由于化学法普遍要加入大量的化学药剂，并成为沉淀物的形式沉淀出来。这就决定了化学法处理后会存在大量的二次污染，如大量废渣的产生，而这些废渣的处理目前尚无较好的处理处置方法，所以对其在工程上的应用和以后的可持续发展都存在巨大的负面作用。
而混凝沉淀法作为一种基本的、廉价的废水污染净化处理方法，被广泛应用于各种废水处理厂。一般主要选用明矾、氯化铝、聚合硫酸铝(PAS)，聚合氯化铝(PAC)，聚合硫酸铁等无机混凝剂。它主要是通过向废水中添加上述无机混凝剂，通过吸附架桥、沉淀物网捕、压缩双电层等作用使胶体脱稳并聚结成大颗粒絮体而沉降。但是混凝沉淀法无法去除废水中溶解的浮选有机药剂，只能去除部分悬浮物与胶体。
吸附法是一种物质附着在另一种物质表面上的过程，在水处理中一般用于深度处理。水处理中的吸附剂多用多孔性的固相物质如活性炭、活化煤、焦炭、煤渣、吸附树脂等，其中以活性炭的使用最为普遍。吸附剂与吸附质之间的作用力一般认为有分子引力、化学键力、静电力。一般采用活性炭作为吸附物质在有色金属矿浮选废水处理中进行运用，虽然效果较好，但吸附物质饱和后需要更换或再生，且运行费用较高。
以上所述方法和工艺无法完全去除有色金属矿浮选废水中的重金属和有机浮选药剂，出水无法达到浮选工艺用水水质要求，只能排放到尾矿库或受纳水体中，不仅造成了资源了浪费而且造成了环境的污染。
发明内容
本发明实施方式的目的是提供一种有色金属矿浮选废水的处理方法，以短流程、低成本对有色金属矿浮选废水进行处理达到浮选水质的回用标准，具有安全可靠性高、投资小的特点，可以克服现有废水处理技术中存在的缺陷和不足。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施方式提供一种有色金属矿浮选废水的处理方法，该方法包括以下步骤：
将有色金属矿浮选工艺段排出的废水加入碱液并混合搅拌，调节废水的pH值为9以上(pH值为9或大于9)；
向调节pH值后的废水中加入PAC后使废水进入混凝沉淀池进行混凝沉淀，混凝沉淀池水力停留时间为1～2小时；
向混凝沉淀池的出水中加入酸调节废水的pH值为9以下(pH值小于9)后，使废水进入好氧生化反应器进行好氧反应，好氧生化反应器水力停留时间为6～8小时；
使好氧生化反应器的出水进入到二次沉淀池进行沉淀，二次沉淀池的水力停留时间为1.5小时；
二次沉淀池的出水过滤后的出水作为回用到有色金属矿浮选工艺的浮选用水。
上述方法中，向浮选工艺段排出的废水中加入的碱液为熟石灰乳；加入碱液后采用以下方式混合搅拌：
加入碱液后利用穿孔曝气管或机械搅拌器对废水进行混合，搅拌强度为20～50W/m3。
上述方法中，加入碱液的质量浓度为10％。
上述方法中，进行混凝沉淀的混凝沉淀池为中心进水周边出水的幅流式沉淀池，混凝沉淀池内设有中心传动刮泥机，混凝沉淀池的表面负荷为1.0～2.0m3/m2·h。
上述方法中，向混凝沉淀池的出水中加入的酸采用硫酸。
上述方法中，所述加入的酸液质量浓度为10％。
上述方法中，好氧生化反应器内污泥浓度控制在4～g//L，溶解氧浓度为2～4mg/L。
上述方法中，好氧生化反应器内采用曝气软管曝气，曝气的汽水比为3∶1～6∶1。
上述方法中，二次沉淀池采用中心进水周边出水的幅流式沉淀池，二次沉淀池内设有中心传动刮泥机，二次沉淀池的表面负荷为1.5m3/m2·h。
上述方法中，二次沉淀池的出水过滤采用纤维转盘过滤器，滤速为20～30m/h。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，采用本发明实施方式的处理方法对有色金属矿浮选废水进行处理，处理后废水完全能够达到浮选工艺水水质标准。