【文章內(nèi)容簡介】 人工濕地法人工濕地法是近年來國內(nèi)外研究的重點(diǎn)，它具有出水性質(zhì)穩(wěn)定、基建和運(yùn)行費(fèi)用低、技術(shù)含量低、維護(hù)管理方便、抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，其基本原理是利用基質(zhì)、微生物，動(dòng)植物這個(gè)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)調(diào)作用，通過過濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化 [21]，同時(shí)通過生物地球化學(xué)循環(huán)供給營養(yǎng)物質(zhì)和水分促使植物生長，最終達(dá)到污水的資源化與無害化。研究了在人工配制的污水中投入一定量的基質(zhì)，不同條件下振蕩培養(yǎng)沸石、爐渣和陶瓷濾料3種基質(zhì)在不同因素影響下對(duì)氨氮( NH 4+N)和總磷( TP) 的吸附能力。結(jié)果表明，不同吸附時(shí)間時(shí)，沸石對(duì)NH +4N 的吸附效果最好，陶瓷濾料對(duì)TP 的吸附效果最好；進(jìn)水濃度對(duì)沸石吸附NH +4N 的影響較大，其吸附量隨進(jìn)水濃度的增大而增大，進(jìn)水濃度對(duì)爐渣和陶瓷濾料吸附NH +4N 及爐渣吸附TP影響不大；3種基質(zhì)對(duì)NH +4 N 和TP的吸附量均是隨吸附劑量的增加而降低，要達(dá)到較好的去污效果，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果考慮基質(zhì)投入量；pH值對(duì)沸石吸附NH +4N 影響顯著，pH值6~7范圍內(nèi)吸附效果最好，pH 值8~12 的堿性條件有利于基質(zhì)對(duì)TP的吸附。針對(duì)稀土低水平放射性廢水的特點(diǎn)，采用人工濕地處理技術(shù)，研究表明稀土低水平放射性廢水的人工濕地處理技術(shù)具有可行性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。研究了立體式人工濕地在微污染源水體處理中的應(yīng)用，結(jié)果表明，立體式人工濕地對(duì)微污染源水的凈化處理技術(shù)是可行的，安全無污染，且成本較低、管理方便，在高溫與低溫季節(jié)均能夠有效降低微污染源水中的SS、CODCr、NH3N、TN、TP，出水基本能穩(wěn)定達(dá)到地表水III 類標(biāo)準(zhǔn)。該研究為今后人工濕地+ 水下森林生態(tài)凈化模式的構(gòu)建、維持、運(yùn)行以及推廣應(yīng)用提供了有益的參考。盧守波 [25]等采用新型微電場人工濕地耦合工藝處理重金屬廢水，研究了不同運(yùn)行條件下微電場人工濕地耦合工藝去除重金屬的特性, 探討了主要的去除機(jī)理。結(jié)果表明: 不同重金屬隨進(jìn)水濃度變化對(duì)去除率影響的效果不同,對(duì)Cu2+、Pb 2+影響較小,對(duì)Cd 2+和Zn 2+影響較大。pH對(duì)該工藝去除重金屬有較大影響, 選擇系統(tǒng)進(jìn)水以中性廢水為宜。電壓對(duì)系統(tǒng)處理重金屬廢水的效果影響顯著,隨電壓升高,重金克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 10 頁 共 36 頁屬去除率均呈先增后減的變化趨勢,電壓為4V 時(shí)去除效果較佳。盧守波 [26]研究了不同條件下水平潛流人工濕地對(duì)Cu，Pb，Cd，Zn 四種重金屬的去除效果，發(fā)現(xiàn)水力停留時(shí)間、入水pH值、入水濃度對(duì)人工濕地的去除效率有重要影響。 吸附法用固體吸附劑去除污水中污染物質(zhì)的方法，稱為廢水處理的吸附法。根據(jù)吸附劑類型不同可以分為材料吸附法和生物吸附法。吸附法因其材料便宜易得、成本低、去除效果好而一直受到人們的青睞。針對(duì)銻礦選礦廢水中銻和丁基黃原酸鈉嚴(yán)重超標(biāo)的問題, 用酸改性粉煤灰對(duì)其進(jìn)行吸附處理。試驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)酸性粉煤灰與處理選礦廢水的質(zhì)量體積(gmL 1)為1：100,pH 值為3,靜置時(shí)間為4h時(shí),L mg L 1以下, 去除率達(dá)99. 