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浮選鎢礦廢水處理新技術(shù)鄭 祥 明 (湖南凈源環(huán)境工程有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410000)摘要：采用混凝沉淀技術(shù)處理鎢礦選礦廢水，通過(guò)試驗(yàn)確定HNJY新型高效復(fù)合絮凝劑作為混凝劑最為合適，投加量為120mg/l。本文介紹了HNJY新型高效復(fù)合絮凝劑應(yīng)用于鎢礦選礦廢水工程的工藝設(shè)計(jì)、技術(shù)參數(shù)、運(yùn)行費(fèi)用等。關(guān)鍵詞： 鎢礦廢水；混凝沉淀；新型高效復(fù)合絮凝劑；工藝設(shè)計(jì)Design of High Effect Compound Flocculent HNJY in the Reuse of Tungsten Mine WastewaterZheng Xiang Ming (Hunan Jingyuan Environmental Engineering CO.,LTD Hunan Changsha 410000)Abstract: The treatment of ore separating wastewater of tungsten mine by coagulation sedimentation was discussedThe result showed that the new-type and high effect compound flocculent HNJY was the best coagulation according to coagulating resultsThe optimum value for dosing high effect compound flocculent HNJY 120mgLthe technology design, the technical parameters and the running costs of the usage of the new-type and high effect compound flocculent HNJY in tungsten mine wastewater of housing estates. Key words: tungsten mine wastewater; coagulation sedimentation; the new-type and high effect compound flocculent HNJY; technology design0 引言湖南有色新田嶺鎢業(yè)有限公司位于湖南南大門(mén)郴州市西南9公里的石蓋塘，已探明鎢礦資源儲(chǔ)量30余萬(wàn)噸，鎢鉬礦石儲(chǔ)量超過(guò)一億噸，為特大型鎢礦床。選礦日最大排放量約6000m3，廢水與尾礦漿加入氫氧化鈣藥劑，去除重金屬離子，通過(guò)水泵提升至尾礦庫(kù)沉降，溢流水直接外排入下游水系。由于水中懸浮物含量較高，在浮選鎢礦的廢水中含有大量水玻璃等成份，使得懸浮物難以沉降，經(jīng)監(jiān)測(cè)懸浮物超過(guò)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。因此，鎢礦選礦廢水如果不治理而直接排放，將對(duì)周邊環(huán)境造成較大影響，尋求經(jīng)濟(jì)有效的處理方法顯得尤為必要1。1 試驗(yàn)情況和試驗(yàn)結(jié)果分析試驗(yàn)主要設(shè)備為：WT-2000型酸度計(jì)，HM202型電子分析天平，GL-2000原子吸收光譜儀，MY3000-6H型六聯(lián)攪拌器，HTU390型數(shù)字濁度儀，OPR電極計(jì)，C20電導(dǎo)率電極。試驗(yàn)主要試劑：工業(yè)用三氯化鐵FeC13，陰離子聚丙烯酰胺PAM（分子量1600萬(wàn)），陽(yáng)離子聚丙烯酰胺CPAM（分子量800萬(wàn)），聚硅酸鋁鐵絮凝劑（PSFA），復(fù)合高效絮凝劑（HNJY）。本試驗(yàn)中試劑均采用干投法。1.1 試驗(yàn)用水本試驗(yàn)研究用水取自新田嶺鎢礦鎢業(yè)有限公司尾礦庫(kù)出水。原水樣水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表12。表一 原水樣水質(zhì)指標(biāo)序號(hào)pHCODSSPbZnSn17.3552112000.070.080.0527.4842115000.080.120.0737.3657102400.040.120.0647.5849108570.070.130.08注：除pH值無(wú)量綱外，其他單位均為mg/l通過(guò)表1中數(shù)據(jù)可以得出，該廢水主要是懸浮物過(guò)多，SS值嚴(yán)重超標(biāo)，廢水呈現(xiàn)乳白色狀，若廢水直接排入水體將會(huì)造成極大污染。