该工艺流程简单易行，投资小，运行费用低，抗冲击能力强，处理效果好，能够承受30％的单次冲击，10％的连续冲击；采用加碱和混凝沉淀能够去除废水中的大部分重金属离子，防止对后续生化系统中对微生物的抑制；好氧生化反应器能够去除废水中残留的有机药剂，如乙硫氮、丁黄药、二号油、苯胺黑药等，去除率95％左右，并对残留的重金属离子进行生物富集，在排泥过程中去除，出水COD低于50mg/L；过滤采用纤维转盘过滤器，该过滤装置占地小，过滤速度大，最大能达到30m/h，能够边过滤边反洗，反洗水量小，为过滤水量的1～3％，能够承受较大进水悬浮物浓度，最大能够达到100mg/L，出水悬浮物浓度在5mg/L，浊度低于3度，能够直接回用到浮选工艺作为工艺用水。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面对本发明实施例作进一步地详细描述。
实施例一
本发明实施例提供一种有色金属矿浮选废水的处理方法，适用于对铅、锌、铜等有色金属矿浮选废水的处理与回用，该方法包括以下步骤：
步骤1：将有色金属矿浮选工艺段排出的废水加入碱液并混合搅拌，碱液可采用熟石灰乳或电石渣乳浊液，碱液配置质量浓度为10％，通过螺杆泵投加，搅拌可用穿孔曝气管或机械搅拌器，搅拌强度为20～50W/m3，调节pH值到9以上(pH值到9以上是指pH值为9或大于9)，但pH值不超过10；
步骤2：向调节pH值后的废水加入PAC(聚合氯化铝)后排入混凝沉淀池进行混凝沉淀，PAC的质量浓度为10％，通过计量泵投加到混凝沉淀池的进水管中，混凝沉淀池采用中心进水周边出水的幅流式沉淀池，混凝沉淀池内采用中心传动刮泥机，混凝沉淀池的表面负荷为1.0～2.0m3/(m2·h)，混凝沉淀池水力停留时间为1～2h；
步骤3：向混凝沉淀池的出水加酸调节废水pH值小于9后，加入的酸可采用硫酸，酸的质量浓度为10％，硫酸通过计量泵投加到管道内，调节后废水pH值低于9，但高于7，使废水进入好氧生化反应器进行好氧反应，好氧生化反应器内污泥浓度控制在4～6g/L，溶解氧浓度为2～4mg/L，采用曝气软管曝气，曝气的汽水比为3∶1～6∶1，好氧生化反应器水力停留时间为6～8h；
步骤4：好氧生化反应器的出水进入到二次沉淀池进行沉淀，二次沉淀池采用中心进水周边出水的幅流式沉淀池，二次沉淀池采用中心传动刮泥机，二次沉淀池表面负荷为1.5m3/(m2·h)，二次沉淀池水力停留时间为1.5h；
步骤5：二次沉淀池出水过滤后回用到有色金属矿的浮选工艺，过滤可采用纤维转盘过滤器，滤速为20～30m/h，过滤后的出水作为有色金属矿浮选工艺的工艺用水。
上述方法的步骤2中废水调节pH并加入PAC后，废水中的重金属如Cu、Cr、Cd、Zn、Pb等产生碱性沉淀物，通过混凝沉淀池与水分离，出水重金属浓度低于后续好氧生化反应器中活性污泥的抑制浓度。
上述方法的步骤3中好氧生化反应器能够去除废水中残留的有机药剂，如乙硫氮、丁黄药、二号油、苯胺黑药等，去除率95％左右，并对残留的重金属离子进行生物富集，在排泥过程中去除，出水COD低于50mg/L。
上述方法的步骤4中活性污泥与处理后的废水在二次沉淀池内分离，分离后的大部分污泥回到好氧生化反应器中，小部分污泥排出系统。
上述方法的步骤5中纤维转盘过滤器反洗水回到好氧生化反应器内，过滤后的出水作为浮选工艺用水。
采用本发明实施方式的处理方法对有色金属矿浮选废水进行处理，处理后废水完全能够达到浮选工艺水水质标准。该工艺流程简单易行，投资小，运行费用低，抗冲击能力强，处理效果好，能够承受30％的单次冲击，10％的连续冲击；采用加碱和混凝沉淀能够去除废水中的大部分重金属离子，防止对后续生化系统中对微生物的抑制；好氧生化反应器能够去除废水中残留的有机药剂，如乙硫氮、丁黄药、二号油、苯胺黑药等，去除率95％左右，并对残留的重金属离子进行生物富集，在排泥过程中去除，出水COD低于50mg/L；过滤采用纤维转盘过滤器，该过滤装置占地小，过滤速度大，最大能达到30m/h，能够边过滤边反洗，反洗水量小，为过滤水量的1～3％，能够承受较大进水悬浮物浓度，最大能够达到100mg/L，出水悬浮物浓度在5mg/L，浊度低于3度，能够直接回用到浮选工艺作为工艺用水。
