混凝沉淀法在某鎢礦廢水處理中的應(yīng)用

曹穎倩

（西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 重慶 400716）

混凝沉淀法在某鎢礦廢水處理中的應(yīng)用

曹穎倩

（西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 重慶 400716）

本文通過(guò)添加硫酸與氯化鈣前處理后，再分別添加聚合氯化鋁(PAC)，聚合氯化鐵（PFC），通過(guò)混凝沉淀處理鎢礦廢水。其中1%的PAC的處理效果比PFC好，實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步表明：1%的PAC藥劑在pH為7.35，投加量為200mg/L時(shí)，處理該鎢礦廢水濁度去除率可達(dá)到80%以上，COD去除率可達(dá)到76%以上，處理該廢水較為合理。

混凝沉淀；鎢礦廢水；廢水指標(biāo)

近年來(lái)，我國(guó)采礦業(yè)快速發(fā)展，在礦山排出的廢水排放量大[1]，而且這些廢水含有大量的有毒重金屬、懸浮物、選礦藥劑以及放射性類物質(zhì)[2]，處理礦山廢水依然存在很大的困難。礦業(yè)的廢水主要分為酸性廢水與堿性廢水[3-4]，大多數(shù)礦山廢水未經(jīng)任何達(dá)標(biāo)處理就任意排放，導(dǎo)致礦山周圍的空氣、土壤、水體都受到污染，危害環(huán)境及人體健康，這些廢水的處理問(wèn)題也備受關(guān)注。目前，對(duì)金屬礦山的廢水的研究以鉛鋅礦和銅礦多，而對(duì)鎢礦廢水情況研究甚少。

本文采用混凝沉淀法處理某鎢礦廢水，通過(guò)硫酸與氯化鈣前處理后再分別添加聚合氯化鋁(PAC)和聚合氯化鐵（PFC），利用混凝沉淀處理某鎢礦廢水，確定最佳混凝劑，進(jìn)而通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定最佳的工藝參數(shù)，為該類廢水處理的工程實(shí)施提供依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 廢水水質(zhì)

試驗(yàn)的鎢礦廢水水質(zhì)如表1所示。

表1 廢水水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表

1.2 儀器及試劑

采用的主要儀器有島津 UV2450分光光度儀，Lovibond ET125SC型COD快速測(cè)定儀等。

采用的主要試劑有聚合氯化鋁 (PAC工業(yè)級(jí))，使用時(shí)配成1%的水溶液；聚合氯化鐵（PFC工業(yè)級(jí)），使用時(shí)配成1%的水溶液；硫酸(AS，分析純)，使用時(shí)配成10%的水溶液；氯化鈣(CaCl2工業(yè)純)，使用時(shí)配成5%的水溶液。

2 結(jié)果與討論

2.1 混凝實(shí)驗(yàn)

在6個(gè)100mL的量筒中分別加入100mL原污水，用10%的硫酸調(diào)節(jié)pH至7.35，然后添加1500mg/L的CaCL；2min后向量筒中分別加入相同體積量的1%聚合氯化鋁和1%聚合氯化鐵，其中每?jī)蓚€(gè)量筒加一種混凝劑做平行試驗(yàn)；然后蓋住量筒口以固定的手勢(shì)上下均勻搖晃量筒，達(dá)到混凝劑充分均勻分布于廢水中。然后靜置1h，取上清液，分別測(cè)COD的含量和濁度；最后測(cè)量污泥層的高度。

2.1.1 靜沉試驗(yàn)

分別取100ml水樣放于7個(gè)容積為100mL的量筒中，進(jìn)行自由沉降試驗(yàn)，分別在沉淀0min、10min、20min、30min、40min、50min和60min后進(jìn)行取樣分析。

圖1 SS質(zhì)量自由沉降圖圖 2 硫酸用量對(duì)廢水濁度的影響

由圖1表明該廢水自由沉降60min時(shí)，沉降物幾乎達(dá)到最大，僅為原水懸浮物的13.5%左右，隨著沉淀時(shí)間的延長(zhǎng)，沉淀效果無(wú)明顯增加，廢水中僅有少部分能自由沉降，大部分難以自由沉降。

2.1.2 硫酸對(duì)廢水的前處理效果

該廢水堿性強(qiáng)，經(jīng)少量硫酸處理，廢水濁度變化顯著，圖2為濁度隨著硫酸用量變化圖。可知該廢水濁度隨著硫酸的用量增加而減少，硫酸用量為1100mg/L時(shí)，濁度下降為699.564mg/L。硫酸用量增大時(shí)，濁度的變化不顯著。但只采用硫酸處理該廢水濁度不能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，還需要添加凈水藥劑。

2.1.3 氯化鈣對(duì)廢水的前處理效果

目前，大多鎢礦廢水的前處理都使用Ca(OH)2，因?yàn)镃a(OH)2溶于水中，Ca2+激活礦物表面的SiO2，形成Ca2+絡(luò)合物，沉淀下來(lái)，但是Ca(OH)2的水解也會(huì)提供OH-，破壞酸堿平衡，使得水質(zhì)中的pH升高。因此，Ca(OH)2不能單獨(dú)用于鎢礦廢水的前處理。CaCl2的水解能激發(fā)SiO2的表面基團(tuán)，形成Ca2+絡(luò)合物，進(jìn)而可以吸附于其他物質(zhì)。同時(shí)，不會(huì)破壞酸堿平衡。

由于該廢水的懸浮物表面含有硅酸鹽等穩(wěn)定態(tài)物質(zhì)，因此可以先加入CaCl2活化懸浮物，再加入混凝劑，以獲得更顯著處理效果。如圖3所示，當(dāng)添加CaCl2后，廢水的濁度以及pH隨著其用量的增加而下降。當(dāng)pH約為9時(shí)，濁度超過(guò)106.59NTU，這與H2SO4的處理效果相當(dāng)。因?yàn)榧词笴a2+結(jié)合SiO2帶正電的絡(luò)合物，這樣同種電荷之間以排斥為主，因此，硅酸鹽礦物在水中還是處于懸浮狀態(tài)，廢水的濁度變化不大。

圖3 CaCl2用量對(duì)費(fèi)用濁度和pH的影響

圖4 2種混凝劑對(duì)濁度去除率的影響

2.2 混凝劑選擇實(shí)驗(yàn)

通過(guò)H2SO4與CaCl2調(diào)節(jié)后，廢水的處理效果依然沒(méi)能達(dá)到相關(guān)的處理標(biāo)準(zhǔn)，因此還需要添加凈水劑來(lái)凈化。圖4所示，PFC和PAC的濁度去除率約為80%，而PAC的去除效果較PFC好。由圖5可知，當(dāng)2種混凝劑投加量增大時(shí)，PAC的COD去除效果比PFC好，可達(dá)到76%。

由圖6可知，污泥層高度隨著PAC與PFC的投加量的增加呈下降趨勢(shì)。在投加量為200mg/L時(shí)，經(jīng)過(guò)PAC處理的泥層高度為56mL，而經(jīng)過(guò)PFC處理過(guò)的泥層為60mL,并且污泥層簇團(tuán)大，蓬松，在排出上清液時(shí)會(huì)隨上清液一起排出，影響上清液處理效果。因此，相比下PAC的處理效果更佳。