重金屬污染廢水處理技術(shù)

重金屬污染廢水處理技術(shù)重金屬污染廢水處理技術(shù)

某錳礦地區近百年的礦山開(kāi)采歷史導致礦區出現眾多環(huán)境問(wèn)題，伴隨錳礦的開(kāi)采、洗礦、冶煉、加工過(guò)程，產(chǎn)生大量的工業(yè)廢渣及污水，對周?chē)乇硭w造成嚴重污染，甚至影響到周邊土壤及地下水環(huán)境安全。

　　1、廢水治理整體思路

　　錳礦地區的重金屬污染廢水包括礦坑廢水、工業(yè)廢水、現有無(wú)序堆放廢渣的滲濾液以及尾砂庫的排水。

　　對于錳礦礦坑廢水，擬采用集中長(cháng)效治理方式進(jìn)行治理，該工程在錳礦地區建設一座廢水處理廠(chǎng)，對錳礦地區產(chǎn)生的礦坑廢水收集后進(jìn)行集中處理。

　　對于現有無(wú)序堆放的廢石、廢渣堆產(chǎn)生的滲濾液和尾砂庫產(chǎn)生的排水，應首先切斷其污染來(lái)源，以達到滲濾液有效治理的目的。治理期間對于這部分廢水可敷設臨時(shí)管道輸送至廢水處理站進(jìn)行治理。

　　對于涉錳企業(yè)廢水，經(jīng)預處理達到廢水處理廠(chǎng)進(jìn)水要求后，進(jìn)入廢水處理廠(chǎng)進(jìn)行處理。

　　本項目處理規模為1萬(wàn)m3/d。

　　2、設計進(jìn)出水水質(zhì)

　　2.1 設計進(jìn)水水質(zhì)

　　根據原水監測數據及周邊地表水檢測結果，同時(shí)參考同類(lèi)型廢水水質(zhì)，確定設計進(jìn)水水質(zhì)如下：Mn為550mg/L，Cd為1.0mg/L，Pb為2.0mg/L，SS為160mg/L。

　　2.2 出水水質(zhì)

　　錳礦廢水處理出水要求達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級標準，即Mn≤2.0mg/L，Cd≤0.1mg/L，Pb≤1.0mg/L，SS≤70.0mg/L。

　　3、廢水處理工藝方案比選

　　該工程處理的對象主要有SS、Mn等，選用自然氧化法和化學(xué)絮凝沉淀法兩種處理方案進(jìn)行比較。

　　3.1 方案一：以石灰曝氣反應池+絮凝沉淀處理流程

　　污水經(jīng)調節池調節水量后，進(jìn)入石灰曝氣反應池，由泵提升進(jìn)入板框壓濾機，濾液再進(jìn)入絮凝沉淀池加藥沉淀，經(jīng)出水調節池加硫酸調節pH后出水排放。

　　3.2 方案二：以石灰中和+氫氧化鈉反應處理流程

　　污水經(jīng)調節池調節水質(zhì)水量后，進(jìn)入石灰中和池，由泵提升進(jìn)入板框壓濾機，濾液進(jìn)入氫氧化鈉反應池，再進(jìn)入絮凝沉淀池，沉淀及回調pH后出水排放。

　　3.3 方案比選與確定

　　由于兩種方法需要的pH值環(huán)境不同，自然曝氣氧化法為9，石灰中和+氫氧化鈉反應法為11，圖中可以得出如pH達到9，則需要投加的石灰量為4500mg/L左右，如果要達到11，則石灰投加量要達到11000mg/L。

　　方案一產(chǎn)生的沉淀物為二氧化錳，可以直接回用在電解錳生產(chǎn)線(xiàn)上。方案二產(chǎn)生的沉淀物為氫氧化錳，需經(jīng)過(guò)處理后才能應用。

　　方案一和方案二均為成熟工藝，其處理出水均能滿(mǎn)足出水水質(zhì)要求，方案二藥劑投加量大，設備多，因此選擇能滿(mǎn)足設計出水要求、管理方便、運行成本相對較低的方案一作為該工程錳礦礦井廢水處理推薦方案。

　　4、工程技術(shù)路線(xiàn)

