【正文】 ............................................................ 28 自來水浮選數(shù)據(jù)處理與分析 ............................................................................................................ 28 焦化廢水浮選數(shù)據(jù)處理與分析 ........................................................................................................ 31 自來水與焦化廢水試驗(yàn)結(jié)果比較 ...................................................................................................... 34 第四章 結(jié)論與建議 ............................................................................................................................................. 38 結(jié)論 ............................................................................................................................................................ 38 4． 2 對(duì)今后工作的建議 .................................................................................................................................. 39 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................................................... 40 致謝 ....................................................................................................................................................................... 41 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 1 緒 論 隨著中國鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展 ,中國的焦化工業(yè)呈現(xiàn)高速增長趨勢(shì) ,2022 年焦炭總產(chǎn)量 約占世界焦炭總產(chǎn)量的 46%,出口焦炭約占世界焦炭貿(mào)易總量的 56%,中國已成為世界焦炭生產(chǎn)、消費(fèi)及貿(mào)易第一大國。山西焦炭出口量占全國焦炭總出口量的 80%。焦化行業(yè)廢水排放量占到全省相應(yīng)排放總量的 30%以上 ,焦化工業(yè)成為山西環(huán)境污染最嚴(yán)重的行業(yè)之一。 但焦化廢水處理難度大，目前各企業(yè)對(duì)這類廢水的處理主要采取生化法，但在生化處理過程時(shí)廢水中酚及殘余焦油等含量偏高，活性污泥微生物難以馴養(yǎng)，導(dǎo)致生化處理工藝正常運(yùn)轉(zhuǎn)比較困難。[1] 另一方面， 我國是一個(gè)富煤、貧油、缺天然氣的國家。雖然煤在一次能源中所占的比重逐漸下降，但由于能源消費(fèi)總量的增加，煤的需求量仍將以平均每年%的速度增長，到 2050 年煤炭需求將達(dá)到 3040 億噸。 而選煤工藝中需要耗用大量的水資源，在水資源日益缺乏的現(xiàn)今時(shí)代，能節(jié)約用水既是保護(hù)環(huán)境之舉又有明顯經(jīng)濟(jì)效益。