【正文】 ............................................................ 19 直觀分析法 ................................................................................................. 21 方差分析法 .............................................................................................. 24 4 結(jié)論 ........................................................................................................................................ 31 參考文獻 .............................................................................................................................. 32 致 謝 ................................................................................................................................ 34 克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 頁 共 36 頁 克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁 共 36 頁 混凝沉淀法對選礦廢水處理的實驗研究 1 前言 礦山是我國資源的重要來源地，在開采過程中需要大量的生產(chǎn)用水，同時也排放出大量廢水，選礦廢水是其重要的組成部分 。 據(jù)估計，我國礦山的選礦廠，每年排放的廢水約占全國工業(yè)廢水總量的十分之一，是我國工業(yè)廢水排放量最多的行業(yè)之一 。 控制選礦廠廢水的排放，提高廢水的循環(huán)復(fù)用率，防止水對環(huán)境的污染和對生態(tài)平衡的破壞是當(dāng)前世界各國共同關(guān)心的問題 。 因此，如何有效地處理選礦廢水是各個礦山長期以來必須解決的重大問題，也是選礦工藝中必須解決的技術(shù)難題 。 而實行選礦廢水循環(huán)使用是解決該難題的重要技術(shù)措施，也是實現(xiàn)選礦廢水資源化綜合利用的重要前提 [1]。 我國的人口占世界總?cè)丝诘奈宸种?，而耕地面積人平均不到 1000m2，僅為世界人均耕地面積的 27%，特別是我國的水資源又嚴重不足，鑒于此情況，選礦廠的廢水治理就具有更加重大的意義 [2]。 目前國內(nèi)已開發(fā)出混凝法、酸堿中和法、化學(xué)氧化法、人工濕地法、吸附法等一系列選礦廢水處理方法。 選礦廢水的特點及危害 選礦 廢水具有水量大 、 懸浮物含量高 、 含有害物質(zhì)種類較多而濃度較低等特點 。 選礦廢水中含有各種選礦藥劑 ( 如氰化物 、 黑藥 、 黃藥等 )、 一定量的金屬離子及氟 、 砷等污染物，若不經(jīng)處理排入水體 、 危害很大 ， 大量含有泥沙和尾礦粉的選礦廢水可使整條河流變色 。 選礦藥劑是選礦廢水中另一重要的污染物，浮選藥劑一般都是有毒的，含浮選藥劑的選礦廠廢水進入自然水體后，會使魚類及浮游生物受害 。 另外，選礦廠廢水的 pH值往往高于或低于國家規(guī)定的排放標準，同樣會對環(huán)境造成危害 。 