【正文】 ............................................................ 19 直觀分析法 ................................................................................................. 21 方差分析法 .............................................................................................. 24 4 結(jié)論 ........................................................................................................................................ 31 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................................. 32 致 謝 ................................................................................................................................ 34 克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jì)（論文） 第 5 頁 共 36 頁 混凝沉淀法對(duì)選礦廢水處理的實(shí)驗(yàn)研究 1 前言 礦山是我國(guó)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(shí)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(jì)，我國(guó)礦山的選礦廠，每年排放的廢水約占全國(guó)工業(yè)廢水總量的十分之一，是我國(guó)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(duì)環(huán)境的污染和對(duì)生態(tài)平衡的破壞是當(dāng)前世界各國(guó)共同關(guān)心的問題 。 因此，如何有效地處理選礦廢水是各個(gè)礦山長(zhǎng)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(shí)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(shí)現(xiàn)選礦廢水資源化綜合利用的重要前提 [1]。 我國(guó)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(guó)的水資源又嚴(yán)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(guó)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(diǎn)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(diǎn) 。 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(jìn)入自然水體后，會(huì)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(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，同樣會(huì)對(duì)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(tuán) ” ；再經(jīng)沉降設(shè)備將絮凝后的廢水進(jìn)行固液分離， “ 絮團(tuán) ” 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(duì)象是二級(jí)處理水中呈膠體和微小懸浮狀態(tài)的有機(jī)和無機(jī)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(jì)（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(yíng)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(jī)高分子類等，與此同時(shí)，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(duì)某藍(lán)晶石礦選礦廢水進(jìn)行處理實(shí)驗(yàn)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(qiáng)度 、 攪拌時(shí)間以及沉降時(shí)間等 因素， 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)確定的混凝水力條件和沉降時(shí)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(shí)驗(yàn)確定的非離子型聚丙烯酰胺用量 、 混凝水力條件和沉降時(shí)間，則可使出水濁度降至 。 孔令 強(qiáng) [4]等 比 較 了 聚 合 硫 酸 鐵 、 聚 合 氯 化鋁 和 明 礬 3 種 混 凝 劑 對(duì) 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(qiáng) 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(jī) 藥 劑 ， 使 廢 水 的金屬 離 子 含 量 和化 學(xué) 耗 氧 量 均 達(dá) 到 了 排 放 標(biāo)準(zhǔn) 。 采 用 處 理后 的 廢 水對(duì) 蒙 自 鉛鋅 礦礦 石 進(jìn) 行 鉛鋅 浮 選 試 驗(yàn)，獲 得 了 與采 用 新 鮮 水時(shí) 相近 的 選 別 指 標(biāo) ， 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(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求 。 具有顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)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(jìn)行鎢鉍選礦廢水處理，為多金屬礦選礦廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)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(dá) 95%以上，處理后廢水濁度為 70NTU； COD去除率達(dá) 70%，處理后廢水中 COD含量為 72 mg/L； As， Be和 Pb 去除率均達(dá) 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(dá)到 GB8978— 1996(《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 )一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 王秋林 [7]等針對(duì) 陜西大西溝菱鐵礦選礦廢水的特點(diǎn)，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(yuǎn)低于廢水綜克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 共 36 頁 合排放標(biāo)準(zhǔn) 5GB8978 19966一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 石敏 [8]等針對(duì)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(shí)驗(yàn)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(shí)，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(biāo) 。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(biāo)準(zhǔn) － 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(dá) 100%。 運(yùn)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(jì)上可行 。 劉俊 [10]等 采用鐵氧體 ( Fe3O4)配合聚合氯化鋁 (PAC) 進(jìn)行低溫低濁水 ( T＜ 10℃ ，濁度 ＜ 40NTU) 的實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 PAC 為 30mg/LFe3O4為 0 004 mg時(shí)為最佳投藥量 。 混凝沉淀法效率高 、 成熟 、 穩(wěn)定 、 操作較簡(jiǎn)單 、 電耗較低 。 但投入過多的藥劑時(shí)藥劑本身也對(duì)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(shí)驗(yàn)確定，同時(shí)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(shí)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(duì)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(duì)于堿性廢水，常用的中和劑有各種無機(jī)酸，如 H2SO4， HCl， HNO3，但是 HCl和 HNO3的價(jià)格較貴，腐蝕性強(qiáng) 。 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(jì) 。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(jìn)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(dá)到 ， SS達(dá)到 110 mg/L，處理效率為 %，Pb濃度為 mg/L，處理效率 %，達(dá)標(biāo)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(dá)到 上海市工 業(yè) 廢水排放 標(biāo)準(zhǔn)。 針對(duì)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(jī)排風(fēng)口設(shè)置一套石灰水噴霧中和裝置 , 對(duì)排出的廢氣進(jìn)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(jì)（論文） 第 8 頁 共 36 頁 理效果。排出的廢氣基本上達(dá)到了國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。 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(jìn)行中和 。 試驗(yàn)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(fù)相關(guān)關(guān)系，pH值為 6~7 時(shí)，除 Mn外，其他重金屬濃度均達(dá)標(biāo)排放， pH值接近 9時(shí)，重金屬均能達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn) 。 吳兆清 [15]采用石灰 鋁鹽兩段凈化工藝 ， 對(duì)高 濃度酸性含氟廢水進(jìn)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(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。該工藝簡(jiǎn)單可行、操作方便 ,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)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(duì)廢水進(jìn)行試驗(yàn) ,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(jiǎn)單、操作方便、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn) ,但也存在結(jié)垢嚴(yán)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(shí) ,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(jī)物和有機(jī)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(dá)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(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水 的達(dá)標(biāo)排放，對(duì)廢水進(jìn)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(shí)間對(duì) Fenton 氧化的影響，結(jié)果表明，反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)， COD 去除率越大，但在反應(yīng)一段時(shí)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(shí)，廢水的處理效果最好 。 最后通過調(diào)整出水 pH，絮