目前國內外選礦廢水常用處理方法有吸附法、化學(xué)沉淀法、生物法、混凝法和氧化法等。目前,選礦廢水處理普遍采用石灰中和沉淀等傳統方法,該方法石灰消耗量大、沉降速度慢,且污泥沉淀時(shí)間長(cháng)、難以快速泥水分離,出水水質(zhì)難以穩定達標。近年來(lái),采用氧化法處理選礦廢水研究較多。本文針對鎢鉍礦選礦廢水,采用自主研制的高效氧化劑ME22,在某鎢鉍多金屬礦選礦廠(chǎng)開(kāi)展了現場(chǎng)試驗,為氧化法處理有色金屬選礦廢水的工程應用提供借鑒。
1、試驗
1.1 試驗原料及藥劑
1.1.1 供試廢水
湖南省某多金屬礦是以鎢、鉍為主的多金屬礦床,伴生有鉬、螢石等礦石。該選礦廠(chǎng)以鎢鉍礦和螢石尾礦為主,產(chǎn)生的廢水總排放量為20000m3/d。為提高鉬鉍精礦回收率,選礦廠(chǎng)采用細磨-浮選工藝,選礦過(guò)程中大量投加苯甲羥肟酸、乙硫氮以及少量水玻璃、黃藥、黑藥等多種藥劑,導致選礦廢水中主要污染物為殘留脂肪酸等藥劑?,F場(chǎng)試驗所用廢水取自該選礦廠(chǎng)尾礦壩緩沖箱,廢水呈深灰色,經(jīng)緩沖箱直接進(jìn)入尾礦壩,其中水樣S1用于廢水自然降解試驗及廢水處理單因素試驗。水樣S2為連續20d動(dòng)態(tài)水樣,用于廢水現場(chǎng)連續試驗?,F場(chǎng)采樣廢水水質(zhì)見(jiàn)表1。由表1可知,該廢水呈堿性,化學(xué)需氧量(COD)較高,重金屬含量較低且滿(mǎn)足《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)排放要求。
1.1.2 試驗藥劑
試驗藥劑包括自制氧化劑ME22,氫氧化鈉(西隴化工股份有限公司,分析純),硝酸(湖南匯虹試劑有限公司,分析純),聚丙烯酰胺(上海山浦化工有限公司,分析純)等。試驗用水均為去離子水。
1.2 試驗方法
鎢鉍礦選礦廢水處理現場(chǎng)試驗采用氧化-混凝工藝:①選礦廢水與高效氧化劑ME22反應,氧化廢水中無(wú)機、有機殘留藥劑。②投加聚丙烯酰胺使廢水快速脫穩并高效絮凝、絮體粗化并快速沉降,實(shí)現泥水高效分離?,F場(chǎng)測定處理前后廢水COD含量。
1.2.1 廢水自然降解試驗
取一定體積選礦廢水于燒杯中置于樓頂平臺露天暴曬,雨天用玻璃覆蓋,玻璃距燒杯口一定距離。每隔24h定時(shí)取樣檢測廢水COD含量,共監測9d。
1.2.2 廢水處理單因素試驗
利用HNO3或NaOH溶液調節pH值,設計不同pH值、氧化劑投加量和氧化時(shí)間條件下的單因素試驗,檢測處理前后廢水COD含量。
1.2.3 廢水處理現場(chǎng)連續試驗
現場(chǎng)連續20d于該選礦廠(chǎng)尾礦壩緩沖箱動(dòng)態(tài)取樣,按最佳處理條件對上述廢水進(jìn)行處理。試驗時(shí),取1L原廢水于1L玻璃燒杯中,首先向廢水中加入一定質(zhì)量的高效氧化劑ME22,以200r/min攪拌一定時(shí)間,然后加入0.10%(體積分數)質(zhì)量濃度為1.00g/L的聚丙烯酰胺,以200r/min攪拌2min,靜置30min后,于液面下2~3cm處取上清液測定處理后廢水COD含量。
所有試驗均設置2個(gè)重復樣,每批樣品設置1個(gè)空白樣。
1.3 試驗原理
在廢水中加入氧化劑ME22,氧化劑通過(guò)水解產(chǎn)生大量次氯酸,次氯酸氧化性較強,在一定pH值條件下能夠有效分解廢水中黃藥、乙硫氮、苯甲羥肟酸等選礦藥劑,將其氧化為小分子物質(zhì)或無(wú)機物,降低廢水COD含量。相關(guān)反應式為:
1.4 測試方法
按照《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定重鉻酸鹽法》(GB11914—89)測定COD含量。采用pH計(PHS-3C)測定廢水pH值。
2、試驗結果與討論
2.1 自然降解對廢水COD的影響
自然降解對廢水COD的影響見(jiàn)圖1。由圖1可知,廢水COD含量隨光照時(shí)間延長(cháng)略有下降,9d時(shí)下降幅度僅為9.60%,說(shuō)明自然降解對去除廢水COD效果不明顯。選礦藥劑與礦石作用后,藥劑的降解會(huì )受到一定影響,礦石在溶液中溶出的部分金屬離子會(huì )與藥劑發(fā)生化學(xué)反應,導致選礦藥劑在自然條件下難以降解。由此可知,尾礦壩自然降解作用難以在短時(shí)間內大幅降低廢水COD含量。
