CN103011310A - 一种高固体悬浮物矿浆的硅藻土复合药剂-气浮处理方法 - Google Patents

Abstract

一种高固体悬浮物矿浆的硅藻土复合药剂-气浮处理方法属于水处理技术领域。高固体悬浮物矿浆中加入硅藻土复合药剂和气浮助剂后进入固液分离装置，溶气水采用泥浆分离系统处理后的清水，然后通过溶气装置使1-5微米的微小气泡稳定释放于气浮池底部的进水管，再加入絮凝剂阴离子聚丙烯酰胺，使其与水中的杂质颗粒和絮体颗粒相粘附；浮渣由不停旋转运动的螺旋状除渣器收起，靠重力通过中心管道自流进入浮渣池；处理后的清水流入清水池回用；硅藻土复合药剂的加入量为350-450mg/L，气浮助剂的加入量为20-30mg/L，絮凝剂的加入量为15-25mg/L。本发明简单，整个过程可自动控制；给水与出水具有连续性，固体悬浮物去除率达到99%以上，水质清澈，循环率>80%，成本在1.5元/吨以下。

Description

一种高固体悬浮物矿浆的硅藻土复合药剂-气浮处理方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，特别涉及一种硅藻土复合药剂-气浮处理高SS（固体悬浮物）矿浆的方法。

背景技术

浮选是根据矿物颗粒表面物理化学性质的不同，在加入浮选药剂后矿物的可浮性的差异而分选的方法，是矿物加工中一种重要和高效分离有用矿物与无用矿物的方法。高SS矿浆系浮选工艺过程（配置浮选矿浆、控制浓度、冲洗泡沫等）而产生的精矿浓缩废水、尾矿废水、车间冲洗废水等的混合废水，其CODcr、BOD、SS、P等严重超出国家规定的工业废水排放标准，且有害物质种类（如选矿药剂、重金属离子）较多、浓度较高。每年我国矿山采选矿总排出的污水达12~15亿t，选矿废水如不经处理直接排放或流失会破坏生态造成环境污染，危害人身健康、水产及植物。随着资源的开发和工业的发展，环境保护问题日益严峻，水资源的保护和控制更成为世界性的突出问题，我国的环境保护法和水污染防治法，对水资源的保护和水污染的控制提出了更加严格的要求。

由于高SS矿浆浮选废水的成份复杂、流量大，任意排放将对周围水体产生严重污染；即使排入尾矿坝，也对周围的水体环境造成污染，同时增大输送费用。因此，对高SS矿浆废水进行处理再回用，非常重要。目前国内、外一般采用自然沉降、混凝沉淀、电化学、吸附等处理方法处理，有时还采用这些方法的联合流程进行处理，运营费用一般在2元/吨以上。由于废水中固含量较高，单纯采用药剂法进行混凝沉淀，要消除体系的静电平衡，需要消耗大量药，后期工业处理的运营费用将会很高。单纯依靠重力的自然沉降、混凝沉淀，由于在现场工业生产过程中，矿浆存在紊流扰动作用，固体颗粒沉降会受到很大影响，而导致沉降效率和效果非常差。另外ECS电解硅藻土法，处理该废水效果较好，运营费用高，并且固含量大于4%时，较难起动，另外在工业应用时，当产生水流扰动时，SS的去除效果将受很大影响。上述这些方法均存在处理成本高、回收利用困难、金属残留率高、产生二次污染等问题。

因此，寻求运营费用低、工艺简便、分高效率高与效果好的高SS矿浆浮选废水的处理方法是非常必要的。基于上述考虑，本发明主要采用硅藻土复合药剂气浮法对含磷铁矿浮选高SS废水进行处理，SS去除率达到99%以上，出水水质清澈，循环回用率大于80%，同时硅藻土的加入对重金属离子去除率均达到90%以上，真正实现了零排放，运营成本1.5元/吨以下。

