尾礦污水處理.doc

1、污水處理，就到污水寶！尾礦污水處理最終尾礦和隨其排出或由其他作業(yè)排出的污水都需處理,以防止污染環(huán)境，便于回收再用,是選礦廠生產(chǎn)系統(tǒng)中不可分割的一個(gè)環(huán)節(jié)。尾礦通常均應(yīng)合理堆存。粗粒干尾礦（廢石或矸石）一般送廢石堆堆放，細(xì)粒漿狀尾礦則通過礦漿管道或流槽，以自流或泵送方式送至尾礦庫。有的尾礦可用作礦井充填料或建筑材料，有的尾礦因技術(shù)進(jìn)展或需要，可重新處理。一、堆存尾礦的設(shè)施尾礦庫多由堤壩圍堵而成，其中設(shè)有浮動(dòng)揚(yáng)水站或排水構(gòu)筑物，以排出庫中的尾礦澄清水和雨水。尾礦庫的形式有三種：山谷型，在谷口一面筑壩 ;山坡型，利用山坡階地兩面或三面筑壩 ; 平地型，在平地四周筑壩。應(yīng)盡量用山谷筑壩作尾礦庫，既節(jié)省投

2、資，又安全和便于管理。尾礦庫的容量應(yīng)能貯存選礦廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)年限的全部尾礦量。尾礦壩是尾礦設(shè)施中最重要的組成部分關(guān)系到尾礦的安全。尾礦壩隨尾礦的陸續(xù)排入而加高，可分兩期修筑：初期壩用當(dāng)?shù)赝痢⑹牧现赏杆畨?，以利于尾礦排水固結(jié)；后期壩利用尾礦堆積，一般向上游加高修筑，也有向下游筑壩或中間加高筑壩的。對(duì)于細(xì)顆粒尾礦 ,為提高壩身材料的粒度 ,常用水力旋流器將尾礦分級(jí)，高濃度的粗粒尾礦用于筑壩，溢流排入尾礦庫。二、尾礦水和廢水處理尾礦庫排出的澄清水，一部分通過回水系統(tǒng)返回選礦廠供生產(chǎn)使用，其余部分排放到下游河道。利用尾礦回水可節(jié)省新水耗量，減少環(huán)境污染。一般選礦廠尾礦水回水率達(dá)60 80 ,有的可達(dá)9

3、0以上。排放到下游河道的尾礦水水質(zhì)應(yīng)符合工業(yè)”廢水”排放標(biāo)準(zhǔn)。選礦廠的尾礦水所含有害物質(zhì)，來源于選礦過程中加入的浮選藥劑、礦石中的金屬元素和可溶性化合物，常見的有氰化物、黃藥、黑藥、松根油、酚、煤油、柴油等及銅、鋁、砷、鋅、汞、磷、鉻、鎘等離子。當(dāng)排放的尾礦水中有害物質(zhì)含量超過工業(yè)“廢水”排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，須進(jìn)行凈化處理。廢水處理方法有：物理方法，如沉淀、浮選、過濾、吹脫、磁力分離等；化學(xué)方法,如中和、氧化還原、離子交換、吸附、萃取等;生物化學(xué)方法，如好氧生物化學(xué)處理、厭氧生物化學(xué)處理、消毒處理等。防止廢水污染的根本辦法是減少有害物質(zhì)的排放量。 70 年代以來，用無毒藥劑代替有毒藥劑，如實(shí)行無氰浮選

4、工藝，盡量利用尾礦回水，開展對(duì)廢水中有害物質(zhì)的回收利用研究。三、尾礦的綜合利用選礦廠的尾礦量很大，堆存尾礦需占用大量土地，自然干燥后的尾礦隨風(fēng)飛揚(yáng)，造成污染，應(yīng)設(shè)法綜合利用，途徑有：尾礦再選許多現(xiàn)在開采的原礦，品位低于老尾礦,老尾礦已經(jīng)磨細(xì),可節(jié)省開采和破碎、磨礦成本。60 年代以來各國都非常重視尾礦的再選。如泰國的鎢、錫尾礦再選得出鎢、錫、鉭、鈮等精礦。中國云南、廣西等地的錫礦也進(jìn)行尾礦再選。利用尾礦作井下充填料分水砂充填和膠結(jié)充填，后者加入水泥或其他膠凝材料，使松散的尾礦凝聚成具有一定強(qiáng)度的整體。作充填料的尾礦中，小于0.02mm 粒度的細(xì)泥含量要少，一般利用水力旋流器預(yù)先脫泥。污水處理，