影響 煤礦浮選 的因素很多，其中 捕收劑 、 起泡劑 和 浮選時(shí)間 等的影響相當(dāng)顯著。對(duì)有效利用煤炭資源以保障國家建設(shè)和 減少焦化廢水的排放危害、使經(jīng)濟(jì)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展都具有重要意義。焦焦化生產(chǎn)工藝中要用大量的洗滌水和冷卻水 ,也就產(chǎn)生了大量的廢水。焦化廢水處理難度大，目前各企業(yè)對(duì)這類廢水的處理主要采取生化法，但在生化處理過程時(shí)廢水中酚及殘余焦油等含量偏高，活性污泥微生物難以馴養(yǎng)，導(dǎo)致生化處理工藝正常運(yùn)轉(zhuǎn)比較困難 [3]。焦化污水主要含有機(jī)物 ,絕大多數(shù)有機(jī)物具有生物可降解 性 ,能消耗水中溶解氧。當(dāng)水中氧消耗殆盡時(shí) ,水質(zhì)就嚴(yán)重惡化。 (2)對(duì)人體的毒害作用。低級(jí)酚還能引起皮膚過敏 ,長期飲用含酚污水會(huì)引起頭內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 3 暈、貧血以及各種神經(jīng)系統(tǒng)病癥。用未經(jīng)處理的焦化污水直接灌 溉農(nóng)田 ,會(huì)使農(nóng)作物減產(chǎn)和枯死 。 [4] 焦化廢水的處理方法與發(fā)展 焦化廢水是煤在高溫干餾過程中以及煤氣凈化、化學(xué)產(chǎn)品精制過程中形成的廢水，水質(zhì)隨原煤組成和煉焦工藝而變化，是一種典型的難降解有機(jī)廢水。 焦化廢水處理工藝的發(fā)展歷程 20 世紀(jì) 80 年代一般采用的工藝為：廢水 → 回收 → 調(diào)節(jié) → 隔油 → 生物處理 → 排放。其中深度處理多采用混凝或活性炭吸附工藝。 從整個(gè)生化處理的過程中，我們可以清楚地看出關(guān)鍵的處理工序是生物處理部分，而整個(gè)生化工藝的發(fā)展也主要是針對(duì)這個(gè)部分進(jìn)行深入的研究。曝氣池內(nèi)泥水流動(dòng)的同時(shí)，對(duì)池中進(jìn)行不斷 供氧。 階段曝氣活性污泥法 階段曝氣活性污泥法是傳統(tǒng)活性污泥的一種改進(jìn)形式，由曝氣池首的一點(diǎn)進(jìn)水，改為沿曝氣池池長的多點(diǎn)進(jìn)水。 吸附再生活性污泥法 吸附再生活性污泥法是將活性污泥對(duì)有機(jī)物的“吸附”和“代謝穩(wěn)定”的兩個(gè)階段分在兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的構(gòu)筑物中完成。 完全混合式活性污泥法 有機(jī)污染物進(jìn)入完全混合式曝氣池后立即與混合液充分混合，池中 F/M 值相同，溶解氧濃度一致。 完全混合式活性污泥法的特點(diǎn)：一是系統(tǒng)混合稀釋作用強(qiáng)，對(duì)沖擊負(fù)荷抵御能力較強(qiáng)；二是通過 F/M 值調(diào)整，易于實(shí)現(xiàn)最佳條件的控制；三是混合液需氧量均衡，動(dòng)力消耗低于傳統(tǒng)活性污泥法；四是易于產(chǎn)生污泥膨脹。 A 段為生物吸附段， B 段為生物降解段。 序批式活性污泥法 將初沉池出水引入具有曝氣功能的 SBR 反應(yīng)池，按時(shí)間順序進(jìn)行進(jìn)水、曝氣反應(yīng)、沉淀、出水、待機(jī)（排泥與閑置）等基本操作，從污水的流入開始到待機(jī)時(shí)間結(jié)束稱為一個(gè)操作周期。 氧化溝活性污泥法 氧化溝一般呈環(huán)狀溝渠形，通過轉(zhuǎn)刷（或轉(zhuǎn)盤和其他機(jī)械曝氣設(shè)備），使污水和混合液在環(huán)狀的渠內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，依靠轉(zhuǎn)刷推動(dòng)污水和混合液流動(dòng)而進(jìn)行曝氣。 生物膜法 生物膜法是通過附著在載體或介質(zhì)表面上的細(xì)菌等微生物生長繁殖，形成膜狀活性生物污泥 ——— 生物膜，利用生物膜降解污水中的有機(jī)物的生物處理方法。 