CN113562884A - 一种矿山排土场淋溶水处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种矿山排土场淋溶水处理方法，包括以下步骤：S1、pH调节与化学混凝：将矿山排土场淋溶水泵入pH调节池，投加碱性化学药剂并搅拌，在pH调节池出口处投加混凝剂；S2、快速沉淀：自流进入快速沉淀池，投加絮凝剂、聚合硫酸铁及尾矿砂并搅拌；S3、泥水分离：自流进入泥水分离池，泥水分离池内设置有过滤棉球滤床用于泥水分离，分离后的水进行排放，污泥与尾矿砂则导入至高效旋流净化器使污泥与尾矿砂分离，尾矿砂回流至快速沉淀池循环使用，污泥则经过脱水设备脱水后进行资源化处理。本发明操作便捷、处理效率高、设备占地面积小、可实现选矿厂尾矿砂废物利用及无害化处理。这种新工艺非常适合处理矿山排土场淋溶水。
Description
技术领域
本发明属于矿山污水处理技术领域，具体涉及到一种矿山排土场淋溶水处理方法。
背景技术
在矿山开采及矿物富集分离的过程中会产生很多的环境污染问题，排土场淋溶水污染就是其中之一。矿山排土场淋溶水含重金属且呈酸性，直接排放对矿区周边水体破坏程度大，因而需要针对性的进行处理。
矿山废水的处理方法一般有化学沉淀法、膜分离法、微生物法、人工湿地法、离子交换法和吸附法等。其中化学沉淀法是目前矿山废水处理中应用最广泛的一种处理方法。但传统的化学沉淀法沉淀时间长、占地面积大、药耗成本高，还有可能产生二次污染，而随着矿山的开采，矿区排土场规模是不断扩大的，因此排土场酸性淋溶水存在重金属浓度低、排放点分散、水质水量波动大等特点，传统的化学沉淀法难以满足处理要求。
因此，需要设计一种新的矿山排土场淋溶水处理方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种矿山排土场淋溶水处理方法，以解决背景技术中提出的传统的化学沉淀法沉淀时间长、占地面积大、药耗成本高的问题。
本发明的技术方案是一种矿山排土场淋溶水处理方法，包括以下工艺步骤：
步骤S1、pH调节与化学混凝：将矿山排土场淋溶水收集后用泵泵入带有机械搅拌装置的pH调节池，投加碱性化学药剂并搅拌，将pH调节池内水体的pH调节至10-11，在pH调节池出口处投加混凝剂；
步骤S2、快速沉淀：pH调节池内水体从pH调节池出口处流出后，自流进入带有机械搅拌装置的快速沉淀池，且按比例投加絮凝剂、聚合硫酸铁及尾矿砂并搅拌；
步骤S3、泥水分离：矿山排土场淋溶水经过快速沉淀池处理后，自流进入泥水分离池进水口，泥水分离池内设置有可拆卸的过滤棉球滤床，通过过滤棉球滤床来完成矿山排土场淋溶水的泥水分离，泥水分离后的水通过泥水分离池上部的泥水分离池出水口进行排放，分离后的污泥与尾矿砂则通过设置在泥水分离池底部的泥水分离池排泥口导入至高效旋流净化器，通过高效旋流净化器使污泥与尾矿砂分离，分离出的尾矿砂回流至快速沉淀池循环使用，污泥则经过脱水设备脱水后进行资源化处理。
在一种具体的实施方式中，所述矿山排土场淋溶水pH为3-5，SS≤1000mg/L，总铜浓度为5-15mg/L，总锌浓度为4-10mg/L，总锰浓度为10-30mg/L，总镉浓度为0.1-0.5mg/L。
在一种具体的实施方式中，所述碱性化学药剂为石灰、氢氧化钠或复合碱中的任意一种；所述混凝剂为聚合氯化铝、硫酸铝、聚合氯化铁、三氯化铁中的任意一种，投加量为4-12mg/L；所述机械搅拌装置为搅拌机，搅拌机的搅拌转速为200-300r/min。
在一种具体的实施方式中，所述矿山排土场淋溶水为钼矿山排土场淋溶水，所述尾矿砂也为钼矿山的尾矿砂。