5、就到污水寶！尾礦制磚、制水泥或作建筑材料的摻合料 中國一些鐵礦石選礦廠的高硅尾礦用于制硅酸鹽磚和做摻合料制作加氣混凝土制品。含方解石、石英為主的尾礦可用作水泥的原料。利用尾礦作玻璃、陶瓷原料和其他材料含石英或長石為主的尾礦可以作為玻璃、陶瓷原料。尾礦還可用作各種耐火材料、陶粒、鑄石、型砂的原料。利用尾礦庫復(fù)田和種植農(nóng)作物在用完的尾礦庫上覆土造田和種植農(nóng)作物,能避免尾礦流失,防止尾礦污染江河，增加農(nóng)業(yè)耕種面積。中國坂潭礦從1964 1975 年利用尾礦庫復(fù)田1800 余畝，為原征用田畝的75，所復(fù)的田于四、五年后，水稻生產(chǎn)就可恢復(fù)到堆放尾礦前的產(chǎn)量，取得很好的經(jīng)濟(jì)效益（見礦山土地復(fù)用）。尾礦就地

6、堆浸 利用露天氧化及酸性礦坑水加少量硫酸，對(duì)硫化銅礦等尾礦進(jìn)行就地堆浸，從中回收有價(jià)金屬。四、尾礦池水處理技術(shù)尾礦池是大容積的沉淀貯存池，可以利用地形設(shè)置在峪谷、坡地、河灘或平地上，以堤壩圍筑而成。池內(nèi)設(shè)置排水井和排水管，或沿邊緣開設(shè)排水溝，尾礦水在池內(nèi)澄清凈化后溢流排出。尾礦水中的懸浮物沉淀在池底部貯存。廢水在池內(nèi)至少停留一晝夜。此法可有效地去除廢水中的懸浮物，重金屬和浮選藥劑含量也有所降低。停留時(shí)間愈長，處理效果愈好。尾礦池溢流水可循環(huán)使用。重選、磁選和單一金屬礦的簡單浮選，對(duì)水質(zhì)要求不高，水循環(huán)利用率可達(dá) 80%，或完全不排水。當(dāng)尾礦顆粒極細(xì)以及部分呈膠體狀態(tài)，可向尾礦水中投加混凝劑以加

7、速澄清過程和提高處理效果。如在尾礦水中投加石灰，可去除6070%的黃藥和黑藥。尾礦池上清液如達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)作進(jìn)一步處理。常采用的處理方法有：去除重金屬可采用石灰中和法和焙燒白云石吸附法。去除1 毫克銅需石灰 0.81毫克， 1 毫克鎳需石灰 0.88 毫克， pH 要求控制在 8.5 以上。用粒度小于 0.1 毫米的焙燒白云石吸附可去除銅、鉛離子。去除1 毫克銅需白云石25 毫克， 1 毫克鉛需白云石 2.5毫克。去除浮選劑用礦石吸附法，采用鉛鋅礦石可吸附有機(jī)浮選劑，去除1 毫克有機(jī)浮選劑需鉛鋅礦石 200毫克。用活性炭吸附法處理更為有效，但價(jià)格昂貴。含氰廢水主要采用化學(xué)氧化法，如漂白粉

