旋流絮凝法處理選礦廢水
目前，我國黑色金屬礦山選廠廢水處理多采用普通濃縮機(jī)進(jìn)行自然沉淀，水質(zhì)凈化效果差。例如某礦將485m3/h的廢水打入直徑18m普通濃縮機(jī)中進(jìn)行自然沉淀，當(dāng)出水為425m3/h時(shí)，其溢流濃度高達(dá)9996mg/L，已不符合國家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。為此，一些選礦廠將普通濃縮機(jī)裝上斜板，改裝成斜板沉淀池。這種沉淀池效果雖然好些，但改造費(fèi)用高，使用壽命短，易堵塞，維修工作量大。
為充分利用選礦廠原處理設(shè)備，我們提出將直徑18m的濃縮機(jī)改成旋流絮凝沉淀池。經(jīng)小試得知，如果把出水濃度控制在300mg/L以下時(shí)，其處理負(fù)荷最高只有0.3m3/m2•h，但在改造的旋流絮凝沉淀池內(nèi)投加陰離子型聚丙烯酰胺后，處理負(fù)荷量可以達(dá)到2m3/m2•h，即旋流絮凝沉淀池的處理效率是普通濃縮機(jī)處理效率的7倍。
1 濃縮機(jī)的改造
將直徑18m普通濃縮機(jī)改成旋流絮凝沉淀池。是在原普通濃縮機(jī)結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，也就是在其中心支柱和耙架之間安裝一個(gè)旋流反應(yīng)器，它的形狀呈圓臺(tái)狀，內(nèi)部裝設(shè)多層旋流導(dǎo)板(見圖1)。
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改造后的旋流絮凝沉淀池有以下特點(diǎn)：
①不破壞原普通濃縮機(jī)的結(jié)構(gòu)，既利用了原來的濃縮設(shè)施，又顯著提高了廢水的凈化效率；
②在旋流絮凝反應(yīng)器進(jìn)口附近投加陰離子型聚丙烯酰胺，可以充分利用水力旋流進(jìn)行反應(yīng)，不需加設(shè)機(jī)械攪拌器；
③旋流絮凝沉淀池采用深層進(jìn)水，由于大大縮短了固體顆粒的沉淀距離，使中粗顆粒很快沉入壓縮層，相對(duì)降低了池體中部和上部水體的濃度，而迫使細(xì)顆粒進(jìn)入濃度較高的壓縮區(qū)上部。由于稠密顆粒的碰撞，大大消減了它們的能量，使相當(dāng)數(shù)量的細(xì)顆粒停留下來不能上浮，相應(yīng)提高了底流濃度。
④旋流絮凝反應(yīng)器的上部直徑小，下部直徑大，水流無級(jí)變速，符合混凝反應(yīng)先快速混合，后慢速絮凝的要求。水流離開反應(yīng)器后仍有一段旋流過程，逐步擴(kuò)散，“絮團(tuán)”不斷長(zhǎng)大，而且出水和進(jìn)水量逆向流動(dòng)，經(jīng)過濃縮層進(jìn)入清水區(qū)，再向周邊溢出，比普通濃縮機(jī)上部輻射的流向要優(yōu)越得多。
2 絮凝劑設(shè)備
2.1靜態(tài)試驗(yàn)
以濃度為300~mg/L的選礦污水為試液(pH=8.12)，在室溫下在100mL量筒和直徑40ram，高2m的沉淀管內(nèi)對(duì)聚鐵、聚鋁、聚丙烯酰胺等進(jìn)行篩選試驗(yàn)。從絮凝物的沉降速度和上清液的濁度兩個(gè)方面評(píng)價(jià)各種絮凝劑之間促進(jìn)沉降效果的次序，肯定了陰離子型聚丙烯酰胺對(duì)處理該選礦廢水的沉降效果最好。試驗(yàn)曲線見圖2。
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2.2工業(yè)性試驗(yàn)
工藝流程見圖3。
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所選擇的陰離子型聚丙烯酰胺分子量為700～800萬，濃度0.1%，用量為2.3g/m3。在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)原進(jìn)水濃度為21540mg/L，pH=8.05，溫度6度時(shí)，投加陰離子型聚丙烯酰胺后，出水濃度為33mg/L，去除率可達(dá)99.85%。
2.3投藥設(shè)備
①攪拌筒：采用直徑1.7m的攪拌筒，體積3嗎m3。按4h攪拌周期考慮，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。
②加藥泵：為便于自動(dòng)控制加藥量，選用了XF-101型計(jì)量泵。一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。
③儲(chǔ)漿池：按照陰離子型聚丙烯酰胺的濃度為0.1%，攪拌筒連續(xù)工作并能逐次排入的工作條件，設(shè)計(jì)容積為7m3。
3 處理效果廈效益分析
此改裝設(shè)備2年多時(shí)間的運(yùn)行及監(jiān)鍘數(shù)據(jù)表明，選礦外排水經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)率為100%，處理率100%，凈化效率99.85%，其它水質(zhì)指標(biāo)均低于國家褒水排放標(biāo)準(zhǔn)；選礦廠尾礦漿排放量由l80m3/h控制到≤ll5m3/h，使?jié)饪s機(jī)底部排污率由15%提高到31.89%，實(shí)現(xiàn)了用一臺(tái)YJB～120/25型馬爾斯泵輸送全部尾礦礦漿的控制目標(biāo)。據(jù)測(cè)算，這套新型廢水處理系統(tǒng)投運(yùn)后，每年免繳超標(biāo)排污費(fèi)約149萬元，免交提高征收標(biāo)準(zhǔn)收費(fèi)約22萬元。扣除運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，該工程直接經(jīng)濟(jì)效益約為143.14萬元/年。
4 結(jié)論
采用兩級(jí)礦廢水屬國內(nèi)首創(chuàng)。這套新型高效選礦廢水處理設(shè)備的使用，使我國黑色金屬礦山選礦廢水的治理技術(shù)達(dá)到了九十年代的國內(nèi)先進(jìn)水平，它為我國眾多的黑色金屬選礦廠找到了一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、高效的廢水處理方法。
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