常州含堿廢水處理設備 遠程指導

有色金屬是工業生產的自然資源。在有色金屬礦山選礦、開采和礦區修復等環節，不可避免地會產生廢水。而廢水在未經處理的情況下直接排放到自然流域中，會造成嚴重的水生態污染。

2004年公司在放水窿口建有一套廢水處理設施，由于處理能力不足，目前該處理設施處于停用狀態。2013年公司對放水窿廢水處理設施進行了改造，增加了兩個沉淀池、兩個污泥干化池以及一套加藥裝置，提高了一定的廢水處理能力，但是該套系統設計存在一定的缺陷，主要包括:(1)沉淀池進、出水及配水方式不合理;(2)池型結構不合理;(3)加藥方式不合理，無法隨廢水量的變化自動調整加藥量;(4)排泥方式不合理，不能自動排泥，污泥無法及時排除。這些缺陷導致沉淀池沉淀效率低，外排廢水渾濁，無法滿足達標排放的要求，對下游水體環境造成一定的影響。

由于礦井不斷往深部開拓，廢水量也逐年增加到現在的1000m3/h，現有處理設施已無法滿足廢水穩定達標排放的要求。為響應國家“綠水青山就是金山銀山"的發展理念，以及監管部門對企業節能減排的要求，同時考慮企業的實際情況，擬在現有處理設施的基礎上進行改造，提高沉淀池的沉淀效率，并改進排泥方式，提高自動化水平，使廢水達標排放。

本項目先通過現場取樣，在試驗室進行小型試驗研究，確定最佳的工藝及參數。然后進行現場驗證試驗，驗證工藝的可靠性、藥劑種類和使用量的合理性以及放水窿出口的排水溝作為混凝反應裝置的可行性。最后以試驗數據為依據，進行廢水處理工程改造方案設計和工程實施，從而切實為企業解決外排廢水引起的環境污染問題。

1、試驗

1.1 廢水的性質

井下廢水的水質主要與礦圍巖(頂板、底板)巖石成分與組成有關。該鎢礦井下廢水呈黃色，水質檢查結果見表1。

從表1可以看出，廢水中除懸浮物不能滿足《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)中第二類污染物最高允許排放濃度一級標準要求外，其余項目均達標。因此，懸浮物是該廢水的主要處理對象。

1.2 試驗藥劑及儀器

試驗所需的主要藥劑及儀器見表2。

常州含堿廢水處理設備 遠程指導

1.3 試驗方案

試驗的目的是通過試驗研究，了解廢水的性質，找出最佳的廢水處理工藝及工藝參數，為工程設計提供設計依據。

首先對井下廢水進行自然沉降試驗，分析廢水中懸浮物的沉降性能;然后向廢水中分別加入不同種類和不同用量的混凝劑，優選出最佳的藥劑種類和加藥量;再對優選出的藥劑和加藥量進行綜合試驗;最后，進行現場驗證試驗，驗證藥劑種類和使用量的合理性以及利用現有60m的排水溝作為絮凝反應裝置的可行性，試驗工藝流程如圖1所示。

通過觀察混凝過程中礬花的形成過程及沉降速度來評價混凝效果，礬花形成速度快且沉降速度快說明混凝效果好。污染因子COD用重鉻酸鉀滴定法測定，懸浮物用重量法測定(GB11901—891)，重金屬用原子吸收分光光度法測定，pH用玻璃電極法測定，污泥含水率用重量法測定。

2、試驗結果分析與討論

2.1 自然沉降結果

取1000mL廢水置于量筒中，觀察廢水中懸浮物在24h內的自然沉降規律，每間隔一小時觀察懸浮物的沉降性能。通過試驗發現，廢水通過自然沉淀時，沉淀效果差。廢水中的懸浮物主要以膠體的形式存在于廢水中，由于布朗運動的作用以及膠體的荷電特性，使細小的懸浮物能夠長時間穩定的存在于廢水中。需通過加入藥劑，改變膠體的荷電特性，使膠體脫穩、凝聚，懸浮物加速沉淀，從而實現廢水達標排放。

2.2 藥劑種類對比

比較了多種混凝劑和絮凝劑的不同組合對廢水中懸浮物的去除效果，通過觀察試驗現象和檢測數據選擇最佳的藥劑組合。先向燒杯中加入一定量的井下廢水，然后先后加入不同的混凝劑和絮凝劑，攪拌后靜置20min，觀察混凝沉淀的效果，取上清液檢測懸浮物含量，對比試驗數據結果如表3所示。

從表3數據中可知，用PFS和PAM處理的效果不理想，單獨使用藥劑PAC的效果也不理想，藥劑PAC、PAM和PFS聯合使用與藥劑PAC、PAM聯合使用的效果都比較好。考慮到節省成本和操作的便利性，試驗采用PAC與PAM聯用是最佳的組合。