8、氧化法；也可用硫酸亞鐵石灰法和鉛鋅礦石法除氰，每克氰加200 克礦石，可去除簡單氰化物約90%，或復(fù)合氰化物約70%。高濃度含氰廢水可以回收氰化鈉。采用鉛鋅礦石和石灰法凈化尾礦池溢流水的工藝流程如圖。污水處理，就到污水寶！五、尾礦污水處理工程案例1 廢水水量、水質(zhì)及排放要求（處理程度）1.1、水量在磷礦選礦的過程中，由于工藝的不同產(chǎn)生的廢水量也不相同，但是最終尾礦廢水及由其他作業(yè)過程排出的污水都需處理 ,以防止污染環(huán)境，便于回收再用 ,是選礦廠生產(chǎn)系統(tǒng)中不可分割的一個(gè)環(huán)節(jié)。尾礦庫排出的澄清水，一部分通過回水系統(tǒng)返回選礦廠供生產(chǎn)使用，其余部分排放到下游河道。利用尾礦回水可節(jié)省新水耗量，減少環(huán)境污

9、染。排放到下游河道的尾礦水水質(zhì)應(yīng)符合工業(yè)”廢水”排放標(biāo)準(zhǔn)。選礦廠的尾礦水所含有害物質(zhì)，來源于選礦過程中加入的浮選藥劑、礦石中的金屬元素和可溶性化合物，常見的有氰化物、黃藥、黑藥、松根油、酚、煤油、柴油等及銅、鋁、砷、鋅、汞、磷、鉻、鎘等離子。當(dāng)排放的尾礦水中有害物質(zhì)含量超過工業(yè)“廢水”排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，須進(jìn)行凈化處理。同時(shí)，尾礦為露天堆放，在雨天時(shí)由于雨水的沖刷以及滲漏，也會(huì)產(chǎn)生大量的高濃度含磷廢水，該部分污染物濃度超標(biāo)，需凈化處理后排放或會(huì)用。目前該磷礦尾礦廢水晴天日產(chǎn)生量約為150 噸 /天，雨天雨水沖刷尾礦的廢水收集量約為300 噸 /天?，F(xiàn)要求新建廢水處理站一座，對(duì)尾礦工藝廢水及雨水沖刷廢水

10、進(jìn)行處理。本工程設(shè)計(jì)流量按調(diào)劑后的出水流量設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)采用連續(xù)流處理，設(shè)計(jì)處理污水量為：Qd=200m3/d平均小時(shí)流量：Qh 8.33m3/h1.2、水質(zhì)污水處理，就到污水寶！根據(jù)實(shí)際監(jiān)測，廢水水質(zhì)成份及含量為：表 1某地磷礦尾礦廢水水質(zhì)成份表BOD5 （ mg/l ）CODcr （ mg/l ）SS（mg/l ）TP（ mg/l ）NH3 -N （mg/l ）pH257 300 320 126 15256.0 9.01.3、排放要求某地磷礦廢水處理后考慮回用，根據(jù)工業(yè)回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，確定廢水處理站出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978 -1996）；同時(shí)，考慮回用水系統(tǒng)事故及其它原

11、因?qū)е鲁鏊荒芑赜脮r(shí)，廢水處理站出水只能排入受納河體，磷礦尾款廢水處理后排放的受納河流為該縣生活用水備用水源，因此磷礦尾礦廢水必須處理達(dá)標(biāo)后排放，執(zhí)行污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) （GB8978 -1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。2 工藝選擇2.1、原則及要求工業(yè)廢水治理是水污染防治的重要內(nèi)容，廢水處理工藝方案的優(yōu)化、選擇對(duì)工程的總投資，運(yùn)行費(fèi)用、運(yùn)行的穩(wěn)定性最為關(guān)鍵，因此必須從整體優(yōu)化的觀念出發(fā)，結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)模、污水水質(zhì)特性以及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際條件和要求，選擇切實(shí)可行且經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝方案。2.2、設(shè)計(jì)思路及方案確定20 世紀(jì) 70 年代以來，國外在限磷、禁磷過程中開發(fā)過一些含磷廢水的處理方法，如金屬型粒子交換樹脂除磷法

