某复杂多金属矿浮选废水的净化与回用工艺研究

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浮选废水含有多种污染物,如有机浮选药剂、重金属、固体悬浮物等,且产生废水量巨大,直接排放会对矿区周边环境产生严重危害。因此,开展浮选废水的净化与回用工艺研究,对节约水资源,改善矿区周边环境具有重要意义。  本文以某多金属矿的浮选废水为研究对象,在进行了废水水质分析、废水直接回用及残留药剂对浮选指标的影响等实验基础上,开展了浮选废水的混凝沉淀—好氧生物的净化与回用工艺等研究,实现了浮选废水的有效回用。  本论文主要研究结论如下:  (1)实验对浮选废水的水质进行了分析,并探讨了主要污染因子,如pH值、金属离子含量、残余药剂含量等对浮选指标的影响。研究表明,该浮选废水pH值高,悬浮物浓度严重超标(4010.6mg/L);浮选药剂的残留导致CODCr含量(1036.4mg/L)和部分金属离子的浓度高。各单因素都对指标产生了明显的影响,导致浮选粗精矿的品位或回收率大幅下降,表明废水直接回用不能满足生产要求。  (2)针对该浮选废水SS、CODCr含量高,重金属离子污染等特点,提出混凝沉淀—好氧生物处理工艺。混凝实验研究了聚合氯化铝、聚合硫酸铁、硫酸亚铁和混凝剂FYJ四种混凝剂的适用条件和絮凝剂(PAM)对混凝效果的影响。结果表明,在最适混凝剂FYJ,用量200mg/L,絮凝剂PAM用量5mg/L的条件下,混凝沉淀出水的SS、重金属离子均可达到排放标准:SS从4014.6mg/L降至48.3mg/L;浮选废水中的As、Pb、Cd和Be的去除率分别达94.51%,95.58%,91.30%和99.46%; CODCr从1036.4mg/L降至521.5mg/L。  (3)针对混凝沉淀出水CODCr含量偏高的问题,开展了废水好氧生物处理的实验研究。好氧生物处理系统以氧化石蜡皂、MTB和乙硫氮配制模拟废水,对活性污泥进行驯化,逐步提高模拟废水中浮选药剂含量,直到出水水质稳定,完成驯化。实验研究了生化处理系统的最佳停留时间、pH、共代谢基质及其用量对降解浮选药剂的影响。结果表明,生化系统的最佳停留时间为2h;活性污泥适宜的pH范围为6~8之间;三种外加碳源对浮选药剂的降解效果依次为:蔗糖>葡萄糖>淀粉;当蔗糖投加量为80mg/L时,模拟废水的出水CODCr值为96.3mg/L,去除率达81.54%,较不添加共代谢基质时提高了9.05%。通过生化处理工艺条件的探讨,对混凝沉淀出水进行了好氧生物处理。处理结果:出水CODCr值为137.3mg/L,去除率为73.67%。三种主要的浮选药剂都得到了比较好的去除。浮选废水经混凝沉淀—好氧生物处理后,出水水质达标。  (4)通过对比减少药剂的用量、废水与新鲜水配比使用、净化后回用三种废水回用方案的浮选指标,以确定合适的废水回用工艺。结果表明,经混凝沉淀—好氧生物净化处理后的废水回用,可达到与使用新鲜水相近的指标。  (5)实验研究过程利用FT-IR对三种浮选药剂生物降解前后的变化进行分析,初步探讨了氧化石蜡皂、MTB、乙硫氮可能的降解途径。  本研究结果为实现多金属矿山浮选废水的净化与回用提供了技术参考。
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