1.2 混凝沉降試驗(yàn)在進(jìn)行混凝沉降之前，先用上述絮凝劑進(jìn)行篩選試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)陽(yáng)離子聚丙烯酰胺、聚硅酸鋁鐵絮凝劑對(duì)于水樣絮凝效果不明顯，分析原因如下，廢水中含大量的硅酸鹽，HSiO3-帶負(fù)電（膠粒帶負(fù)電），與H3O+產(chǎn)生水化作用的原因，陽(yáng)離子聚丙烯酰胺、聚硅酸鋁鐵絮凝劑中和了膠粒的電性，但不能壓縮絮凝物，所以沒(méi)有明顯的沉降效果。取一組500mL的礦山廢水，在不調(diào)整其pH值條件下分別加入工業(yè)用三氯化鐵FeC13、陰離子聚丙烯酰胺PAM、復(fù)合高效絮凝劑（HNJY），三氯化鐵FeC13、陰離子聚丙烯酰胺PAM操作如下：先快速攪拌2分鐘(攪拌速度為150rmin)，再慢速攪拌15分鐘拌速度為20-40rmin)，復(fù)合高效絮凝劑（HNJY）操作條件如下：快速攪拌5分鐘(攪拌速度為150rmin)然后靜置3。在5、10、15、20、50、60分鐘時(shí)取上清液測(cè)定剩余濁度，處理結(jié)果見(jiàn)圖1所示。 圖1 混凝沉降曲線Fig1.Curve of Coagulating Edimentation從圖1可以看出，當(dāng)沉淀時(shí)間到8分鐘后，使用復(fù)合高效絮凝劑出水濁度已小于2NTU，在靜沉70分鐘后三氯化鐵FeC13、陰離子聚丙烯酰胺出水濁度在80NTU左右，不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。1.3 絮凝劑用量取數(shù)組500mL的浮選鎢礦尾礦庫(kù)廢水，分別投加不同量高效絮凝劑（HNJY），分別快速攪拌5分鐘(攪拌速度為150rmin)然后靜置，再觀察廢水中礬花生成情況，能夠生成粗大的礬花即為達(dá)到試驗(yàn)結(jié)果。最佳投藥量如圖2所示。 圖2 不同投藥量試驗(yàn)結(jié)果Fig2.The Text Results of Coagulant in Different Dosing Capacities從圖2中可以看出，當(dāng)投加量達(dá)到120ppm時(shí)才能達(dá)到滿意的沉淀效果，當(dāng)投加量達(dá)不到要求時(shí)，沉淀效果不明顯，說(shuō)明當(dāng)藥劑少時(shí)，不足以破壞膠體的穩(wěn)定性，不能壓縮膠體的雙電層，不能使其失穩(wěn)。1.4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果圖片注：圖中左瓶?jī)?nèi)為經(jīng)過(guò)復(fù)合高效絮凝劑（HNJY）處理后的廢水，右瓶為處理前原水。1.5 高效復(fù)合絮凝劑性質(zhì)、成份高效復(fù)合絮凝劑是一項(xiàng)結(jié)合無(wú)機(jī)、有機(jī)絮凝劑的特點(diǎn)，有機(jī)絮凝劑對(duì)膠體吸附架橋能力強(qiáng)，無(wú)機(jī)成份具有電中和作用，在與膠體電中和后，有機(jī)絮凝機(jī)發(fā)生吸附架橋反應(yīng)，同時(shí)無(wú)機(jī)成份成為絮凝體的晶種，使細(xì)小的懸浮物快速絮凝沉淀。高效復(fù)合絮凝劑成份如表2所示：主要成分含量wt%備注Al2O325.5無(wú)毒性、無(wú)危險(xiǎn)性K2O0.2CaO21.3SiO244.5Cl-0.2FeO5.5MgO0.3有機(jī)成分2.52 浮選鎢礦廢水處理工程設(shè)計(jì)2.1 鎢礦廢水處理工藝流程原水尾礦庫(kù)反應(yīng)池沉淀池高效復(fù)合絮凝劑尾礦庫(kù)泵清水池排放或回用污泥圖3 廢水處理系統(tǒng)工藝流程圖Fig3 Wastewater Treatment of Technological Process diagram2.2 鎢礦廢水處理工藝流程簡(jiǎn)介提升泵將尾礦庫(kù)中廢水送入一級(jí)絮凝池。在管道上安裝一在線流量計(jì)，由于絮凝池采用液下攪拌裝置，攪拌效率高，由此大幅度縮短了礬花形成的時(shí)間。絮凝劑從一級(jí)絮凝池上部的干粉投藥機(jī)投入，干粉投藥機(jī)帶有變頻器，可以調(diào)節(jié)絮凝劑投加量。絮凝劑調(diào)節(jié)器可以根據(jù)污水的狀況、水量調(diào)節(jié)絮凝劑的投入量。絮凝劑的投入量可經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)確定好的，運(yùn)轉(zhuǎn)中也可以從監(jiān)視窗口根據(jù)礬花的形成情況調(diào)節(jié)到最佳的投入量。經(jīng)過(guò)一級(jí)絮凝池?cái)嚢韬蟮奈鬯?jīng)溢流進(jìn)入二級(jí)絮凝池。二級(jí)絮凝池的攪拌速度較一級(jí)慢一些，主要目的是對(duì)一級(jí)絮凝池?cái)嚢栊Ч难a(bǔ)充和促成較大礬花的形成。