12、、變換電極極性的電解除磷法、生物除磷法等。在工業(yè)化應(yīng)用上，國外比較成熟的技術(shù)是生化除磷法，即通過厭氧好氧過程除磷，由于該法條件控制苛刻，一次投資費(fèi)用太高，限制了它在國內(nèi)的應(yīng)用和發(fā)展，而含磷廢水采用無機(jī)或有機(jī)高分子絮凝劑混凝沉淀進(jìn)行處理，因其投資省，處理費(fèi)用低的特點(diǎn)，受到普遍青睞。目前，國內(nèi)、外污水除磷技術(shù)主要?dú)w結(jié)為生物法、化學(xué)法兩大類。生物法如A/0 、 A2/0 、 UCT 工藝，主要處理低濃度及有機(jī)態(tài)含磷廢水?；瘜W(xué)法主要有混凝沉淀法、結(jié)晶法、粒子交換吸附法、電滲析、反滲透等工藝，主要適用于處理無機(jī)態(tài)含磷廢水。化學(xué)沉淀法是通過投加化學(xué)沉淀劑與廢水中的磷酸鹽生成難溶沉淀物，再把磷分離出去，同時(shí)

13、，在此過程中形成的絮凝體對(duì)磷也有吸附吸附取出作用。常見的混凝沉淀劑有石灰、明礬、氯化鐵、石灰與氯化鐵的混和物。從含磷廢水中除磷的方法有：化學(xué)沉淀法、活性污泥法、氣浮法、反滲透法等。其中，氣浮法要求調(diào)節(jié)一定的水壓氣壓，控制上浮速度等，操作技術(shù)難度較大，而且對(duì)比重大于 1 的物質(zhì)去除率較低；活性污泥法中，溶解氧的控制、污泥齡以及 C/P 比值的確定是其技術(shù)關(guān)鍵，難以掌控；反滲透法處理成本較高。本工程廢水主要的污染物為高濃度無機(jī)磷，由于有機(jī)物濃度較低，同時(shí)從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度考慮，采用生物處理法處理高濃度含磷廢水不具優(yōu)勢；由于我國水處理專家對(duì)絮凝沉淀劑的研究，化學(xué)沉淀除磷法已經(jīng)得到了很大的發(fā)展，且采用化學(xué)

14、沉淀法具有占地少、投資小、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、運(yùn)行操作控制簡單的特點(diǎn)，對(duì)高濃度含磷廢水的處理具有較大優(yōu)勢。本設(shè)計(jì)考慮采用（混凝沉淀+砂濾）的化學(xué)沉淀法處理某地磷礦尾礦廢水。2.3、處理工藝的對(duì)比污水處理，就到污水寶！本設(shè)計(jì)將（混凝沉淀 +砂濾）的化學(xué)沉淀法與活性污泥法以及氣浮法進(jìn)行比較，從運(yùn)行穩(wěn)定性、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用、投資等角度對(duì)這幾種工藝作了考察，具體如下：工藝或技術(shù)氣浮法混凝沉淀 +砂濾COD負(fù)荷高低COD去除效率一般低抗沖擊負(fù)荷能力一般好投資高低抗污泥膨脹性能產(chǎn)生污泥量多少占地面積大（反應(yīng)器利用率低）小運(yùn)行控制一般自動(dòng)化程度高運(yùn)行費(fèi)用較高較小出水水質(zhì)較好好設(shè)備維修較復(fù)雜簡單泡沫問題有無系統(tǒng)可靠性較差好

15、3 工藝設(shè)計(jì)3.1、工藝簡述廢水中的磷主要是以溶解性磷酸二氫錳鐵、磷酸二氫鋅等無機(jī)鹽的形式存在，且大部分有機(jī)磷和聚磷酸鹽可在處理過程中轉(zhuǎn)換為正磷酸鹽的形式，正磷酸鹽可被化學(xué)沉淀，因此，利用磷酸鹽的沉淀作用可以有效的去除磷化廢水中的磷。在起化學(xué)沉淀作用的化學(xué)藥劑中有鐵鹽、鋁鹽和鈣鹽（石灰等） ，而石灰是最廉價(jià)的化學(xué)藥劑，其原理是：磷酸氫根粒子在 OH -的存在下，與石灰中的鈣粒子反應(yīng)，其主要反應(yīng)機(jī)理為：2Ca（ OH ）2 2 Ca2+4OH -2Ca2+HPO42 -+4OH - CaHPO4(OH)2 +2OH -4CaHPO4(OH)2+2Ca2+2HPO42 - Ca10（PO4） (O