发明内容

针对高SS矿浆废水处理所存在的技术问题，本发明提供一种硅藻土复合药剂-气浮工艺处理高SS矿浆的方法。

本发明基本原理

针对高SS矿浆废水为高固含量的胶体体系，只有打破胶体本身的静电平衡后，才可能有效去除SS。本发明的复合药剂（微孔结构材料）以硅藻土为主，通过加入聚合氯化铝铁（PAFC）（河南巩义市滤料工业有限公司）的改性处理，PAFC和硅藻土对污水处理起协同作用，加入的阴离子混凝剂可同时实现带正电荷和负电荷胶体颗粒的脱稳，破坏废水胶体体系本身的静电平衡而有效去除SS，从而具备了絮凝功能同时，又具备了吸附、电中和性能，对废水中的重金属离子，选矿药剂等进一步去除。再通过微细气泡自身的浮力将杂质颗粒和絮体颗粒浮至水面上，清水从下端流出，从而达到固液分离去除SS的目的。由于本发明采用了絮体颗粒上浮方法，显著提高了固液分离效率。

一种高固体悬浮物矿浆的硅藻土复合药剂-气浮处理方法，其特征在于：

高固体悬浮物矿浆中加入硅藻土复合药剂和气浮助剂后进入固液分离装置，溶气水采用泥浆分离系统处理后的清水，然后通过溶气装置使1-5微米的微小气泡稳定释放于气浮池底部的进水管，再加入絮凝剂阴离子聚丙烯酰胺，使其与水中的杂质颗粒和絮体颗粒相粘附；浮渣由不停旋转运动的螺旋状除渣器收起，靠重力通过中心管道自流进入浮渣池；处理后的清水流入清水池回用；硅藻土复合药剂的加入量为350-450mg/L，气浮助剂的加入量为20-30mg/L，絮凝剂的加入量为15-25mg/L。

具体过程如下：

调节池废水经由污水提升泵提升经过管道混合器加药（硅藻土复合药剂+气浮助剂）进入固液分离装置，溶气水采用泥浆分离系统处理后的清水，然后通过溶气装置使1-5微米的微小气泡稳定释放于气浮池底部的进水管，并充分与原水混合，同时加入阴离子聚丙烯酰胺，使其于水中的杂质颗粒和絮体颗粒相粘附。通过池体上部的布水装置均匀的布于整个池体断面上，通过微细气泡自身的浮力将杂质颗粒和絮体颗粒浮至水面上。浮渣由不停旋转运动的螺旋状除渣器收起，靠重力通过中心管道自流进入浮渣池。处理后的清水流入清水池回用。

硅藻土复合药剂的制备：硅藻土与聚合氯化铝铁按照7:3的质量比混合，再加入水，使得固液质量比为1:2.5-3，在25-30℃下搅拌均匀后，抽滤后放在干燥箱中于100 ℃干燥2h，经过研磨，过40目筛，即得复合水处理剂，然后将制备的复合水处理剂置于干燥器中待用。

絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺（APAM）是水溶性的高分子聚合物，主要用于各种工业废水的絮凝沉降，沉淀澄清处理，由于其分子链中含有一定数量的极性基团，它能通过吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物，故可加速悬浮液中粒子的沉降，有非常明显的加快溶液澄清，促进过滤等效果。

气浮助剂的详细配方在本领域属于保密配方，本发明的气浮助剂是购自市场的成熟产品。且现有气浮助剂配方大同小异，都能满足本发明的要求。主要成分是阴离子表面活性剂：烷基苯磺酸钠，和少量非离子表面活性剂以及磷酸盐，硅酸盐等助剂，其作用是辅助APAM絮凝产物上浮，提高上浮速度，在出水清澈同时，提高固、液分离效率。