2.2 初始pH值對廢水COD去除的影響
氧化劑ME22投加量416mg/L、氧化時(shí)間30min條件下,初始pH值對廢水COD去除的影響見(jiàn)圖2。當初始pH值為3.00~5.00時(shí),COD去除率較低。當初始pH值上升至7.00時(shí),廢水COD含量降至77.0mg/L,COD去除率大幅升高,達到60.7%。當初始pH值為7.00~13.00時(shí),廢水COD去除率逐漸趨于穩定。次氯酸在酸性條件下會(huì )很快分解、失效,在堿性條件下則較穩定。隨著(zhù)廢水pH值提高,次氯酸氧化能力逐漸增強,這是因為在弱堿性條件下,次氯酸在溶液中能持續緩慢地放出具有強氧化能力的原子氧和氯氣,使廢水中的有機物氧化。
2.3 氧化劑投加量對廢水COD去除的影響
pH值為9.00、氧化時(shí)間30min條件下,氧化劑ME22投加量與廢水COD去除關(guān)系如圖3所示。當氧化劑投加量范圍為0~416mg/L時(shí),處理后廢水COD含量隨氧化劑投加量增加而下降,且在氧化劑投加量為416mg/L時(shí)水樣COD降至78.0mg/L,降幅達60.2%。之后隨著(zhù)氧化劑投加量增加,COD去除率趨于穩定。當廢水中COD含量為200mg/L左右,氧化投加量為416mg/L時(shí),處理效果好,且能夠達到技術(shù)指標相關(guān)要求。
廢水COD主要 >
2.4 氧化時(shí)間對廢水COD去除的影響
pH值為9.00、氧化劑ME22投加量416mg/L條件下,氧化時(shí)間對廢水COD去除的影響見(jiàn)圖4。由圖4可知,該氧化劑氧化廢水COD是一個(gè)快速反應,反應30min時(shí)COD去除率即達到平衡濃度的87.4%。隨著(zhù)氧化時(shí)間延長(cháng),處理后廢水COD含量隨之降低,當氧化時(shí)間為45min時(shí),COD含量降至59.0mg/L,降幅達69.8%。之后隨著(zhù)氧化時(shí)間延長(cháng),COD含量基本穩定。氧化初期,COD去除率隨氧化時(shí)間延長(cháng)大幅增加,說(shuō)明隨著(zhù)反應不斷進(jìn)行,殘留的有機藥劑及氧化期間生成的中間產(chǎn)物不斷被氧化生成無(wú)機物。之后由于苯甲羥肟酸環(huán)狀結構難以被氧化,COD去除率難以大幅下降。
2.5 現場(chǎng)連續試驗
根據上述單因素試驗確定廢水處理最佳處理條件為:廢水pH值9.00,氧化劑ME22投加量416mg/L,氧化時(shí)間45min,在此最佳處理條件下進(jìn)行連續20d的現場(chǎng)試驗,結果如圖5所示。結果表明,廢水COD去除率67.1%~69.8%,處理后COD含量降至57.6~67.1mg/L,滿(mǎn)足《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)一級標準,表明一定條件下該氧化劑對鎢鉍選礦廢水COD具有較好的去除效果。
3、結論
1)某鎢鉍礦選礦廢水中含有大量乙硫氮和苯甲羥肟酸等選礦藥劑,導致廢水COD含量較高,難以通過(guò)自然降解在短時(shí)間內大幅降低廢水COD含量。
2)當鎢鉍礦選礦廢水pH值9.00,氧化劑ME22投加量416mg/L,氧化45min后,再投加0.10%(體積分數)質(zhì)量濃度1.00g/L的聚丙烯酰胺絮凝2min,處理后廢水COD含量降至59.0mg/L,COD去除率達到69.8%,排放水水質(zhì)滿(mǎn)足《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)一級標準,表明該氧化劑能夠高效處理鎢鉍多金屬礦選礦廢水。( >
如需要產(chǎn)品及技術(shù)服務(wù),請撥打服務(wù)熱線(xiàn):13659219533
選擇陜西博泰達水處理科技有限公司,你永遠值得信賴(lài)的產(chǎn)品!
了解更多,請點(diǎn)擊www.lishizhenys.com