16、H)2 +6H2OPO43-能與許多金屬離子生成沉淀，沉淀的生成與PO43-的濃度有關(guān)，而PO43-的濃度與溶液的它隨 PH 值的升高而增大，因此，絮凝沉淀法除磷的關(guān)鍵是PH 值的控制。PH 值有關(guān)，3.2、工藝流程設(shè)計(jì)擬采用混凝沉淀+砂濾工藝對(duì)該廢水進(jìn)行二級(jí)生物處理，達(dá)標(biāo)后排放?；炷恋?砂濾工藝是一種先進(jìn)、成熟的二級(jí)污水處理工藝，去除有機(jī)物及脫氮除磷的效果較好，產(chǎn)生的污泥量較小且穩(wěn)定性好。整個(gè)工藝運(yùn)行穩(wěn)定，管理方便。污水處理，就到污水寶！混凝沉淀 +砂濾工藝流程如圖所示:石灰信號(hào)輸出PH 監(jiān)控系統(tǒng)回用攪拌器電磁閥入CaCl2回用泵站輸號(hào)PAM信石灰乳原水調(diào)節(jié)池?cái)嚢璺磻?yīng)槽斜管沉淀池砂濾回用水

17、池溢流排放泥餅外運(yùn)污泥脫水機(jī)污泥儲(chǔ)池鹽酸3.3、處理工藝流程說明某地磷礦尾礦廢水經(jīng)收集以后排之調(diào)節(jié)池，對(duì)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，減小后續(xù)處理構(gòu)筑物的水質(zhì)、水量沖擊負(fù)荷，調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水的停留時(shí)間一般考慮為6h，考慮到本工程所處地理位置及當(dāng)?shù)貧夂驐l件，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為8h，調(diào)節(jié)池出水經(jīng)泵提升至隔板反應(yīng)槽，在此投加石灰乳調(diào)節(jié)廢水中的PH 值，使之處于磷酸根離子高效結(jié)晶PH 段，同時(shí)在反應(yīng)池中投加定量CaCl2 和 PAM 復(fù)合混凝劑，污染物和混凝劑充分反應(yīng)；反應(yīng)槽出水在斜管沉淀池中沉淀，在此過程中去除絕大部分絮體；沉淀后出水不能完全達(dá)標(biāo)，需在沉淀池后增加砂濾罐去除余磷和其他有機(jī)類污染物，進(jìn)一步改善水質(zhì)，使之

18、達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)砂濾后的凈化水排至回用水池，由于化學(xué)沉淀磷要求在高PH 值的條件下進(jìn)行，所以，在后續(xù)處理中要加酸中和，設(shè)計(jì)在回用水池中加酸中和，中和后的凈化水經(jīng)回用泵站提升至選礦區(qū)進(jìn)行回用。在水處理的過程中，斜管沉淀池和砂濾罐會(huì)產(chǎn)生一定量的污泥，該部分污泥在污泥儲(chǔ)池中儲(chǔ)存，經(jīng)過污泥脫水機(jī)脫水外運(yùn)，污泥脫水機(jī)為間歇運(yùn)行。在整個(gè)水處理系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)考慮采用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，藥劑的投加可通過PLC 控制系統(tǒng)、PH 測控系統(tǒng)、電磁閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，操作管理簡單。3.4、主要工藝簡介1、調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池主要是起均化水質(zhì)、水量的作用，提高系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)、水量的緩沖能力，防止系統(tǒng)負(fù)荷的急劇變化，保證廢水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。根據(jù)設(shè)計(jì)污水平均日流量為 200m3/d，取調(diào)節(jié)池容積為 12 小時(shí)的廢水平均流量即 100m3，故調(diào)節(jié)池容積 V=100m3 。從水力角度考慮，為防治污水中懸浮物的沉淀和使水質(zhì)均勻，在調(diào)節(jié)池中設(shè)置導(dǎo)流墻和水力推流器，調(diào)節(jié)池出水經(jīng)水泵提