上述方法的步骤1中，可采用穿孔曝气管曝气对废水进行曝气搅拌，曝气搅拌汽水比为5∶1～8∶1。
上述方法的步骤1中，可采用浸没式推流器作为机械搅拌器对废水进行搅拌。
上述方法的步骤2中，加入质量浓度10％的PAC溶液1～2mL/L(即每升废水中加入1～2mL质量浓度10％的PAC溶液)。
上述方法的步骤2中，作为混凝沉淀池的幅流式沉淀池，可采用水深为3～4.8m的幅流式沉淀池。
上述方法的步骤3中，好氧生化反应器可采用圆形也可采用矩形，若采用矩形好氧生化反应器，其长宽比为3∶1～4∶1。
上述方法的步骤4中，作为二次沉淀池的幅流式沉淀池，可采用矩形，其长宽比为3∶1～4∶1，沉淀池的水深为3.6～5.4m。
上述方法的步骤4中，作为二次沉淀池的幅流式沉淀池可采用重力排泥。
上述方法的步骤5中过滤用的纤维转盘过滤器，采用滤盘直径为900～1500mm的纤维转盘过滤器。过滤用的纤维转盘过滤器滤盘的转速可控制在0.5～2r/min。
本发明实施例提供的处理方法，用于有色金属矿浮选废水的处理与回用，特别适用于对铅、锌、铜等有色金属矿浮选废水的处理与回用。具有工艺流程简单易行，投资小，运行费用低，抗冲击能力强，处理效果好的优点。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种有色金属矿浮选废水的处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
将有色金属矿浮选工艺段排出的废水加入碱液并混合搅拌，调节废水的pH值为9以上；
向调节pH值后的废水中加入PAC后使废水进入混凝沉淀池进行混凝沉淀，混凝沉淀池水力停留时间为1～2小时；
向混凝沉淀池的出水中加入酸调节废水的pH值为9以下后，使废水进入好氧生化反应器进行好氧反应，好氧生化反应器水力停留时间为6～8小时；
使好氧生化反应器的出水进入到二次沉淀池进行沉淀，二次沉淀池的水力停留时间为1.5小时；
二次沉淀池的出水过滤后的出水作为回用到有色金属矿浮选工艺的浮选用水。
2.根据权利要求书1所述的有色金属矿浮选废水的处理方法，其特征在于，
所述方法中，向浮选工艺段排出的废水中加入的碱液为熟石灰乳或电石渣乳浊液；加入碱液后采用以下方式混合搅拌：
加入碱液后利用穿孔曝气管或机械搅拌器对废水进行混合，搅拌强度为20～50W/m3。
穿孔管曝气搅拌汽水比为5∶1～8∶1
3.根据权利要求书1或2所述的有色金属矿浮选废水的处理方法，其特征在于，
所述方法中，加入碱液的质量浓度为10％。
4.根据权利要求书1所述的有色金属矿浮选废水的处理方法，其特征在于，
所述方法中，进行混凝沉淀的混凝沉淀池为中心进水周边出水的幅流式沉淀池，混凝沉淀池内设有中心传动刮泥机，混凝沉淀池的表面负荷为1.0～2.0m3/m2·h。
5.根据权利要求书1所述的有色金属矿浮选废水的处理方法，其特征在于，
所述方法中，向混凝沉淀池的出水中加入的酸采用硫酸
6.根据权利要求书1所述的有色金属矿浮选废水的处理方法，其特征在于，
所述加入的酸液质量浓度为10％。
7.根据权利要求书1所述的有色金属矿浮选废水的处理方法，其特征在于，
所述方法中，好氧生化反应器内污泥浓度控制在4～6g/L，溶解氧浓度为2～4mg/L。
8.根据权利要求书1或7所述的有色金属矿浮选废水的处理方法，其特征在于，
所述方法中，好氧生化反应器内采用曝气软管曝气，曝气的汽水比为3∶1～6∶1。
9.根据权利要求书1所述的有色金属矿浮选废水的处理方法，其特征在于，
所述方法中，二次沉淀池采用中心进水周边出水的幅流式沉淀池，二次沉淀池内设有中心传动刮泥机，二次沉淀池的表面负荷为1.5m3/m2·h。
10.根据权利要求书1或8所述的有色金属矿浮选废水的处理方法，其特征在于，
所述方法中，二次沉淀池的出水过滤采用纤维转盘过滤器，滤速为20～30m/h。
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