8%以上；L 1降到0. 02 mgL 1以下, %以上。韓躍新 [28]研究了以黃鐵礦為吸附劑、CN－為吸附質(zhì)，考察了吸附時(shí)間、溶液pH 值、黃鐵礦用量等因素對(duì)吸附效果的影響，結(jié)果表明，黃鐵礦對(duì)氰化鈉的吸附很快，1min 即達(dá)到吸附平衡，% ，吸附受pH影響很??；氰根離子與黃鐵礦有很強(qiáng)的鍵合吸附作用；黃鐵礦顆粒對(duì)氰根離子的吸附是以單分子層化學(xué)吸附為主的吸附過程。研究了以改性筍殼為吸附劑去除廢水中的鉻離子，探討振蕩時(shí)間、吸附劑量、初始濃度、溫度、pH對(duì)鉻離子去除率的影響。結(jié)果表明：pH對(duì)鉻離子去除率有很大影響，pH越低，吸附效果越好。當(dāng)溫度為30℃， h、筍殼用量為 g、振蕩時(shí)間為90 min，鉻離子吸附率可達(dá)40%以上。宋衛(wèi)鋒 [29]等研究了硫化礦浮選廢水生物降解效能，采用序批式生物反應(yīng)器( SBR) 研究浮選廢水的降解能力，探討不同的運(yùn)行條件對(duì)苯胺黑藥、黃藥及乙硫氮去除效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：經(jīng)過24d的培養(yǎng)馴化，浮選藥劑的降解達(dá)到預(yù)期效果；SBR 在HRT為2h，pH在6~7之間，葡萄糖投加量為，降解效果達(dá)到最佳；除此以外活性污泥對(duì)硫化物承受濃度可達(dá)到120mg/L。目前處理礦山廢水的方法主要有酸堿中和法、混凝沉降法、化學(xué)氧化法、人工濕地法和生物法5種。酸堿中和法和混凝沉降法都具有工藝簡單、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?；瘜W(xué)氧化法最顯著的特點(diǎn)就是操作簡單并能有效處理各種形態(tài)的污染物,但處理費(fèi)用較高,因此很難在生產(chǎn)實(shí)踐中推廣應(yīng)用。人工濕地法具有投資低、操作簡單、抗沖擊能力強(qiáng)和運(yùn)行費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn),但占地面積大,易受外界環(huán)境的影響,對(duì)一些難處理的廢水效果不佳,有一定的局限性。微生物法作為一項(xiàng)新的實(shí)用技術(shù), 具有費(fèi)用低、容易管理、適用性強(qiáng)、無二次污染、可回收短缺原料單質(zhì)硫和一些重金屬離子如銅、鋅等優(yōu)點(diǎn),被越來越多地應(yīng)用于廢水處理中,但克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 11 頁 共 36 頁如何在常溫下保持微生物的活性, 如何消除重金屬離子對(duì)微生物的抑制作用,以及微生物在廢水處理中的作用機(jī)理等,都有待更深入的研究。 課題研究的意義及內(nèi)容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(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)，我國礦山的選礦廠，每年排放的廢水中了約占全國工業(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?？刂七x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。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 27%，特別是我國的水資源又嚴(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。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。其中，混凝沉淀法相對(duì)于其他方法具有工藝簡單、操作方便、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，本課題在前人研究的基礎(chǔ)上采用聚合氯化鋁與聚丙烯酰胺混凝劑聯(lián)合使用對(duì)承德市雙灤區(qū)某礦選礦廢水進(jìn)行處理實(shí)驗(yàn)研究，通過正交實(shí)驗(yàn)確定出此方法對(duì)選礦廢水處理的最佳工藝條件?？