在一种具体的实施方式中，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺或聚乙烯亚胺，絮凝剂的投加量为2-6mg/L。
在一种具体的实施方式中，所述尾矿砂为选矿厂排放的尾矿矿浆经自然脱水后形成的固体矿物质，筛选粒径为50-100目，含水率为10％-20％。
在一种具体的实施方式中，所述絮凝剂、聚合硫酸铁及尾矿砂的投加比例为10：1-2：3-5。
在一种具体的实施方式中，矿山排土场淋溶水在步骤S2中的停留时间为5-15min。
在一种具体的实施方式中，所述过滤棉球直径为40-50mm，所述过滤棉球滤床厚度为40-80cm。
在一种具体的实施方式中，所述高效旋流净化器采用离心分离技术；所述脱水设备为叠螺脱水机或带式压滤脱水机。
本发明的有益效果包括：
本发明操作便捷、处理效率高、设备占地面积小、可实现选矿厂尾矿砂废物利用及无害化处理。这种新工艺非常适合处理矿山排土场淋溶水。
本发明的停留时间短，沉淀效果好。本发明步骤S2中，矿山排土场淋溶水在快速沉淀池的停留时间为5-15min，而现有的常用方法达到相同的沉淀效果需要的40-60min，停留时间明显缩短，沉淀效率显著提高。步骤S2中所述沉降速度为120-150cm/min，而常规方法的沉降速度仅为60-80cm/min，沉降速度提高了一倍。
本发明所用药剂量少，处理成本低。
本发明使用的设备占地面积小，可随着排土场规模的变化随时进行移动。
本发明可实现对尾矿砂的废物利用，同时去除尾矿砂中的重金属，实现尾矿砂的无害化处理。
本发明处理后的出水能满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准，实现矿山排土场淋溶水的无害化处理。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明一种实施例的工艺流程图。
图2为本发明一种实施例的泥水分离池的示意图。
其中：1、泥水分离池进水口；2、泥水分离池排泥口；3、过滤棉球滤床；4、泥水分离池出水口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的一种矿山排土场淋溶水处理方法，包括以下工艺步骤：
步骤S1、pH调节与化学混凝：将矿山排土场淋溶水收集后用泵泵入带有机械搅拌装置的pH调节池，投加碱性化学药剂并搅拌，将pH调节池内水体的pH调节至10-11，在pH调节池出口处投加混凝剂。
步骤S2、快速沉淀：pH调节池内水体从pH调节池出口处流出后，自流进入带有机械搅拌装置的快速沉淀池，且按比例投加絮凝剂、聚合硫酸铁及尾矿砂并搅拌。投加絮凝剂、聚合硫酸铁及尾矿砂为絮体的形成提供核心，从而提高絮凝体形成速度和絮体的密实性，极大加快了絮体沉降速度，缩短了停留时间。
步骤S3、泥水分离：矿山排土场淋溶水经过快速沉淀池处理后，自流进入泥水分离池进水口1，泥水分离池内设置有可拆卸的过滤棉球滤床3，通过过滤棉球滤床3来完成矿山排土场淋溶水的泥水分离，泥水分离后的水通过泥水分离池上部的泥水分离池出水口4进行排放，分离后的污泥与尾矿砂则通过设置在泥水分离池底部的泥水分离池排泥口2导入至高效旋流净化器，通过高效旋流净化器使污泥与尾矿砂分离，分离出的尾矿砂回流至快速沉淀池循环使用，污泥则经过脱水设备脱水后进行资源化处理。经过步骤S3的处理后，排出的水能满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准，其中出水pH为8-9。所述资源化处理包括回收利用和干化后用于做建筑材料。
所述矿山排土场淋溶水pH为3-5，SS≤1000mg/L，总铜浓度为5-15mg/L，总锌浓度为4-10mg/L，总锰浓度为10-30mg/L，总镉浓度为0.1-0.5mg/L。SS即悬浮颗粒物。