選礦廢水的處理方法 其基本原理就是在混凝劑的 作用下，通過壓縮微顆粒表面雙電層 、 降低界面 ζ 電位 、電中和等電化學(xué)過程，以及橋聯(lián) 、 網(wǎng)捕 、 吸附等物理化學(xué)過程，將廢水中的懸浮物 、 膠體和可絮凝的其它物質(zhì)凝聚成 “ 絮團 ” ；再經(jīng)沉降設(shè)備將絮凝后的廢水進行固液分離， “ 絮團 ” 沉入沉降設(shè)備的底部而成為泥漿，頂部流出的則為色度和濁度較低的清水 。 混凝沉淀去除的對象是二級處理水中呈膠體和微小懸浮狀態(tài)的有機和無機污染物，從表觀而言，就克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6 頁 共 36 頁 是去除污水的色度和混濁度 。 混凝沉淀還可以去除污水中的某些溶解性物質(zhì)，如砷 、 汞等，也能有效地去除能夠?qū)е铝魉w富營養(yǎng)化的氮和磷等 。 混凝沉淀法中混凝劑的 作用至關(guān)重要，常用的混凝劑有三氯化鐵 、 硫酸亞鐵 、 硫酸鋁、聚合氯化鋁 、 有機高分子類等，與此同時，還常常加入一些助凝劑，常用的助凝劑有 pH調(diào)整劑 、 絮體結(jié)構(gòu)改良劑 、 聚丙烯酰胺 (PAM) 等 。 以硫酸鋁 、 三氯化鐵和聚合硫酸鐵三種混凝劑對某藍晶石礦選礦廢水進行處理實驗研究 。 考查了混凝劑種類及其性質(zhì) 、 混凝劑用量 、 混凝劑與絮凝劑的聯(lián)合使用 、 pH值 、 攪拌強度 、 攪拌時間以及沉降時間等 因素， 實驗結(jié)果表明，硫酸鋁為較佳混凝劑，最佳用量為40mg/L；最佳混凝 pH值為 ，即原水的 pH值； 40mg/L的硫酸鋁投入原水后，按照正交 實驗確定的混凝水力條件和沉降時間，可使出水濁度從 降至 ；而在 40 mg/L的硫酸鋁投入原水后，按照正交實驗確定的非離子型聚丙烯酰胺用量 、 混凝水力條件和沉降時間，則可使出水濁度降至 。 孔令 強 [4]等 比 較 了 聚 合 硫 酸 鐵 、 聚 合 氯 化鋁 和 明 礬 3 種 混 凝 劑 對 蒙 自 鉛鋅 礦 選 礦 廢 水 的 處 理 效 果，結(jié)果表明，聚 合 硫 酸 鐵 、聚 合 氯化 鋁 和 明 礬 都 可 以 通 過 混 凝 使 廢 水 金屬 離 子 含 量 明顯 降 低 ， 而聚 合 硫 酸 鐵 是 其 中 的 最 佳選擇 。 為 強 化 混 凝 效 果 ， 將 助 凝 劑 聚 丙 烯 酰 胺 與 聚 合 硫 酸 鐵 配 合 使 用 ， 通 過 混 凝 沉 降 去 除 廢水 中 的金屬 離 子 ， 然 后 再 用 活 性 炭 吸 附 廢 水 中 的 殘留 有 機 藥 劑 ， 使 廢 水 的金屬 離 子 含 量 和化 學(xué) 耗 氧 量 均 達 到 了 排 放 標準 。 采 用 處 理后 的 廢 水對 蒙 自 鉛鋅 礦礦 石 進 行 鉛鋅 浮 選 試 驗，獲 得 了 與采 用 新 鮮 水時 相近 的 選 別 指 標 ， 證 明處 理后 廢 水完 全 可 以 回 用 于 選 礦生 產(chǎn) 。陳偉[5]等 采用調(diào) pH值 — 氧化混凝 — 催化氧化吸附 — 回用的技術(shù)路線 。通過調(diào)整廢水 pH值，采用硫酸亞鐵作為混凝藥劑，通過絮凝和氧化作用去除廢水中重金屬離子和選礦藥劑，通過催化氧化吸附去除殘留的選礦藥劑和 Fe2+。 處理后的廢水無色 、 無刺激性氣味，既能滿足選礦工藝用水水質(zhì)要求，又滿足 GB8978— 1996一級排放標準的要求 。 具有顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，具有良好的推廣應(yīng)用價值 。 