污水及礬花進(jìn)入緩流載體分格斜板沉淀池，污水通過(guò)沉淀池時(shí)，水中的礬花沉降下來(lái)，上清液進(jìn)入清水池進(jìn)行排放或回用。沉淀污泥從污泥槽出口排至尾礦庫(kù)。2.3 HNJY復(fù)合高效絮凝劑技術(shù)此項(xiàng)技術(shù)結(jié)合了有機(jī)和無(wú)機(jī)絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)，打破了污水處理的常規(guī)，解除了現(xiàn)在使用的絮凝劑和污水處理劑對(duì)環(huán)境可能存在的隱患。通過(guò)對(duì)污水的超速處理，使處理設(shè)備大大簡(jiǎn)化, 土地占用面積大幅減少，并且將污水處理運(yùn)營(yíng)成本降低到目前國(guó)內(nèi)外的最低水平。產(chǎn)品具有如下優(yōu)點(diǎn)：1）沉降速度極快，直接縮短工藝流程，大幅度的減少了基礎(chǔ)建設(shè)成本及節(jié)約了土地使用面積，處理過(guò)程時(shí)間短，比傳統(tǒng)的處理工藝節(jié)約占地面積2/3； 2）處理后形成的沉降渣呈抱團(tuán)狀，不易碎，污泥含水率為85%，脫水性好；3）添加量為10ppm，運(yùn)營(yíng)成本比傳統(tǒng)成本可降低到30%到50%。4）處理后水質(zhì)濁度小于2NTU，出水水質(zhì)優(yōu)于雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；5）產(chǎn)品無(wú)毒、無(wú)腐蝕，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染2.4本工程設(shè)計(jì)參數(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)2.4.1設(shè)計(jì)參數(shù)本工程設(shè)計(jì)按設(shè)計(jì)流量為125m3/h，反應(yīng)池反應(yīng)時(shí)間為8min，反應(yīng)池有效容積17m3，一級(jí)潛水?dāng)嚢铻槎_(tái)，功率3.0KW，共計(jì)2臺(tái)，二級(jí)潛水?dāng)嚢铻槎_(tái)，功率2.2KW，共計(jì)2臺(tái)，沉淀池表面負(fù)荷為4m3/m2 h，沉淀池表面積31m2，設(shè)計(jì)為二級(jí)平流式沉淀池。2.4.2主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1) 運(yùn)行費(fèi)用：0.6元/噸；2) 總投資：67.5萬(wàn)元；3) 占地面積：50平方米；4) 高效絮凝劑費(fèi)用:0.5元/m3；5) 電耗:0.12KWh/m3。4 設(shè)計(jì)特點(diǎn)及應(yīng)用前景4.1設(shè)計(jì)特點(diǎn) 由于各類(lèi)采礦廢水含有金屬離子、大量懸浮物質(zhì)等污染物質(zhì)，根據(jù)環(huán)保部門(mén)對(duì)采礦廢水處理要求及減輕企業(yè)對(duì)于環(huán)保投資的需求，最好找到一種新型污水處理技術(shù)替代原有傳統(tǒng)處理工藝，在此背景下我公司研發(fā)出高效一體化污水處理設(shè)備4。本工程具有如下特點(diǎn)：1) 采用環(huán)保型HNJY新型高效復(fù)合絮凝劑做為混凝劑，具有加藥系統(tǒng)簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高；2) 產(chǎn)生的污泥含水率低，極易于脫水，通過(guò)簡(jiǎn)單的干化工藝后污泥就達(dá)到填埋要求或用于其他用途；3) 本工藝不但適用于鎢礦廢水處理達(dá)到外排要求，同時(shí)出水可以用于旱季中水回用，而且通過(guò)類(lèi)似工程證明這種工藝能夠用于含有懸浮物處理；4) 本工程具有施工周期短，投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、占地面積小、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。5) 采用緩流載體分格斜板沉淀池斜板沉淀池技術(shù)。4.2應(yīng)用前景我國(guó)每年因采礦產(chǎn)生的廢水約占全國(guó)工業(yè)廢水排放總量的10% 以上，而處理率僅為4.23%5，絕大部分未經(jīng)處理的廢水直接排入江河湖海，對(duì)環(huán)境造成極大污染。找到一種技術(shù)使礦山廢水經(jīng)過(guò)處理后進(jìn)行中水回用，而這種技術(shù)具有節(jié)約投資、處理效果穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，必將是今后未來(lái)礦