混凝吸附處理選礦廢水的研究

1、第18卷第4期2001年12月廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)JournalofGuangdongUniversityofTechnologyVol118No14December2001混凝吸附處理選礦廢水的研究趙永斌,袁增偉,戴文燦,孫水裕,劉如意(廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程系,廣東廣州510090)摘要:針對南京棲霞山選礦廠廢水的處理問題,研究了KAl(SO4)212H2O與聚丙烯酰胺(PAM)聯(lián)合混凝,然后活性炭吸附的方法1結(jié)果表明:經(jīng)該法處理后的廢水不僅達(dá)到國家礦山廢水排放標(biāo)準(zhǔn),而且全部回用后選礦指標(biāo)不受影響1此法不僅解決了生產(chǎn)中廢水的回用問題,還節(jié)省藥劑投放量,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的應(yīng)用前景1關(guān)鍵詞:

2、混凝處理;吸附;回用中圖分類號:TD913;X751文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:100727162(2001)04204隨著目前國家對礦山環(huán)保的日益重視,個(gè)重要課題1選廠廢水排放量大,指標(biāo)均大大超過國家排放標(biāo)準(zhǔn),1本文針對南京棲霞山選礦廠尾礦廢水的回用問題,然后活性炭吸附的方法,處理后的廢水各,而且全部回用后,達(dá)到了與使用鮮水相同的選礦指標(biāo)1,還合理的回用凈化廢水,使礦山進(jìn)一步向符合環(huán)保要求的新型企業(yè)邁出了堅(jiān)實(shí)的一步11試驗(yàn)方法與材料111試驗(yàn)原料選礦廢水取自南京棲霞山鉛鋅選礦廠1水質(zhì)分析見表11表1廢水水質(zhì)分析結(jié)果項(xiàng)目選礦廢水Pb/(mgL-1)83.20Zn/(mgL-1)2.5Cu/(mgL

3、-1)0.12CODCr/(mgL446-1)SS/(mgL-1)407起泡性強(qiáng)pH11.20112試驗(yàn)試劑、設(shè)備試驗(yàn)試劑:聚合硫酸鐵,聚合氯化鋁,聚丙烯酰胺,十二水硫酸鋁鉀(化學(xué)純),粉末活性炭,顆粒活性炭1試驗(yàn)設(shè)備:CODCr快速測定儀,721型分光光度計(jì),加熱磁力攪拌器,PHS3C型精密pH收稿日期:2000212201資助項(xiàng)目:廣東省教育廳人才引進(jìn)工程項(xiàng)目(980143)1作者簡介:趙永斌(19762),男,99級研究生,主要研究方向?yàn)楣腆w廢物利用及清潔生產(chǎn)1第4期趙永斌,等:混凝吸附處理選礦廢水的研究95計(jì),光電分析天平,原子吸收光譜儀1監(jiān)測方法:金屬離子濃度原子吸收法,化學(xué)需氧量(

4、COD)重鉻酸鉀法,濁度分光光度法,固體懸浮物濃度(SS)稱重法12試驗(yàn)結(jié)果與分析211混凝劑效果比較試驗(yàn)表2不同混凝劑處理效果表以各金屬離子濃度計(jì)-1510152030取一組500mL的選礦廢水,在不調(diào)整原廢水的pH值條件下于室溫加入不同種類、不同劑量的絮凝劑,先快速攪拌1min(250r/min),再慢速攪拌5min(50-80r/min),靜置30min后取上清液測定剩余濁度1濁度去除率/%聚合硫酸鐵聚合氯化鋁十二水硫酸鋁鉀566163727476848695907485869093處理效果見表21由表2可看出,聚合硫酸鐵在不調(diào)pH最佳pH值沒有達(dá)到1子離解,可產(chǎn)生多種羥基鋁離子,L6(

5、OH)153+、AL7(OH)174+等,使膠體顆粒架橋連接起來,1CODCr的測定,加上從成本角度考慮,其最佳用量為30mg/L1212PAM對混凝效果的影響聚丙烯酰胺PAM是一種有機(jī)高分子絮凝劑,它對去除懸浮物顆粒有較好的效果,且不受pH和金屬離子的影響1其分子鏈中基團(tuán)可在較遠(yuǎn)的各個(gè)顆粒間形成聚合物橋,因而能大大加速混凝絮狀物的形成和沉淀1又因其分子量高分子在水中的伸展度大,更有利于兩個(gè)帶負(fù)電膠粒顆粒之間越過勢能峰并將其橋連起來1若先加入一定量的明礬,后加入PAM,最初是明礬的電荷中和作用,使高濃度原水中的表面電荷中和到一定程度,膠體間排斥能減弱,而增多了相互的碰撞次數(shù),以后再加入PAM,

