1、工程概述
矿区位于湖南省中部,主要进行铜钨矿的开采与分选,根据治理工艺和矿区实际情况,本工程废水的主要治理对象为采矿过程中产生的矿坑水,处理规模为480m3/d。由矿坑水采样检测结果结合《铜、钴、镍工业污染源排放标准》(GB25467-2010)中表3和《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中III类水体要求,确定本工程主要处理污染物为As和pH,且废水中有关污染物需达到二者严要求后方可排放。水样检测结果如表1所示,设计出水水质如表2所示。
2、废水处理工艺
水中砷的去除技术有很多,一般可分为物理法、化学法、生物法三类。这3类方法可以单独使用,也可以联合使用,结合不同的含砷废水的具体情况采取相对应的处理方法。在实际含砷废水处理过程中,这几种方法常常进行组合,以达到好的处理效果。本工程主要处理低浓度含砷废水,且出水要求非常高(As浓度≤0.05mg/L),根据水质分析和已有工程的经验,并结合结合现场的实际情况,本工程处理工艺采用“预氧化+混凝沉淀+多介质过滤”的物理化学组合处理工艺,本工程工艺流程图如图1所示。
来自矿坑的含砷废水进入调节池,在调节池进行预氧化将三价砷氧化成为五价砷,以提高五价砷的比例,促进五价砷的沉淀,以降低出水中砷的含量。混凝法的基本原理是在废水中投入混凝剂,因混凝剂为电解质,在废水里形成胶团,与废水中的胶体物质发生电中和,形成绒粒沉降;混凝沉淀不但可以去除废水中的粒径为10-3~10-6mm的细小悬浮颗粒,还能够去除色度、油份、微生物、氮和磷等富营养物质、重金属以及有机物等,本工程在混凝池前依次加入熟石灰、PAC、PAM以提高砷的去除率。在沉淀池进行泥水分离,降低废水中的砷含量,净化水质。
多介质过滤器是利用一种或几种过滤介质,在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料,从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程,一般出水浊度可达3度以下;填料合适时也可吸附废水中的砷,降低出水砷含量。污
泥排放至脱水间污泥储池,经板框压滤机脱水后外运。
3、主要构筑物及设计参数
(1)预氧化调节池。预氧化主要是采用强氧化剂如双氧水、次氯酸钠和高锰酸钾等对水体进行氧化,将三价砷氧化成为五价砷。结合各强氧化剂管控程度及药品安全与成本问题,本工程采用次氯酸钠作为氧化剂,添加量为2mg/L。
(2)混凝池。熟石灰与As(V)反应生成Ca(H2AsO4)2、CaHAsO4沉淀,利用PAC、PAM的絮凝性将含砷固体颗粒吸附在其表面,进而形成聚合体提高其沉降性能,方便后续分离。
(3)沉淀池。沉淀池尺寸为2.0m×8.0m×2.5m,碳钢防腐结构,表面负荷1.25m3/(m2•h)。
(4)多介质过滤器。多介质过滤器尺寸φ1.0x3.0m,玻璃钢结构,过滤介质为钢渣(粒径2~5mm)和无烟煤(粒径0.8~1.8mm)。
4、工程设计特点
(1)本工程将含砷废水处理后排放,解决了企业废水排放的污染问题,具有较好的社会效益和环境效益。
(2)废水处理采用预氧化一混凝沉淀为主的物化处理工艺,具有工艺成熟可靠、运行管理简单、出水水质稳定、运行成本低等特点。
(3)本工程将沉淀池与混凝池分开设计,一定程度上延长了混凝反应时间,使得沉淀物与混凝剂得到充分混合,除砷效果更好。