CN104058557A - 一种有色金属矿山废水处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有色金属矿山废水处理工艺，该工艺的步骤是调节矿山废水pH至弱酸性；在搅拌和紫外线灯照射条件下，依次投加芬顿试剂和催化剂进行紫外/芬顿高级氧化反应；氧化反应后的废水在搅拌状态下投加碱液调节pH后添加混凝药剂进行混凝和静置沉淀；沉淀后的上清液进入生物活性炭处理系统，在活性炭填料、挂膜菌种和空气曝气的条件下，进行生物活性炭处理，处理后的上清液返回生产工艺流程中或达标排放。本发明将紫外/芬顿高级氧化技术、生物活性炭处理技术和混凝沉淀技术结合在一起协同对废水进行处理，处理效果好、处理效率高，系统运行稳定，工艺流程简单，便于实现工业应用，特别是对于难处理的有色金属矿山废水具有其他方法工艺难以达到的优势。

Description

一种有色金属矿山废水处理工艺
技术领域
本发明涉及环境保护技术及水处理技术领域，特别涉及一种有色金属矿山废水的处理工艺。
背景技术
有色金属矿山废水主要包括采矿矿井水和选矿废水，其中选矿废水占大部分的比重，有色金属矿山废水水质复杂，成分繁多，含有多种重金属、有机药剂及其他污染物质，如果外排将对四周生态环境产生严重的危害，如果返回生产流程中，随着废水中的有害物质将不断累积，也会对生产工艺和设备产生不利的影响，因此，需要选择适宜的处理工艺对这些废水进行处理。目前，常用的处理工艺有化学沉淀法、吸附法、微生物法、人工湿地法等等，这些处理工艺虽然各自具有一定的优点，但普遍受矿山生产条件、环境条件或处理要求等因素的限制，例如，采用化学沉淀法重金属处理效果相对较好，但有机物质处理效果差；吸附法能有效处理重金属废水，但吸附剂再生时，污染物又会重新产生；微生物法处理成本相对较低，但反应条件要求比较苛刻，难以得到推广应用；湿地法占用面积大，处理周期长，也很难满足处理要求。因此，如何选择一种合理、有效、实用的有色金属矿山废水处理工艺，是当前金属矿山企业普遍面临的难题。
发明内容
本发明的目的就是针对现有处理工艺存在的上述问题，而提供一种工艺流程简单、处理效果好、处理效率高的有色金属矿山废水处理工艺。
本发明包括以下步骤：
(1)调节矿山废水pH至3～6之间，若废水原始pH在这之间，可不用调节；
(2)调节后的废水在搅拌和紫外灯照射条件下，投加30％的双氧水、Fe2+试剂和催化剂进行紫外/芬顿高级氧化反应，反应时间为30min～120min；
(3)氧化反应后的废水在搅拌状态下投加碱液调节pH至8～10之间，然后依次投加凝聚剂和絮凝剂进行混凝沉淀，混凝后停止搅拌静置沉淀15min～120min；
(4)沉淀后的上清液进入生物活性炭处理系统，在活性炭填料、挂膜菌种和空气曝气的条件下，进行生物活性炭处理，处理时间为60min～120min；
(5)处理后的上清液返回生产工艺流程中或达标排放。
所述步骤(1)中，调节pH的药剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠或石灰乳。
所述步骤(2)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s，紫外灯波长和功率根据废水性质和处理要求而定，Fe2+试剂为硫酸亚铁溶液或氯化亚铁溶液，双氧水和Fe2+试剂的投加顺序为先投加Fe2+试剂再投加浓度为30％的双氧水或两者同时投加，投加量根据进水水质中的COD含量多少和处理指标要求而定，COD含量高、处理指标要求严，Fe2+试剂和双氧水的投加量相应增多，反之，COD含量低、处理指标要求松，Fe2+试剂和双氧水的投加量相应减少。
所述步骤(3)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s，凝聚剂为高分子无机凝聚剂，絮凝剂为高分子聚丙烯酰胺，凝聚剂和絮凝剂都配成溶液状态投加。
所述步骤(4)中生物活性炭处理系统为上流式或下流式反应池，池底设有布水装置和曝气装置，曝气装置上方为活性炭填料层，活性炭为椰壳炭或煤质炭，装炭量根据废水的性质和处理要求来确定，挂膜菌种依据废水性质采集、筛选和培养，挂膜方式采取人工投加菌种挂膜或动态培养自然挂膜，气液比设定为1～15:1。