6、使被部分中和的膠粒迅速被吸附和橋聯(lián),形成絮凝體11試驗(yàn)是在明礬的最佳投入量(30mg/L)的條件下進(jìn)行,其余條件同試驗(yàn)211,試驗(yàn)結(jié)果見表31由表3可知少量PAM的加入,進(jìn)一步提高了廢水的混凝處理效果,但由于其是有機(jī)高分子,導(dǎo)致水中COD值略有上升,在實(shí)踐中,將混凝處理效果的變化和COD值的增加結(jié)合考慮,試驗(yàn)中采用PAM的投入量0.2mg/L1213沉降時(shí)間對廢水的影響表3聚炳烯酰胺PAM用量對混凝效果影響03.23939311400970.1%PAM/(mgL-1)Pb/(mgL-1)CODCr/(mgL-1)濁度去除率/%按前所述最佳條件下加入混凝劑后,在廢水中形成大量絮凝體需靜置沉降,在

7、不同時(shí)間取上清液作濁度分析,制成濁度與靜置沉降時(shí)間曲線,見圖11由此曲線可以看出,隨著時(shí)間的增長,濁度去除率緩慢上升,從20min開始,曲線斜率有大的增加,濁度去除率增長很快,而30min以后,曲線幾乎為平直,濁度去除率幾乎沒有發(fā)生變化,在此,確立混凝后的靜置時(shí)間為30min196廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)第18卷214吸附試驗(yàn)雖然經(jīng)明礬、PAM混凝沉淀后的出水的固體懸浮物和金屬離子濃度比較低,為1mg/L左右,但CODCr仍然比較高,為390-420mg/L,不僅未達(dá)到國家允許的排放標(biāo)準(zhǔn),而且由于廢水中的剩余藥劑濃度高,返回使用時(shí)會影響選礦指標(biāo),因此混凝沉淀后的出水必須作進(jìn)一步的處理后才能排放或者返回

8、選廠使用1本試驗(yàn)重點(diǎn)研究了采用活性炭作吸附劑的處理效果1將混凝后的水分別加入不同種類、不同量的活性炭,慢速攪拌(100r/min)吸附30min,試驗(yàn)結(jié)果見表41活性炭用量50100150-1圖1濁度去除率與時(shí)間的關(guān)系曲線表4顆?；钚蕴颗c粉末活性炭吸附效果列表比較顆?；钚蕴緾ODCr340300-1起泡性中弱COD2001801601強(qiáng)較強(qiáng)中弱弱由表4可以看出,隨著活性炭量的增加,水中的有機(jī)物含量大幅度降低,活性炭吸附后廢水除了CODCr略高一點(diǎn)外,其余基本上達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)1由于粉末活性炭的粒徑較小,在溶液中分布均勻,吸附表面積較大,其吸附效果好于顆粒活性炭,特別是對液中的起泡劑有較好的吸附

9、效果,使其起泡性有明顯降低1從其用量上可看出,達(dá)到同樣的消泡效果,粉末活性炭的用量比顆?；钚蕴康挠昧可?其最佳用量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50×10-61由于廢水回用時(shí),粉末活性炭進(jìn)入鉛精礦,不會在水循環(huán)中積累1215浮選試驗(yàn)為了考察處理后的廢水回用對選礦指標(biāo)的影響,以四種不同的水質(zhì)對鉛浮選系統(tǒng)試驗(yàn)進(jìn)行了對比,試驗(yàn)結(jié)果列于表51表5不同水質(zhì)選礦指標(biāo)對比水質(zhì)新鮮水混凝沉淀出水混凝沉淀+50mg/L粉末活性炭吸附水未經(jīng)凈化處理廢水產(chǎn)率品位/%ZnS17.2Ag563回收率/%ZnS398由表5可以看出,廢水的凈化程度越低、廢水的起泡性越強(qiáng),鉛精礦質(zhì)量越低,鉛精礦中含鋅越高,鋅損失率越大1選礦廢水直接

10、回用,即使鉛浮選時(shí)不加起泡劑,捕收劑用量很少,鉛精第4期趙永斌,等:混凝吸附處理選礦廢水的研究97礦質(zhì)量仍然很差,因?yàn)閺U水中的各種浮選藥劑含量高,造成鉛鋅精礦流失,精礦質(zhì)量差;廢水經(jīng)明礬+PAM混凝沉淀處理后回用,由于CODCr和起泡性較高,鉛精礦中Zn含量高,Zn損失率大,與未經(jīng)處理的廢水選礦指標(biāo)接近;而廢水經(jīng)混凝-活性炭吸附后不但鉛精礦質(zhì)量有了明顯提高(65.29%),而且與新鮮水的各項(xiàng)指標(biāo)也大致相同1這表明,廢水經(jīng)混凝沉淀、活性炭吸附后可全部回用13結(jié)論南京棲霞山鉛鋅選礦廠廢水經(jīng)過明礬(30mg/L)、PAM(0.2mg/L)混凝沉淀,然后用粉末活性炭(50mg/L)工藝凈化后,不僅達(dá)到國家礦山廢水排放標(biāo)準(zhǔn),并且全部回用后對浮選指標(biāo)沒有影響1該法流程簡單,效果好,具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景1參考文獻(xiàn):1張崇華主編1混凝劑與絮凝劑M1北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,199112馬青山編著1絮凝化學(xué)和絮凝劑M1北京:,199813TM1凱那茲