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德兴铜矿工业废水处理站废水达标排放技术研究

张诚  
【摘要】:硫化金属矿山废水主要由矿山酸性废水和选矿浮选废水组成,矿山酸性废水具有pH值低,重金属离子类型复杂、浓度高的特点,常见于露天矿坑、废石堆等地;选矿浮选废水源自矿石的加工过程,废水的pH值和COD值较高,含有高浓度的残留浮选药剂,以上两股废水直接排放均可对生态环境造成十分严重的危害。本文以德兴铜矿工业废水处理站所处理矿山酸性废水和选矿浮选废水为研究对象,针对矿山酸性废水和选矿浮选废水两者混合所形成矿山酸碱废水具有pH值低、金属离子和残留浮选药剂浓度均较高的特点,研究以H2O2、NaClO以及O3分别作为氧化剂处理降低矿山酸碱废水COD的可行性,并结合处理站现有高密度泥浆法工艺(简称“HDS工艺”,属于石灰中和衍生工艺类型,用于矿山酸性废水的处理)的特点,开发出Fenton氧化-电石乳中和-聚丙烯酰胺(PAM)絮凝联合工艺,解决了现有处理工艺出水COD不达标排放的问题,并实现出水各项指标的全面达标排放。 试验分为实验室试验和半工业试验两部分,分别得到以下结果。实验室试验表明: 1.HDS工艺出水不达标的原因是其不能有效地去除浮选废水中残留的高浓度浮选药剂。 2.H2O2可以有效的氧化降解矿山酸碱废水中残留的高浓度浮选药剂,降低废水的COD浓度,其降解机理是H2O2和矿山酸性废水中的Fe2+离子在低pH值条件下反应生成具有强氧化性的羟基自由基。试验得到最佳的H2O2浓度为0.5ml/L,Fe2+离子浓度为150 mg/L,最佳的pH值为3.50,且氧化降低废水COD的过程符合二级动力学模型。 3.NaClO、O3很难氧化降解矿山酸碱混合废水中残留的浮选药剂。选矿浮选废水的单独预处理试验结果表明利用O3、O3/H2O2氧化或混凝处理很难降低选矿浮选废水的COD值。半工业试验试验结果表明: 4.采用Fenton氧化-电石乳中和-PAM絮凝联合处理工艺对德兴铜矿工业废水处理站现场废水具有很好的处理效果,该法能够有效承受废水性质变化所带来冲击负荷,试验结果表明:H2O2最佳的浓度为0.5ml/L,电石乳浓度为8.5g/L,PAM浓度为1.5 mg/L。废水经处理后,各项水质指标达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准。 利用矿山酸碱混合废水中存在大量Fe2+、Cu2+等金属离子的特点,加入H202在低pH值下反应生成强氧化性的羟基自由基,实现对选矿浮选废水中的高浓度残留浮选药剂的有效降解是课题研究的创新之处,所采用Fenton氧化-电石乳中和-PAM絮凝联合处理工艺也为其他硫化金属矿山产生的类似性质废水的处理提供了技术参考。


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