本发明的有益效果：
本发明根据有色金属矿山废水水质复杂、难处理的特点，将紫外/芬顿高级氧化技术、生物活性炭处理技术和混凝沉淀技术结合在一起协同对废水进行处理，处理效果好、处理效率高，系统运行稳定，工艺流程简单，便于实现工业应用，特别是对于难处理的有色金属矿山废水具有其他方法工艺难以达到的优势。
具体实施方式
本发明包括以下步骤：
(1)调节矿山废水pH至3～6之间，若废水原始pH在这之间，可不用调节；
(2)调节后的废水在搅拌和紫外灯照射条件下，投加30％的双氧水、Fe2+试剂和催化剂进行紫外/芬顿高级氧化反应，反应时间为30min～120min；
(3)氧化反应后的废水在搅拌状态下投加碱液调节pH至8～10之间，然后依次投加凝聚剂和絮凝剂进行混凝沉淀，混凝后停止搅拌静置沉淀15min～120min；
(4)沉淀后的上清液进入生物活性炭处理系统，在活性炭填料、挂膜菌种和空气曝气的条件下，进行生物活性炭处理，处理时间为60min～120min；
(5)处理后的上清液返回生产工艺流程中或达标排放。
所述步骤(1)中，调节pH的药剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠或石灰乳。
所述步骤(2)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s，紫外灯波长和功率根据废水性质和处理要求而定，Fe2+试剂为硫酸亚铁溶液或氯化亚铁溶液，双氧水和Fe2+试剂的投加顺序为先投加Fe2+试剂再投加浓度为30％的双氧水或两者同时投加，投加量根据进水水质中的COD含量多少和处理指标要求而定，COD含量高、处理指标要求严，Fe2+试剂和双氧水的投加量相应增多，反之，COD含量低、处理指标要求松，Fe2+试剂和双氧水的投加量相应减少。
所述步骤(3)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s，凝聚剂为高分子无机凝聚剂，絮凝剂为高分子聚丙烯酰胺，凝聚剂和絮凝剂都配成溶液状态投加。
所述步骤(4)中生物活性炭处理系统为上流式或下流式反应池，池底设有布水装置和曝气装置，曝气装置上方为活性炭填料层，活性炭为椰壳炭或煤质炭，装炭量根据废水的性质和处理要求来确定，挂膜菌种依据废水性质采集、筛选和培养，挂膜方式采取人工投加菌种挂膜或动态培养自然挂膜，气液比设定为1～15:1。
具体实例1：
某有色金属矿山废水，pH为6.8，COD为566.4mg/L，铜离子为18.6mg/L，锌离子为10.5mg/L，此外还含有微量的其它重金属离子。用蠕动泵将3L该废水泵入到装有搅拌装置和紫外灯装置的反应器中，搅拌装置设置在反应器内部中央，紫外灯功率为4W、波长为254nm，固定在搅拌桨和反应器内壁之间，开启搅拌装置在搅拌线速度为0.5m/s条件下用1％的硫酸溶液调节废水pH至4.0，开启紫外灯，依次添加4g/L的硫酸亚铁溶液120mL、30％的双氧水8mL、2g/L的草酸钠10mL，反应60min，关闭紫外灯，用0.5％的氢氧化钠溶液调节废水pH至9.0，调节搅拌线速度为0.8m/s，投加10g/L的聚合氯化铝溶液8mL搅拌5min，然后投加0.5‰阴离子聚丙烯酰胺溶液4mL，继续搅拌2min后调节搅拌线速度0.1m/s搅拌5min，停止搅拌，静置30min，用蠕动泵将上清液泵入到生物活性炭反应器中进行处理，生物活性炭反应器为上流式生物反应器，活性炭采用柱状煤质炭，填装量为2kg，空气采用钛合金滤芯微孔曝气，置于反应器底部，气液比设定为5:1，菌种采用人工投加挂膜，反应停留时间为60min。系统反应后的出水经分析pH为8.5，COD为8.6mg/L，铜离子＜0.01mg/L、锌离子＜0.01mg/L，第一类污染物均在最高允许排放浓度限值之内，处理后水质可达到回用或排放标准。
具体实例2：