生物膜法的主要特點(diǎn) 生物膜法的主要特點(diǎn)為：微生物種群豐富 ，除細(xì)菌和原生動(dòng)物外，還出現(xiàn)活性污泥法中少見的真菌、藻類和原生動(dòng)物等，同時(shí)還存在厭氧菌；優(yōu)勢(shì)菌種分層生長，傳質(zhì)條件好，有利于有機(jī)物的降解；工藝過程穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，可以間歇運(yùn)行；動(dòng)力消耗少，運(yùn)行管理方便，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象。在濾池內(nèi)設(shè)有固定生物膜的載體（濾料），污水由上而下過濾時(shí)，不斷與濾料相接觸，微生物就在濾料表面逐漸形成具有降解有機(jī)物功能的生物膜，經(jīng)過濾池處理的污水和濾池濾料上脫落的老化生物 膜流入二沉池，經(jīng)過固液分離后，排出凈化水。 (3)塔式生物濾池 塔式生物濾池由塔體、濾料、布?xì)庀到y(tǒng)及通風(fēng)、排水系統(tǒng)組成。 (4)生物接觸氧化法 凈化污水主要依靠載體上的生物膜作用，池內(nèi)存在一定濃度的懸浮活性污泥，因此兼有活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點(diǎn)。盤片約有一半浸沒在 污水水面下，盤片在水平軸的帶動(dòng)下緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)盤片離開污水時(shí)，盤片表面形成的水膜從空氣中獲得氧氣，在微生物的作用下，被吸附的有機(jī)物發(fā)生降解和轉(zhuǎn)化。當(dāng)盤片在轉(zhuǎn)入污水中時(shí)，由于有氧的存在，生物膜繼續(xù)進(jìn)行生化反應(yīng)和吸附。在運(yùn)行過程中，生物膜的厚度不斷增加，盤片表面生長的生物膜厚度為 1 mm～ 4 mm。 (6)曝氣生物濾池 曝氣生物濾池是由浸沒式接觸氧化與過濾相結(jié)合的生物處理工藝。 (7)生物流化床生物流化床是借助流體（液體、氣體）使表面生長著微生物的固體顆粒（生物顆粒）呈流態(tài)化，實(shí)現(xiàn)去除有機(jī)物的一種生物膜法。但是此時(shí)的污染物轉(zhuǎn)移問題也值得考慮和進(jìn)一步研究，因此出現(xiàn)了膜分離法。利用膜的選擇透過性能將離子或分子或某些微粒從水中分離出來的過程稱為膜分離過程。 膜分離的分類 (1)電滲析 在外加直流電場(chǎng)作用下，水中的陰、陽離子作定向遷移，利用離子交換膜的選擇透過性，從而使水中的離子與水分離的物理化學(xué)過程稱為電滲析。在濃溶液的一端施加壓力，使?jié)馊芤褐械乃ㄟ^膜進(jìn)入稀溶液的過程稱為反滲透。反滲透膜裝置對(duì)進(jìn)水指標(biāo)有較高要求，易產(chǎn)生膜污染，為延長膜使用壽命和提高分離效果，需定期對(duì)膜進(jìn)行清洗。 (4)微濾 它是以壓力為推動(dòng)力，以膜的截留作用為機(jī)理的過濾技術(shù)。其特點(diǎn)：一是孔徑較均勻，過濾精度高?？紫堵士蛇_(dá) 70％～ 80％，孔的數(shù)目約為 1 107 個(gè) /cm2。四是無介質(zhì)脫落，保證濾液潔凈。五是品種多，應(yīng)用面廣。微孔濾膜類似 于機(jī)械過濾，水中的微粒和細(xì)菌等雜質(zhì)幾乎全部被截留，僅有少量雜質(zhì)滲入到膜孔，大量的雜質(zhì)堆積于膜表面。 [5] 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 8 煤的浮選工藝 浮選法 是選金生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種選礦法。 浮選 法的發(fā)展沿革 中國古代曾利用礦物表面的天然疏水性來凈化朱砂、滑石等礦質(zhì) 藥物，使礦物細(xì)粉飄浮于水面，而無用的廢石顆粒沉下去。明宋應(yīng)星《天工開物》記載，金銀作坊回收廢棄器皿上和塵土中的金、銀粉末時(shí)“滴清油數(shù)點(diǎn)，伴落聚底＂。 18 世紀(jì)人們已知道固體粒子粘附在氣泡上能升至水面的現(xiàn)象．隨著人們對(duì)金屬需求量的增加，急于找到一種方法回收礦石中細(xì)粒金屬。 