所述碱性化学药剂为石灰、氢氧化钠或复合碱中的任意一种；所述混凝剂为聚合氯化铝、硫酸铝、聚合氯化铁、三氯化铁中的任意一种，投加量为4-12mg/L；所述机械搅拌装置为搅拌机，搅拌机的搅拌转速为200-300r/min。复合碱能够直接商购获得。
所述矿山排土场淋溶水为钼矿山排土场淋溶水，所述尾矿砂也为钼矿山的尾矿砂。
所述絮凝剂为聚丙烯酰胺或聚乙烯亚胺，絮凝剂的投加量为2-6mg/L。
所述尾矿砂为选矿厂排放的尾矿矿浆经自然脱水后形成的固体矿物质，筛选粒径为50-100目，含水率为10％-20％。选矿厂尾矿砂作为选矿工艺最后的固体废弃物，经过筛选进行利用，加快沉淀速率，同时尾矿砂中含低浓度重金属也需处理后才能排放。
所述絮凝剂、聚合硫酸铁及尾矿砂的投加比例为10：1-2：3-5。
矿山排土场淋溶水在步骤S2中的停留时间为5-15min。
所述过滤棉球直径为40-50mm，所述过滤棉球滤床厚度为40-80cm。过滤棉球只是起泥水分离的作用，水通过过滤棉球滤床流出，污泥与尾矿砂通过设置在泥水分离池底部的泥水分离池排泥口沉入下方泥斗，被污泥泵抽到高效旋流净化器。可拆卸的过滤棉球滤床根据过滤效果的好坏，定期拆卸进行清洗。
所述高效旋流净化器采用离心分离技术；所述脱水设备为叠螺脱水机或带式压滤脱水机。高效旋流净化器采用离心分离技术能有效截留污染物，快速高效去除污水中悬浮颗粒物，降低色度和浊度。
实施例1
某钼矿厂1号排土场淋溶水水质指标见表1。
表1某钼矿厂1号排土场淋溶水水质指标
一种矿山排土场淋溶水处理方法，依次按如下步骤进行：
将表1性质的淋溶水收集后用泵打入搅拌速度为200r/min的pH调节池，通过投加复合碱将废水pH调节至10，在pH调节池出口处投加10mg/L的PAC即聚合氯化铝；废水自流入快速沉淀池后分别投加PAM即聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁及尾矿砂，其投加比例为10：2：5(其中PAM为5mg/L)，搅拌速度为200r/min，停留时间为6min；随后废水自流入泥水分离池，废水通过80cm厚过滤棉球滤床后达标排放，污泥则通过高效旋流净化器与尾矿砂分离，尾矿砂分离后回流循环使用，污泥经叠螺脱水机脱水后进行资源化处理。其出水检测结果见表4。
实施例2
某钼矿厂2号排土场淋溶水水质指标见表2。
表2某钼矿厂2号排土场淋溶水水质指标
一种矿山排土场淋溶水处理方法，依次按如下步骤进行：
将表2性质的淋溶水收集后用泵打入搅拌速度为200r/min的pH调节池，通过投加复合碱将废水pH调节至11，在pH调节池出口处投加8mg/L的PAC；废水自流入快速沉淀池后分别投加PAM、聚合硫酸铁及尾矿砂，其投加比例为10：2：3(其中PAM为4mg/L)，搅拌速度为200r/min，停留时间为15min；随后废水自流入泥水分离池，废水通过70cm厚过滤棉球滤床后达标排放，污泥则通过高效旋流净化器与尾矿砂分离，尾矿砂分离后回流循环使用，污泥经叠螺脱水机脱水后进行资源化处理。其出水检测结果见表4。
实施例3
某钼矿厂3号排土场淋溶水水质指标见表3。
表3某钼矿厂3号排土场淋溶水水质指标
一种矿山排土场淋溶水处理方法，依次按如下步骤进行：
将表3性质的淋溶水收集后用泵打入搅拌速度为200r/min的pH调节池，通过投加复合碱将废水pH调节至9.5，在pH调节池出口处投加6mg/L的PAC；废水自流入快速沉淀池后分别投加PAM、聚合硫酸铁及尾矿砂，其投加比例为10：1：4(其中PAM为3mg/L)，搅拌速度为200r/min，停留时间为10min；随后废水自流入泥水分离池，废水通过60cm厚过滤棉球滤床后达标排放，污泥则通过高效旋流净化器与尾矿砂分离，尾矿砂分离后回流循环使用，污泥经叠螺脱水机脱水后进行资源化处理。其出水检测结果见表4。
