CN104058560A - 有色矿山废水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有色矿山废水处理方法，该方法的步骤是调节矿山废水pH至8～10，投加混凝药剂进行混凝和静置沉淀；取沉淀后的上清液施加超声波和通入臭氧，进行超声/臭氧协同高级氧化反应；反应后出水投加混凝药剂进行二次混凝沉淀；沉淀后上清液进入到生物活性炭处理系统中进行生物和活性炭处理，处理后的出水返回生产工艺流程中或达标排放。本发明根据有色矿山废水水质复杂、难处理的特点，将超声波/臭氧高级氧化技术、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矿山废水具有其他方法的难以达到的优势。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护技术及水处理技术领域，特别涉及一种有色矿山废水的处理方法。
背景技术
有色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方法对这些废水进行处理。目前，常用的处理方法有化学沉淀法、吸附法、微生物法、人工湿地法等等，这些处理方法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、实用的有色矿山废水处理方法，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方法存在的上述问题，而提供一种工艺流程简单、处理效果好、处理效率高的有色矿山废水处理方法。
本发明包括以下步骤：
(1)在搅拌状态下调节矿山废水pH至9～11之间，若废水原始pH在这之间，可不用调节，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15min～120min；
(2)取沉淀后的上清液，施加超声波并通入臭氧进行超声/臭氧协同高级氧化反应，反应时间为30min～120min；
(3)氧化反应后废水在搅拌状态下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)处理后的出水返回生产工艺流程中或达标排放。
所述步骤(1)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s，调节pH的药剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠或石灰乳，凝聚剂为铁盐、铝盐等无机盐类凝聚剂或高分子凝聚剂，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(2)中，超声波频率为20kHz～750kHz，超声波功率和臭氧通入量根据进水水质中COD含量多少和出水水质要求来确定，COD含量高、处理指标要求严，超声波的功率相应增大，臭氧的通入量相应增多，反之，COD含量低、处理指标要求松，超声波的功率相应减小，臭氧的通入量相应减少。
所述步骤(3)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s，凝聚剂为铁盐、铝盐等无机盐类凝聚剂或高分子凝聚剂，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，挂膜菌种为在尾矿库附近表层土壤人工采集、分离、驯化培养的菌群，包括链球菌属、葡萄球菌属、芽孢杆菌属、微杆菌属、短杆菌属或假单胞杆菌属等，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：
本发明根据有色矿山废水水质复杂、难处理的特点，将超声波/臭氧高级氧化技术、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矿山废水具有其他方法难以达到的优势。
具体实施方式
本发明包括以下步骤：
(1)在搅拌状态下调节矿山废水pH至9～11之间，若废水原始pH在这之间，可不用调节，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15min～120min；
(2)取沉淀后的上清液，施加超声波并通入臭氧进行超声/臭氧协同高级氧化反应，反应时间为30min～120min；
(3)氧化反应后废水在搅拌状态下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)处理后的出水返回生产工艺流程中或达标排放。
所述步骤(1)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s，调节pH的药剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠或石灰乳，凝聚剂为铁盐、铝盐等无机盐类凝聚剂或高分子凝聚剂，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(2)中，超声波频率为20kHz～750kHz，超声波功率和臭氧通入量根据进水水质中COD含量多少和出水水质要求来确定，COD含量高、处理指标要求严，超声波的功率相应增大，臭氧的通入量相应增多，反之，COD含量低、处理指标要求松，超声波的功率相应减小，臭氧的通入量相应减少。
所述步骤(3)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s，凝聚剂为铁盐、铝盐等无机盐类凝聚剂或高分子凝聚剂，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，挂膜菌种为在尾矿库附近表层土壤人工采集、分离、驯化培养的菌群，包括链球菌属、葡萄球菌属、芽孢杆菌属、微杆菌属、短杆菌属或假单胞杆菌属等，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。用搅拌杯取该矿山废水3L置于搅拌机下，在搅拌线速度为0.8m/s条件下用1％的氢氧化钠溶液调节废水pH至9.0，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15min，用蠕动泵将上清液泵入到装有超声波装置和臭氧曝气装置的反应器中，超声波探头直径5mm，置于废水液面下20mm处，超声波频率为20kHz，功率为50W，臭氧采用钛合金滤芯微孔曝气，置于反应器底部，反应开始开启超声装置，通入臭氧反应30min，臭氧通入量为50mg/L，反应结束后取出水在搅拌线速度为0.8m/s条件下，投加10g/L的聚合氯化铝溶液5mL搅拌5min，然后投加0.5‰阴离子聚丙烯酰胺溶液2mL，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15min，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8.1，COD为12.3mg/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。用搅拌杯取该矿山废水3L置于搅拌机下，在搅拌线速度为0.8m/s条件下用1％的氢氧化钠溶液调节废水pH至9.0，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15min，用蠕动泵将上清液泵入到装有超声波装置和臭氧曝气装置的反应器中，超声波探头直径5mm，置于废水液面下20mm处，超声波频率为20kHz，功率为50W，臭氧采用钛合金滤芯微孔曝气，置于反应器底部，反应开始开启超声装置，通入臭氧反应30min，臭氧通入量为80mg/L，反应结束后取出水在搅拌线速度为0.8m/s条件下，投加10g/L的聚合氯化铝溶液5mL搅拌5min，然后投加0.5‰阴离子聚丙烯酰胺溶液2mL，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15min，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8.2，COD为19.5mg/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 (8)
1.一种有色矿山废水处理方法，该方法包括以下步骤：
(1)在搅拌状态下调节矿山废水pH至9～11之间，若废水原始pH在这之间，可不用调节，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15min～120min；
(2)取沉淀后的上清液，施加超声波并通入臭氧进行超声/臭氧协同高级氧化反应，反应时间为30min～120min；
(3)氧化反应后废水在搅拌状态下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)处理后的出水返回生产工艺流程中或达标排放。
2.根据权利要求书1所述的一种有色矿山废水处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s，调节pH的药剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠或石灰乳，凝聚剂为铁盐、铝盐等无机盐类凝聚剂或高分子凝聚剂，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。
3.根据权利要求书1所述的一种有色矿山废水处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中，超声波频率为20kHz～750kHz。
4.根据权利要求书1所述的一种有色矿山废水处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中，搅拌线速度为0.01m/s～10m/s。
5.根据权利要求书1所述的一种有色矿山废水处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中，凝聚剂为铁盐、铝盐等无机盐类凝聚剂或高分子凝聚剂，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。
6.根据权利要求书1所述的一种有色矿山废水处理方法，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。
7.根据权利要求书1所述的一种有色矿山废水处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中，挂膜菌种为在尾矿库附近表层土壤人工采集、分离、驯化培养的菌群，包括链球菌属、葡萄球菌属、芽孢杆菌属、微杆菌属、短杆菌属、假单胞杆菌属等，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。
8.根据权利要求书1所述的一种有色矿山废水处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中，生物活性炭处理系统气液比设定为1～15:1。
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