20 世紀(jì)初，泡沫浮選法應(yīng)用選別有色金屬和黃 金礦 ． 今天所應(yīng)用的泡沫浮選起源于幾乎一個(gè)世紀(jì)以前的澳大利亞。到 1980 年 ,239 座浮選廠共消耗了 77 6 億 kWh 的能量 ,處理了 4 1980 年 ,消耗了38 05 億 t 的銅礦石中生 42 萬精礦。 09 億 t,消耗了 22鐵礦石的生產(chǎn)主要也采用浮選法 ,從 3890 萬 t 的礦石中生產(chǎn)出 2150 萬 t 的鐵精礦 ,消耗掉 6由于世界范圍內(nèi)幾乎有 20 億 t 礦石是經(jīng)過浮選處理的 ,因此泡沫浮選顯然是表面化學(xué)在工藝中最重要的應(yīng)用之一 ,尤其是用于控制液 固界面。通過添加適宜的浮選藥劑和 pH 調(diào)整劑來改進(jìn)水分子與礦物表面間的相互反應(yīng)的方法是實(shí)現(xiàn)從大量的復(fù)雜礦石 (我們的礦物資源 )中選擇性地分離有用礦物的關(guān)鍵。若不是所有的理論研究 ,至少也是大多數(shù)理論研究用來解釋現(xiàn)有工藝的良好性能。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 9 浮選法的發(fā)生和發(fā)展也促進(jìn)了黃金選礦業(yè)的發(fā)展，特別是對(duì)脈金礦的利用和在有色金屬礦石中綜合回收黃金創(chuàng)造了條件．目前，浮選法已成為處理金礦石生產(chǎn)黃金的重要工藝。浮選廠的金回收率達(dá)到 90%以上且可綜合回收以金為主的低品位多金屬。超細(xì)粒浮選或荷載體浮選和離子浮選可以回收微細(xì)粒金。目前，黃金浮選工藝已廣泛用于金選礦廠，即使是鄉(xiāng)鎮(zhèn)小礦和個(gè)體采金戶均能成功于運(yùn)用浮選法選收黃金。疏水就是親油和親氣體，可在液，氣或水 — 油的界面發(fā)生聚集。 這是目前常用于黃金浮選的一種方法。當(dāng)入選礦粒小于 l0um 時(shí)需要采用特殊的浮選法。荷載體浮選是用粒度適于浮選的礦粒作荷載體，使微細(xì)粒金粘附于荷載體表面并隨上浮而成金精礦。利用高溫化學(xué)反應(yīng)使礦石中金屬礦物轉(zhuǎn)化為金屬后再浮選的離析浮選對(duì)金礦石不常采用。 浮選劑 浮選時(shí)使用各種藥劑來調(diào)節(jié)入選礦物和浮選介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)，從而擴(kuò)大金礦物或含金礦物與脈石間親琉水性的差異，使之更好地分選，達(dá)到提高金回收率的目的。 (1)捕收劑 自然界中除煤、石墨、硫磺、滑石和輝鉬礦等礦物顆粒表面疏水、具有天然的可浮性外，大多數(shù)礦物均是親水的，金礦物也是如此。捕收劑通常是極性捕收劑和非極內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 10 性捕收劑。當(dāng)這類捕收劑吸附于礦粒表面時(shí)，其分子或離子呈定向排列，極性基團(tuán)朝向礦物顆粒表面，非極性基團(tuán)朝外形成疏水膜，從而使礦位具有可浮性 與銅、鉛、鋅、鐵等硫化礦物伴生的金，在浮選時(shí)常用有機(jī)硫代化合物作浦收劑．例如，烷基（乙、丙、丁、戊基等）二硫代碳酸鈉（鉀），又稱黃原酸鹽，俗稱黃藥。 OCH2烷基二硫代磷酸或其鹽類，如 (RO)2PSSH，式中 R 為烷基，俗稱黑藥． 烷基二硫代氨基甲酸鹽和黃原酸鹽的酯類衍生物等也是硫化礦物 常用的捕收劑。 (2)起泡劑 具有親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)的表面活性分子，定向吸附于水一空氣界面，降低水溶液的表面張力，使充入水中的空氣易于彌散成氣泡和穩(wěn)定氣泡。常用的起泡劑有：松樹油，俗稱二號(hào)油、酚酸混合脂肪醇，異構(gòu)己醇或辛醉、醚醉類以及各種酯類等． (3)調(diào)整劑 調(diào)整劑可分為五類： (1) pH 值調(diào)整劑。在氰化過程中也同樣要調(diào)節(jié)礦漿 pH 值的。在選金時(shí)，最常用的調(diào)節(jié)劑是石灰和硫酸。能增強(qiáng)礦物同捕收劑的作用能力，使難浮礦物受到活化而浮起。 (3)抑制劑．提高礦物的親水性和阻止礦物同捕收劑作用，使其可浮性受到抑制。 (4)絮凝劑。常用的絮凝劑有聚丙烯酰胺和淀