某有色金属矿山废水，pH为6.8，COD为875.4mg/L，铜离子为87.4mg/L，铅离子为43.2mg/L，锌离子为17.5mg/L，此外还含有微量的其它重金属离子。用蠕动泵将3L该废水泵入到装有搅拌装置和紫外灯装置的反应器中，搅拌装置设置在反应器内部中央，紫外灯功率为4W、波长为254nm，固定在搅拌桨和反应器内壁之间，开启搅拌装置在搅拌线速度为0.5m/s条件下用1％的硫酸溶液调节废水pH至4.0，开启紫外灯，依次添加4g/L的硫酸亚铁溶液150mL、30％的双氧水10mL、2g/L的草酸钠12mL，反应60min，关闭紫外灯，用0.5％的氢氧化钠溶液调节废水pH至9.0，调节搅拌线速度为0.8m/s，投加10g/L的聚合氯化铝溶液12mL搅拌5min，然后投加0.5‰阴离子聚丙烯酰胺溶液5mL，继续搅拌2min后调节搅拌线速度0.1m/s搅拌5min，停止搅拌，静置30min，用蠕动泵将上清液泵入到生物活性炭反应器中进行处理，生物活性炭反应器为上流式生物反应器，活性炭采用柱状煤质炭，填装量为2kg，空气采用钛合金滤芯微孔曝气，置于反应器底部，气液比设定为5:1，菌种采用人工投加挂膜，反应停留时间为60min。系统反应后的出水经分析pH为8.4，COD为14.5mg/L，铜离子＜0.01mg/L、锌离子＜0.01mg/L，第一类污染物均在最高允许排放浓度限值之内，处理后水质可达到回用或排放标准。

Claims (5)

1.一种有色金属矿山废水处理工艺，该方法包括以下步骤：
(1)调节矿山废水pH至3～6之间，若废水原始pH在这之间，可不用调节；
(2)调节后的废水在搅拌和紫外灯照射条件下，投加30％的双氧水、Fe2+试剂和催化剂进行紫外/芬顿高级氧化反应，反应时间为30min～120min；
(3)氧化反应后的废水在搅拌状态下投加碱液调节pH至8～10之间，然后依次投加凝聚剂和絮凝剂进行混凝沉淀，混凝后停止搅拌静置沉淀15min～120min；
(4)沉淀后的上清液进入生物活性炭处理系统，在活性炭填料、挂膜菌种和空气曝气的条件下，进行生物活性炭处理，处理时间为60min～120min；
(5)处理后的上清液返回生产工艺流程中或达标排放。
2.根据权利要求书1所述的一种有色金属矿山废水处理工艺，其特征在于：所述步骤(1)中，调节pH的药剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠或石灰乳。
3.根据权利要求书1所述的一种有色金属矿山废水处理工艺，其特征在于：所述步骤(2)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s，紫外灯波长和功率根据废水性质和处理要求而定，Fe2+试剂为硫酸亚铁溶液或氯化亚铁溶液，双氧水和Fe2+试剂的投加顺序为先投加Fe2+试剂再投加浓度为30％的双氧水或两者同时投加，投加量根据进水水质中的COD含量多少和处理指标要求而定，COD含量高、处理指标要求严，Fe2+试剂和双氧水的投加量相应增多，反之，COD含量低、处理指标要求松，Fe2+试剂和双氧水的投加量相应减少。
4.根据权利要求书1所述的一种有色金属矿山废水处理工艺，其特征在于：所述步骤(3)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s，凝聚剂为高分子无机凝聚剂，絮凝剂为高分子聚丙烯酰胺，凝聚剂和絮凝剂都配成溶液状态投加。
5.根据权利要求书1所述的一种有色金属矿山废水处理工艺，其特征在于：所述步骤(4)中生物活性炭处理系统为上流式或下流式反应池，池底设有布水装置和曝气装置，曝气装置上方为活性炭填料层，活性炭为椰壳炭或煤质炭，装炭量根据废水的性质和处理要求来确定，挂膜菌种依据废水性质采集、筛选和培养，挂膜方式采取人工投加菌种挂膜或动态培养自然挂膜，气液比设定为1～15:1。
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CN105858969A (zh) * 2016-06-07 2016-08-17 韶关市雅鲁环保实业有限公司 铁铜硫多金属矿山拦泥库废水处理工艺
CN109133501A (zh) * 2018-08-22 2019-01-04 青海省地质矿产测试应用中心 一种有色金属矿废水综合处理方法
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