郭朝暉 [6]等 通過優(yōu)化聚硅酸硫酸鋁鐵中鋁硅鐵比，配制適宜的聚硅酸硫酸鋁鐵絮凝劑并進行鎢鉍選礦廢水處理，為多金屬礦選礦廢水穩(wěn)定達標排放提供技術(shù)依據(jù)。研究結(jié)果表明：在 w(SiO2)=%， n(Fe+Al)/n(Si)=2:1，n(Fe)/n(Al)=1:1的適宜配比下制得的聚硅酸硫酸鋁鐵絮凝劑，在 %投加量下，可使鎢鉍選礦廢水濁度去除率達 95%以上，處理后廢水濁度為 70NTU； COD去除率達 70%，處理后廢水中 COD含量為 72 mg/L； As， Be和 Pb 去除率均達 90%以上，處理后廢水中 As， Be和 Pb質(zhì)量濃度分別為 34， 和 13μg/L ，處理后廢水達到 GB8978— 1996(《污水綜合排放標準》 )一級標準。 王秋林 [7]等針對 陜西大西溝菱鐵礦選礦廢水的特點，研究了外加石灰乳和不同絮凝劑 (比如 : 聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、淀粉、明礬等 )配比的絮凝沉降效果，結(jié)果表明 : 添加石灰乳和絮凝劑聚丙烯酰胺處理選礦廢水 , 凈化后水質(zhì)遠低于廢水綜克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7 頁 共 36 頁 合排放標準 5GB8978 19966一級標準。 石敏 [8]等針對某鉬 礦選礦廠浮選廢水，研究了不同混凝劑 、 不同 pH 值和不同水力條件下廢水處理后的濁度和 COD。 實驗結(jié)果表明，在最佳水力條件下，原水 pH 不調(diào)整，以 APAMA 為絮凝劑，以 PAC 為凝聚劑，其用量分別為 15 g /t，750 g/t時，處理后上清液濁度為 25NTU， COD小于 30 mg/L。 浮選廢水經(jīng)處理后回用于選礦浮選流程，大大改善了選礦指標 。張亮 [9]等 采用絮凝沉淀加 BAF工藝處理某大型煤礦廢水，使出水水質(zhì)優(yōu)于生活雜用水水質(zhì)標準 － 89， COD穩(wěn)定在 30 mgL1以下， SS 質(zhì)量濃度穩(wěn)定在 10 mgL1以下，水回用率達 100%。 運行結(jié)果表明，采用該工藝處理煤礦廢水并回用，在技術(shù)和經(jīng)濟上可行 。 劉俊 [10]等 采用鐵氧體 ( Fe3O4)配合聚合氯化鋁 (PAC) 進行低溫低濁水 ( T＜ 10℃ ，濁度 ＜ 40NTU) 的實驗研究，實驗結(jié)果表明 PAC 為 30mg/LFe3O4為 0 004 mg時為最佳投藥量 。 混凝沉淀法效率高 、 成熟 、 穩(wěn)定 、 操作較簡單 、 電耗較低 。 但投入過多的藥劑時藥劑本身也對水體造成污染 ( 增大 COD含量等等 ) ，水質(zhì)不同，最佳的投藥量也各不相同，必須通過實驗確定，同時占地面積較大，污泥需經(jīng)濃縮后脫水 。 廢水中和處理法是廢水化學(xué)處理法之一，其基本原理是使酸性廢 水中的 H+與外加 OH－或使堿性廢水中的 OH－ 與外加的 H +相互作用，生成弱解離的水分子，同時生成可溶解或難溶解的其他鹽類，從而消除它們的有害作用 。 對于酸性廢水，常用的中和劑有石灰 、 石灰石 、 白云石 、 苛性鈉 、 碳酸鈉等 。 但是，若在工廠附近有堿性廢水和堿性廢渣，應(yīng)優(yōu)先考慮利用這些廢水和廢渣來中和處理酸性廢水 。 對于堿性廢水，常用的中和劑有各種無機酸，如 H2SO4， HCl， HNO3，但是 HCl和 HNO3的價格較貴，腐蝕性強 。 故一般常用 H2SO4，如能利用煙道氣中的 SO2和 CO2做中和劑則更經(jīng)濟 。若選礦廠附近有酸性礦山 廢水或廢電解液可用作堿性廢水的中和劑，則優(yōu)先考慮采用以廢治廢的中和處理方案 。 