本发明的特点：

本发明主要采用硅藻土复合药剂-气浮处理工艺，其过程为连续给水，连续出水，当出水水质清澈，即可正常运转，操作简单，节约时间的同时，大大增加的废水处理效率和效果。

本发明的优点：

1、本技术操作简单，整个过程可自动控制，易工程化。

2、该工艺方法给水与出水具有连续性，节约时间的同时大大增加的废水处理效率，实现了水资源的最大化循环利用。

3、固体悬浮物（SS）去除率达到99%以上，水质清澈，循环率>80%，运行成本在1.5元/吨以下。

具体实施方式

采用硅藻土复合药剂-气浮工艺，对不同含量（SS）的悬浮物废水进行了实验研究，废水中含固量的不同，对处理运营费用有较大影响，但均低于采用其他工艺的处理费用。

实施例子中的阴离子聚丙烯酰胺（APAM）购自河南巩义市鹏程净水剂厂，气浮助剂购自河南浩祥净水材料有限公司，但本发明不局限于此。

方案1：原水pH为7.9，悬浮物（SS）为45g/L，被提升进入固液分离装置，同时经过管道混合器加入硅藻土复合药剂400mg/L，气浮助剂25mg/L；通过溶气装置释放1-5微米的微小气泡，同时加入阴离子聚丙烯酰胺20mg/L，使其于水中的杂质颗粒和絮体颗粒相粘附，从而通过微细气泡自身的浮力将杂质颗粒和絮体颗粒浮至水面上。浮渣由不停旋转运动的螺旋状除渣器收起，靠重力作用进入浮渣收集池深度处理，处理后的清水流入清水池回用。通过检测SS去除率为99.5%，处理成本1.42元/吨。

方案2 ：原水pH为7.9，悬浮物（SS）为42g/L，被提升进入固液分离装置，同时经过管道混合器加入硅藻土复合药剂350 mg/L，气浮助剂20 mg/L；通过溶气装置释放1-5微米的微小气泡，同时加入阴离子聚丙烯酰胺15 mg/L，使其于水中的杂质颗粒和絮体颗粒相粘附，从而通过微细气泡自身的浮力将杂质颗粒和絮体颗粒浮至水面上。浮渣由不停旋转运动的螺旋状除渣器收起，靠重力作用进入浮渣收集池深度处理，处理后的清水流入清水池回用。通过检测SS去除率为99.8%，处理成本1.30元/吨。

方案3 ：原水pH为7.9，悬浮物（SS）为48g/L，被提升进入固液分离装置，同时经过管道混合器加入硅藻土复合药剂450 mg/L，气浮助剂30 mg/L；通过溶气装置释放1-5微米的微小气泡，同时加入阴离子聚丙烯酰胺25 mg/L，使其于水中的杂质颗粒和絮体颗粒相粘附，从而通过微细气泡自身的浮力将杂质颗粒和絮体颗粒浮至水面上。浮渣由不停旋转运动的螺旋状除渣器收起，靠重力作用进入浮渣收集池深度处理，处理后的清水流入清水池回用。通过检测SS去除率为99.2%，处理成本1.50元/吨。

本工艺方案主要有硅藻土复合药剂的絮凝沉降和气浮处理实现固液分离两部分组成，该工艺处理效果可以达到所需要求，SS去除率均达到99%以上，出水水质清澈，循环水回用率大于80%，同时硅藻土的加入对重金属离子去除率均达到90%以上，真正实现了零排放，且整个处理（运营）费用低。

Claims (1)

1.一种高固体悬浮物矿浆的硅藻土复合药剂-气浮处理方法，其特征在于：

高固体悬浮物矿浆中加入硅藻土复合药剂和气浮助剂后进入固液分离装置，溶气水采用泥浆分离系统处理后的清水，然后通过溶气装置使1-5微米的微小气泡稳定释放于气浮池底部的进水管，再加入絮凝剂阴离子聚丙烯酰胺，使其与水中的杂质颗粒和絮体颗粒相粘附；浮渣由不停旋转运动的螺旋状除渣器收起，靠重力通过中心管道自流进入浮渣池；处理后的清水流入清水池回用；硅藻土复合药剂的加入量为350-450mg/L，气浮助剂的加入量为20-30mg/L，絮凝剂的加入量为15-25mg/L；

上述硅藻土复合药剂的制备：硅藻土与聚合氯化铝铁按照7:3的质量比混合，再加入水，使得固液质量比为1:2.5-3，在25-30℃下搅拌均匀后，抽滤后放在干燥箱中于100 ℃干燥2h，经过研磨，过40目筛，即得硅藻土复合药剂。