某錳礦地區(qū)近百年的礦山開(kāi)采歷史導(dǎo)致礦區(qū)出現(xiàn)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(duì)周?chē)乇硭w造成嚴(yán)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(qū)的重金屬污染廢水包括礦坑廢水、工業(yè)廢水、現(xiàn)有無(wú)序堆放廢渣的滲濾液以及尾砂庫(kù)的排水。
對(duì)于錳礦礦坑廢水,擬采用集中長(zhǎng)效治理方式進(jìn)行治理,該工程在錳礦地區(qū)建設(shè)一座廢水處理廠(chǎng),對(duì)錳礦地區(qū)產(chǎn)生的礦坑廢水收集后進(jìn)行集中處理。
對(duì)于現(xiàn)有無(wú)序堆放的廢石、廢渣堆產(chǎn)生的滲濾液和尾砂庫(kù)產(chǎn)生的排水,應(yīng)首先切斷其污染 >
對(duì)于涉錳企業(yè)廢水,經(jīng)預(yù)處理達(dá)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(xiàng)目處理規(guī)模為1萬(wàn)m3/d。
2、設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)
2.1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)
根據(jù)原水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及周邊地表水檢測(cè)結(jié)果,同時(shí)參考同類(lèi)型廢水水質(zhì),確定設(shè)計(jì)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(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),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(duì)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(yīng)池+絮凝沉淀處理流程
污水經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量后,進(jìn)入石灰曝氣反應(yīng)池,由泵提升進(jìn)入板框壓濾機(jī),濾液再進(jìn)入絮凝沉淀池加藥沉淀,經(jīng)出水調(diào)節(jié)池加硫酸調(diào)節(jié)pH后出水排放。
3.2 方案二:以石灰中和+氫氧化鈉反應(yīng)處理流程
污水經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)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(jī),濾液進(jìn)入氫氧化鈉反應(yīng)池,再進(jìn)入絮凝沉淀池,沉淀及回調(diào)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(yīng)法為11,圖中可以得出如pH達(dá)到9,則需要投加的石灰量為4500mg/L左右,如果要達(dá)到11,則石灰投加量要達(dá)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(yīng)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(shè)備多,因此選擇能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)出水要求、管理方便、運(yùn)行成本相對(duì)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(yīng)+絮凝沉淀”處理工藝,由于本項(xiàng)目廢水排放較穩(wěn)定,且曝氣反應(yīng)池體積較大可以起到調(diào)節(jié)進(jìn)水的作用,所以不設(shè)置調(diào)節(jié)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(diào),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(yīng)池,向池中投加石灰,出水由泵提升進(jìn)入板框壓濾機(jī),濾液進(jìn)入絮凝沉淀池,并調(diào)節(jié)pH值,使出水中的pH和重金屬指標(biāo)達(dá)標(biāo)后排放。工藝流程見(jiàn)圖2。
5、主要構(gòu)筑物、設(shè)備
5.1 曝氣反應(yīng)池
使投加的石灰與廢水錳離子能充分混合反應(yīng),并保證水中一定的含氧率;控制反應(yīng)池的pH值為9-10。采用鋼砼結(jié)構(gòu),停留時(shí)間8h,尺寸為78.1×11.0×5.3m,分為8格。
單格主要設(shè)備:pH計(jì)1套;自動(dòng)投藥系統(tǒng)1套;三螺桿泵2臺(tái)(流量104m3/h,功率45kW);穿孔管曝氣系統(tǒng)1套。
5.2 脫水機(jī)房
去除石灰反應(yīng)池中產(chǎn)生的氫氧化錳以及其他沉淀物,降低后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷,濃縮后續(xù)處理構(gòu)筑物中產(chǎn)生污泥的體積。采用框架結(jié)構(gòu),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(jī)脫水后,為65%~70%含水率的濾餅。
主要設(shè)備:板框脫水機(jī)8臺(tái),單臺(tái)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(jié)構(gòu),機(jī)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(fù)荷q=5.0m3/(m2·h),尺寸為15.0×13.0×4.57m。
主要設(shè)備:攪拌器3臺(tái)。
5.4 鼓風(fēng)機(jī)房
鼓風(fēng)機(jī)將空氣通過(guò)管道輸送到安裝在曝氣池底部的空氣擴(kuò)散裝置,向混合液中轉(zhuǎn)移氧。采用框架結(jié)構(gòu),1層,尺寸為11.8×6.0×6.5m。
主要設(shè)備:鼓風(fēng)機(jī)五臺(tái)(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(shè)備等。采用框架結(jié)構(gòu),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(shè)備:隔膜計(jì)量泵4臺(tái)(流量500L/h,工作壓力0.5MPa);三槽式干粉泡藥機(jī)1臺(tái)(藥液泡制量為1000L/h);螺桿泵2臺(tái)(Q=1.0m3/h,工作壓力0.2MPa)。
5.6 石灰池
制備和儲(chǔ)存石灰乳,并向曝氣反應(yīng)池進(jìn)行投加。采用鋼砼結(jié)構(gòu),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(shè)備:渣漿泵2臺(tái)(流量50m3/h,工作壓力0.2MPa);攪拌器2臺(tái)。
6、運(yùn)行效果
該工程自試運(yùn)行至今,處理效果穩(wěn)定,出水24h達(dá)標(biāo)排放。
7、結(jié)束語(yǔ)
采用“石灰曝氣反應(yīng)+絮凝沉淀”處理工藝,對(duì)錳礦地區(qū)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(qū)重金屬污染廢水得到治理之后,可改善錳礦地區(qū)水環(huán)境,保證當(dāng)?shù)丶跋掠问忻耧嬎踩?,提升工業(yè)區(qū)的土地生產(chǎn)能力和商業(yè)價(jià)值,社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。( >
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