采用“酸堿中和 混凝沉淀”組合工藝處理煤礦燈房含酸、含鉛廢水 , 該工藝是在酸性廢水中投加苛性鈉，使廢水 pH控制在 9，其中溶解鉛形成氫氧化鉛沉淀。在水泵提升過程中投加絮凝劑，利用水泵的葉輪混合攪拌，進入一體化設(shè)備，完成混凝反應(yīng)、沉淀、污泥濃縮等工藝。廢水治理后出水 pH分別達到 ， SS達到 110 mg/L，處理效率為 %，Pb濃度為 mg/L，處理效率 %，達標排放。 研究 了 一 種 新 型 的 廢水 處理 純水 制 備一 體化 系 統(tǒng) ， 可 將 銅帶 漂洗廢水 用 酸堿 中和 除 去 重 金 屬 離 子 ，達到 上海市工 業(yè) 廢水排放 標準。 針對含硫高的礦體開采過程中產(chǎn)生的有毒氣體和熱量 , 采取綜合治理措施 , 在風(fēng)機排風(fēng)口設(shè)置一套石灰水噴霧中和裝置 , 對排出的廢氣進行中和凈化 , 取得了較為理想的治克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 8 頁 共 36 頁 理效果。排出的廢氣基本上達到了國家規(guī)定的排放標準。 邵坤 [14]等 介紹了使用兩段中和法處理礦山酸性廢水 ,首先用礦物或廢渣作中和劑將廢水的 pH值調(diào)節(jié)到 左右 ,再用石灰乳進行中和 。 試驗結(jié)果表明 , 尾礦庫廢水 pH值與重金屬溶出量呈密切的指數(shù)負相關(guān)關(guān)系，pH值為 6~7 時，除 Mn外，其他重金屬濃度均達標排放， pH值接近 9時，重金屬均能達到國家一級排放標準 。 吳兆清 [15]采用石灰 鋁鹽兩段凈化工藝 ， 對高 濃度酸性含氟廢水進行處理研究。結(jié)果表明 : 控制一段 pH=11, 沉淀 1h, 二段 pH = 6~ 8, A1/ F= 4,沉淀 2h,處理后外排水中氟濃度小于 10 mg/ L,達到國家排放標準。該工藝簡單可行、操作方便 ,經(jīng)現(xiàn)場驗證 ,效果良好。 雷兆武 [16]等 采用石灰調(diào) pH鐵屑置換 石灰沉淀處理工藝對廢水進行試驗 ,結(jié)果表明 廢水的 pH在調(diào)至 ,廢水中 Cu2+濃度較高 ,在此 pH值條件下 ,可以充分回收廢水中的銅。廢水在經(jīng)石灰沉淀沉渣回流工藝處理后 ,廢水中的 Cu2+濃度可降至 。 酸堿中和法是處 理酸性礦山廢水最常用的傳統(tǒng)方法 ,具有工藝簡單、操作方便、運行費用低等優(yōu)點 ,但也存在結(jié)垢嚴重、沉淀污泥量大、易造成二次污染等弊端。在處理酸性礦山廢水時 ,為了提高處理效果 ,常將中和法與氧化法等其他方法結(jié)合使用。 化學(xué)氧化法是徹底去除廢水中污染物的有效方法之一。通過化學(xué)氧化 , 可以將液態(tài)或氣態(tài)的無機物和有機物轉(zhuǎn)化成微毒、無毒的物質(zhì) ,或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化成易于分離的形態(tài) ,達到降低廢水 COD,BOD及毒性的目的。處理廢水常用的氧化劑有臭氧、高錳酸鉀、次氯酸鈉、過氧化氫、 Fenton試劑等。 為實現(xiàn)工業(yè)廢水 的達標排放，對廢水進行了 Fenton 催化氧化處理，研究了不同 pH值 、藥液投加量 、 反應(yīng)溫度以及時間對 Fenton 氧化的影響，結(jié)果表明，反應(yīng)時間越長， COD 去除率越大，但在反應(yīng)一段時間后，去除效果趨于平緩；溫度越高， COD 去除率也明顯增大，但在超過 30℃ 之后，去除率變化趨于平緩，甚至稍有下降；當(dāng) pH值為 ， Fe2+與 H2O2體積比為 1∶ 2， Fe2+的投加量為 36mL時，廢水的處理效果最好 。 最后通過調(diào)整出水 pH，絮