表4各实施例出水水质检测结果
以上3个实施例表明，按照本发明的工艺步骤处理过的矿山排土场淋溶水均达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准的排放要求。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种矿山排土场淋溶水处理方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：
步骤S1、pH调节与化学混凝：将矿山排土场淋溶水收集后用泵泵入带有机械搅拌装置的pH调节池，投加碱性化学药剂并搅拌，将pH调节池内水体的pH调节至10-11，在pH调节池出口处投加混凝剂；
步骤S2、快速沉淀：pH调节池内水体从pH调节池出口处流出后，自流进入带有机械搅拌装置的快速沉淀池，且按比例投加絮凝剂、聚合硫酸铁及尾矿砂并搅拌；
步骤S3、泥水分离：矿山排土场淋溶水经过快速沉淀池处理后，自流进入泥水分离池进水口(1)，泥水分离池内设置有可拆卸的过滤棉球滤床(3)，通过过滤棉球滤床(3)来完成矿山排土场淋溶水的泥水分离，泥水分离后的水通过泥水分离池上部的泥水分离池出水口进行排放，分离后的污泥与尾矿砂则通过设置在泥水分离池底部的泥水分离池排泥口导入至高效旋流净化器，通过高效旋流净化器使污泥与尾矿砂分离，分离出的尾矿砂回流至快速沉淀池循环使用，污泥则经过脱水设备脱水后进行资源化处理。
2.根据权利要求1所述的矿山排土场淋溶水处理方法，其特征在于，所述矿山排土场淋溶水pH为3-5，SS≤1000mg/L，总铜浓度为5-15mg/L，总锌浓度为4-10mg/L，总锰浓度为10-30mg/L，总镉浓度为0.1-0.5mg/L。
3.根据权利要求1所述的矿山排土场淋溶水处理方法，其特征在于，所述碱性化学药剂为石灰、氢氧化钠或复合碱中的任意一种；所述混凝剂为聚合氯化铝、硫酸铝、聚合氯化铁、三氯化铁中的任意一种，投加量为4-12mg/L；所述机械搅拌装置为搅拌机，搅拌机的搅拌转速为200-300r/min。
4.根据权利要求1所述的矿山排土场淋溶水处理方法，其特征在于，所述矿山排土场淋溶水为钼矿山排土场淋溶水，所述尾矿砂也为钼矿山的尾矿砂。
5.根据权利要求1所述的矿山排土场淋溶水处理方法，其特征在于，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺或聚乙烯亚胺，絮凝剂的投加量为2-6mg/L。
6.根据权利要求1所述的矿山排土场淋溶水处理方法，其特征在于，所述尾矿砂为选矿厂排放的尾矿矿浆经自然脱水后形成的固体矿物质，筛选粒径为50-100目，含水率为10％-20％。
7.根据权利要求1所述的矿山排土场淋溶水处理方法，其特征在于，所述絮凝剂、聚合硫酸铁及尾矿砂的投加比例为10：1-2：3-5。
8.根据权利要求1所述的矿山排土场淋溶水处理方法，其特征在于，矿山排土场淋溶水在步骤S2中的停留时间为5-15min。
9.根据权利要求1所述的矿山排土场淋溶水处理方法，其特征在于，所述过滤棉球直径为40-50mm，所述过滤棉球滤床厚度为40-80cm。
10.根据权利要求1所述的矿山排土场淋溶水处理方法，其特征在于，所述高效旋流净化器采用离心分离技术；所述脱水设备为叠螺脱水机或带式压滤脱水机。
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