死斠缆殬I(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 12 頁 共 36 頁2 實(shí)驗(yàn)部分 選礦廢水實(shí)驗(yàn)所處理的廢水為某選礦廢水，選礦廢水的各項(xiàng)性能指標(biāo)如表 21 所示。表 21 大慶原油性質(zhì)理化性能 指標(biāo) 檢測方法密度/gcm 3 GB/T 18842022濁度/NTU 5616 ISO7027—1984《水質(zhì)—濁度的測定》pH 值 酸度計(jì)COD/mgL－1 GB1191489 實(shí)驗(yàn)儀器722 型分光光度計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司；電動(dòng)攪拌器：山東鄄城新科教學(xué)儀器廠；離心機(jī)：上?；C(jī)械廠；分析天平：上海精密科學(xué)儀器有限公司；離心機(jī)：上?；C(jī)械廠；燒杯、容量瓶、量筒、移液管、玻璃棒、錐形瓶、容量瓶等玻璃儀器若干； 實(shí)驗(yàn)試劑聚丙烯酰胺（分析純） ，雙灤建龍礦業(yè)有限公司；聚合氯化鋁（分析純） ，瑞星工貿(mào)發(fā)展有限公司；硫酸肼（分析純） ；佳興化工玻璃儀器工貿(mào)有限公司；六次甲基四胺（分析純） ； 實(shí)驗(yàn)原理 聚合氯化鋁（PAC）沉降原理聚合氯化鋁（PAC）的作用是通過它或者它的水解產(chǎn)物的壓縮雙電層、電性中和、卷帶網(wǎng)捕以及吸附橋連等四個(gè)方面的作用完成的，將能被氧化劑氧化的有機(jī)顆粒物質(zhì)沉淀下來過濾掉，從而降低了水中污染物的含量。顆粒物質(zhì)的沉淀，毫無疑問的降低了水質(zhì)克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 13 頁 共 36 頁中懸浮物的含量。 聚丙烯酰胺（PAM）沉降原理聚丙烯酰胺（PAM）是丙烯酰胺單體在引發(fā)劑作用下均聚或共聚所得聚合物的統(tǒng)稱，它的絮凝性、粘合性、降阻性、增稠性具有在顆粒間形成更大的絮體由此產(chǎn)生的巨大表面吸附作用，加速顆粒的沉降速度。 試驗(yàn)內(nèi)容（1）選礦廢水性能指標(biāo)測定（2）實(shí)驗(yàn)試劑的配置（3）探究聚丙烯酰胺（PAM）和聚合氯化鋁（PAC）加量對(duì)選礦廢水出水率和透射比的影響。（4）探究 pH 值和沉降時(shí)間對(duì)選礦廢水出水率和透射比的影響（5）設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)確定影響因素的最優(yōu)組合 試驗(yàn)方法 配制試劑 濁度測定實(shí)驗(yàn)試劑配制在 適 當(dāng) 溫 度 下 ， 硫 酸 肼 與 六 次 甲 基 四 胺 聚 合 ， 形 成 白 色 高 分 子 聚 合 物 ， 以 此 作 為濁 度 標(biāo) 準(zhǔn) 液 ， 在 一 定 條 件 下 與 水 樣 濁 度 相 比 較 濁 度 水因 實(shí) 驗(yàn) 條 件 有 限 故 將 去 離 子 水 看 作 無 純 度 水 。 度 標(biāo) 準(zhǔn) 貯 備 液（ 1） 1g/100mL 硫 酸 肼 溶 液（）硫酸肼[(N 2H4)H2SO4]，溶于少量去離子水，移入100mL 容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度。注：硫酸肼有毒、致癌!（2）1 0g／1 00mL 六 次 甲 基 四 胺 溶 液準(zhǔn)確稱取1 六 次 甲 基 四 胺 [(CH2)6N4)， 溶于少量去離子水，移入100mL 容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度。 度 標(biāo) 準(zhǔn) 貯 備 液 制 備克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 14 頁 共 36 頁吸 取 硫 酸 肼 溶 液 與 六 次 甲 基 四 胺 溶 液 于 100mL 容 量 瓶 中 ， 混 勻 。 于25177。3℃ 下 靜 置 反 應(yīng) 24h。 冷 后 用 水 稀 釋 至 標(biāo) 線 ， 混 勻 。 此 溶 液 濁 度 為 400度 。 可 保 存一 個(gè) 月 。5. 