該鎢礦井下廢水中含有微細的懸浮顆粒物，形成一個分布均勻相對穩定的膠體分散系。膠體之所以穩定，是因為分散微粒細小，布朗運動產生的擴散作用與其自身重力達到一種平衡。同時這種平衡相對于外系統而言，又是一種脆弱的平衡，因為膠體是一個多相分散系，擁有廣闊的相間界面和巨大的自由能，其微細粒子趨向于相互結合為粗粒聚集體，因而這種穩定膠體是可以破壞的膠體，這為膠體脫穩提供了理論依據。處理該鎢礦廢水首先考慮通過加混凝劑，使廢水中的懸浮物從穩態中解脫，促使微細顆粒趨向于結合為粗顆粒聚合體，再加入絮凝劑加速粗顆粒聚合體的形成和沉降。

2.3 藥劑投加量

采用PAC與PAM藥劑組合，改變兩種藥劑的投加量，通過觀察混凝沉淀的現象，分析污泥性能及上清液懸浮物含量，優選最佳的藥劑用量，試驗數據如表4所示。

從表4中數據可知，3組試驗的上清液懸浮物含量相差不大，且沉淀效果都較好。隨著PAC的藥劑量加大污泥體積也隨之增大，且污泥含水率也增加，綜合考慮藥劑成本和處理效果，PAC和PAM的最佳投藥量分別是40mg/L和0.4mg/L。

2.4 pH的影響

每種混凝劑都有一個最佳的pH值使用范圍，針對不同的廢水pH值范圍也有所不同，需要通過試驗來確定。在燒杯中分別取一定量的廢水，投加相同量的混凝劑，PAC和PAM的投藥量分別是40mg/L和0.4mg/L，用氫氧化鈉和硫酸調節廢水的pH，加入混凝劑后，攪拌、靜置沉淀，觀察混凝效果。pH對混凝沉淀效果的影響見表5。

從表5中數據可以看出，pH在6.0~8.5之間，混凝效果均較好，且出水懸浮物濃度均能滿足達標排放要求。原水的pH在7.3~7.8很小的范圍內波動，為了節省成本，工程設計時可以考慮不增加pH調節系統。

2.5 重復驗證試驗結果

做重復驗證試驗，取500mL廢水，PAC和PAM的最佳投藥量分別是40mg/L和0.4mg/L，試驗數據如表6所示。

2.6 現場驗證試驗結果

先測定廢水的流量，然后按照小試的試驗結果配置一定量的10%濃度PAC溶液和0.1%濃度的PAM溶液。按照PAC投加量40mg/L，PAM投加量0.4mg/L的藥劑量，在放水窿出口不同位置分別人工均勻地投加這兩種藥劑，藥劑在排水溝內發生絮凝反應，在沉淀池的入口處取樣，觀察絮凝反應的效果和污泥的沉降性能，驗證60m排水溝作為混凝反應裝置的可行性。

廢水流量的測定，在正常水泵開啟的情況下，采用浮標法測定廢水的流量。選取一段平直且水流均勻排水溝作為測量段，長度約10m，通過測定浮標的通過時間和排水溝內水橫斷面的面積，計算廢水的流量數據。

通過取樣發現，現場驗證試驗結果與小型試驗結果相符合。在2#沉淀池入口用15L桶取樣，廢水中絮體顆粒大、沉淀快，在5min以內全部沉入桶底，上清液清澈，現場驗證試驗數據如表7所示。3、改造方案設計

3.1 工藝流程及說明

放水窿出口，排水溝前端設置超聲波流量計，為滿足超聲波流量計的安裝要求，跌水池需加高0.5m，適當抬高水位，以保證流量的準確測定。流量計對放水窿出水水量進行實時監測，計量泵通過流量計反饋的流量信號同步調整加藥量，在排水溝不同位置分別加入PAC和PAM，使加藥量與廢水量相匹配，實現自動控制加藥，從而達到最佳的絮凝效果。藥劑與廢水在排水溝內迅速混合，并發生絮凝反應，絮凝體不斷凝聚增大。小部分廢水流入廢棄沉淀池和1#原沉淀池，澄清后上清液排入小溪，底部污泥定期由鏟車從沉淀池底部鏟運至現有的污泥干化池自然晾干后，用汽車運至尾礦庫，大部分廢水經由排水溝進入經改造的2#沉淀池配水槽，使廢水均勻地分布在整個沉淀池橫斷面上，在沉淀池進行固液分離，上清液排入小溪，小溪下游利用攔水壩將處理后的水返回選廠回用。沉淀池中的污泥通過定時器自動或手動啟動污泥泵排入新建污泥池，污泥經壓濾機脫水后定期運至尾礦庫堆存。