　　該工程采用“石灰曝氣反應+絮凝沉淀"處理工藝，由于本項目廢水排放較穩定，且曝氣反應池體積較大可以起到調節進(jìn)水的作用，所以不設置調節池。另外，由于出水直接排放，可在絮凝沉淀池中進(jìn)行pH回調，沉淀池出水直接排放。

　　綜上所述，該工程處理工藝流程為：污水經(jīng)收集進(jìn)入曝氣反應池，向池中投加石灰，出水由泵提升進(jìn)入板框壓濾機，濾液進(jìn)入絮凝沉淀池，并調節pH值，使出水中的pH和重金屬指標達標后排放。工藝流程見(jiàn)圖2。

　　5、主要構筑物、設備

　　5.1 曝氣反應池

　　使投加的石灰與廢水錳離子能充分混合反應，并保證水中一定的含氧率;控制反應池的pH值為9-10。采用鋼砼結構，停留時(shí)間8h，尺寸為78.1×11.0×5.3m，分為8格。

　　單格主要設備：pH計1套;自動(dòng)投藥系統1套;三螺桿泵2臺(流量104m3/h，功率45kW);穿孔管曝氣系統1套。

　　5.2 脫水機房

　　去除石灰反應池中產(chǎn)生的氫氧化錳以及其他沉淀物，降低后續處理構筑物的負荷，濃縮后續處理構筑物中產(chǎn)生污泥的體積。采用框架結構，2層，尺寸為33.5×16.2×13.0m。干泥量14850kg/d，含水率99.2%的污泥經(jīng)板框脫水機脫水后，為65%～70%含水率的濾餅。

　　主要設備：板框脫水機8臺，單臺過(guò)濾面積為450㎡。

　　5.3 絮凝沉淀池

　　去除殘余的游離態(tài)錳及懸浮物，保證最終出水水質(zhì)。采用鋼砼結構，機械絮凝池停留時(shí)間15min，分為3格，單格尺寸為3.2×3.2m，斜板沉淀池停留時(shí)間2h，表面負荷q=5.0m3/(m2·h)，尺寸為15.0×13.0×4.57m。

　　主要設備：攪拌器3臺。

　　5.4 鼓風(fēng)機房

　　鼓風(fēng)機將空氣通過(guò)管道輸送到安裝在曝氣池底部的空氣擴散裝置，向混合液中轉移氧。采用框架結構，1層，尺寸為11.8×6.0×6.5m。

　　主要設備：鼓風(fēng)機五臺(Q=35m3/min，P=49kPa)

　　5.5 加藥間

　　加藥間為絮凝沉淀池投加藥劑PAC、PAM和H2SO4，用于存放藥劑及布置加藥設備等。采用框架結構，1層，尺寸為14.4×7.5×4.5m。PAC加藥量50mg/L;PAM加藥量1.5mg/L;濃硫酸加藥量300mg/L。

　　主要設備：隔膜計量泵4臺(流量500L/h，工作壓力0.5MPa);三槽式干粉泡藥機1臺(藥液泡制量為1000L/h);螺桿泵2臺(Q=1.0m3/h，工作壓力0.2MPa)。

　　5.6 石灰池

　　制備和儲存石灰乳，并向曝氣反應池進(jìn)行投加。采用鋼砼結構，2座，尺寸分別為5.5×5.0×1.2m及5.5×5.0×2.0m，石灰加藥量為4500mg/L。

　　主要設備：渣漿泵2臺(流量50m3/h，工作壓力0.2MPa);攪拌器2臺。

　　6、運行效果

　　該工程自試運行至今，處理效果穩定，出水24h達標排放。

　　7、結束語(yǔ)

　　采用“石灰曝氣反應+絮凝沉淀"處理工藝，對錳礦地區重金屬污染廢水處理效果明顯。由于該工程的實(shí)施，每年將減少向地表水中排放懸浮物345.2t，Mn1740.6t，Pb5.5t，Cd5.8t。錳礦地區重金屬污染廢水得到治理之后，可改善錳礦地區水環(huán)境，保證當地及下游市民飲水安全，提升工業(yè)區的土地生產(chǎn)能力和商業(yè)價(jià)值，社會(huì )經(jīng)濟效益顯著(zhù)。