標(biāo) 準(zhǔn) 曲 線 的 繪 制吸 取 濁 度 標(biāo) 準(zhǔn) 液 0ml， ， ， ， ， 及 ，置 于 50mL 的 容 量 瓶 中 ， 加 水 至 標(biāo) 線 。 搖 勻 后 ， 即 得 濁 度 為 ， 10， 20， 40， 80及100度 的 標(biāo) 準(zhǔn) 系 列 。 于 680nm 波 長 ， 用 30mm 比 色 皿 測 定 吸 光 度 ， 繪 制 濁 度 測 定 數(shù) 據(jù) 表 如表 22； 濁 度 校 準(zhǔn) 曲 線 如 圖 21.表 22 濁 度 數(shù) 據(jù) 測 定 表吸光度 74 濁度 0 10 20 40 80 100圖 21 濁 度 校 準(zhǔn) 曲 線6. 測 定 吸 取 1mL 搖 勻 尾 礦 水 樣 于 100ml 容 量 瓶 中 用 無 濁 度 水 定 容 ， 測 定 選 礦 廢 水水 樣 吸 光 度 ， 由 校 準(zhǔn) 曲 線 趨 勢 公 式 y =+； R2 = 帶 入 水 樣 吸 光度 可 測 得 水 樣 濁 度 。原 溶 液 的 濁 度 計(jì) 算 公 式 為 ： 濁度=a（b+c）/c其中，a 為稀釋后水樣的濁度，單位度；b 為稀釋水體積，單位 mL；c 為原水樣體積，單位 mL。y = + R2 = 200204060801001200 20 40 60 80 100 120濁 度吸光度濁 度線 性 (濁 度 )克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 15 頁 共 36 頁 絮凝沉降實(shí)驗(yàn)試劑配制（1）聚合氯化鋁（PAC）沉淀劑配制準(zhǔn)確稱取聚合氯化鋁（PAC）（準(zhǔn)確到 ） ，溶于少量去離子水，移入1000mL 容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度。（2）聚丙烯酰胺（PAM）絮凝劑配制準(zhǔn)確稱取聚丙烯酰胺（PAM）（準(zhǔn)確到 ） ，溶于少量去離子水，移入1000mL 容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度。 實(shí)驗(yàn)步驟 自然沉降法用8個(gè)50mL量筒各取40mL的選礦廢水水樣，在2022r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌1min，在室溫下放置1天，測定污水的出水率和透射比。 絮凝沉降法用 8 個(gè) 50mL 量筒各取 40mL 的選礦廢水水樣，向廢水水樣中加不同量的聚丙烯酰胺(PAM)、聚合氯化鋁（PAC ） ，在 2022r/min 的轉(zhuǎn)速下時(shí)攪拌 1min, 隨后靜置絮凝。選取不同絮凝時(shí)間的上清液, 測定其透射比和出水率, 取液表面下 2~3cm 處的上清液最佳, 由此確定最佳混凝劑及其添加量。在混凝試驗(yàn)過程中觀察加入不同混凝劑所生成礬花的速度、礬花的大小、體積及沉降速度?？死斠缆殬I(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 16 頁 共 36 頁3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 自然沉降與混凝沉降法處理污水的考察分別使用自然沉降法和混凝沉降法對(duì)選礦廢水進(jìn)行處理行試驗(yàn)。其中自然沉降法在常壓常溫 pH 為 下進(jìn)行，沉降時(shí)間為 1 天；混凝沉降法在常壓常溫 pH 為 下進(jìn)行，沉降時(shí)間為 5min，其他條件均相同實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表 31 所示。表 31 自然沉降與混凝沉降法的比較從表31中可以看出：采用自然沉降法對(duì)選礦廢水驚醒的處理，其出水率和透射比幾乎為零，而采用聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁聯(lián)合使用的混凝沉降的方法處理選礦廢水，均得到了相當(dāng)大的出水率和透射比，而且所需沉淀時(shí)間短，是一種方便、環(huán)?？旖荨⒏咝У奈鬯幚矸椒?。這是由于聚丙烯酰胺(PAM)和聚合氯化鋁(PAC)聯(lián)合使用的混凝沉降的方法中凝聚劑聚合氯化鋁可以破壞膠體的穩(wěn)定性, 使細(xì)小懸浮顆粒和膠體顆粒聚集成較粗大的顆粒而沉降, 從而達(dá)到廢水凈化的目的。同時(shí)，再加入絮凝劑聚丙烯酰