旋流絮凝法處理選礦廢水
目前，我國黑色金屬礦山選廠廢水處理多采用普通濃縮機進行自然沉淀，水質(zhì)凈化效果差。例如某礦將485m3/h的廢水打入直徑18m普通濃縮機中進行自然沉淀，當(dāng)出水為425m3/h時，其溢流濃度高達9996mg/L，已不符合國家工業(yè)廢水排放標準的要求。為此，一些選礦廠將普通濃縮機裝上斜板，改裝成斜板沉淀池。這種沉淀池效果雖然好些，但改造費用高，使用壽命短，易堵塞，維修工作量大。
為充分利用選礦廠原處理設(shè)備，我們提出將直徑18m的濃縮機改成旋流絮凝沉淀池。經(jīng)小試得知，如果把出水濃度控制在300mg/L以下時，其處理負荷最高只有0.3m3/m2•h，但在改造的旋流絮凝沉淀池內(nèi)投加陰離子型聚丙烯酰胺后，處理負荷量可以達到2m3/m2•h，即旋流絮凝沉淀池的處理效率是普通濃縮機處理效率的7倍。
1 濃縮機的改造
將直徑18m普通濃縮機改成旋流絮凝沉淀池。是在原普通濃縮機結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上進行的，也就是在其中心支柱和耙架之間安裝一個旋流反應(yīng)器，它的形狀呈圓臺狀，內(nèi)部裝設(shè)多層旋流導(dǎo)板(見圖1)。
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改造后的旋流絮凝沉淀池有以下特點：
①不破壞原普通濃縮機的結(jié)構(gòu)，既利用了原來的濃縮設(shè)施，又顯著提高了廢水的凈化效率；
②在旋流絮凝反應(yīng)器進口附近投加陰離子型聚丙烯酰胺，可以充分利用水力旋流進行反應(yīng)，不需加設(shè)機械攪拌器；
③旋流絮凝沉淀池采用深層進水，由于大大縮短了固體顆粒的沉淀距離，使中粗顆粒很快沉入壓縮層，相對降低了池體中部和上部水體的濃度，而迫使細顆粒進入濃度較高的壓縮區(qū)上部。由于稠密顆粒的碰撞，大大消減了它們的能量，使相當(dāng)數(shù)量的細顆粒停留下來不能上浮，相應(yīng)提高了底流濃度。
④旋流絮凝反應(yīng)器的上部直徑小，下部直徑大，水流無級變速，符合混凝反應(yīng)先快速混合，后慢速絮凝的要求。水流離開反應(yīng)器后仍有一段旋流過程，逐步擴散，“絮團”不斷長大，而且出水和進水量逆向流動，經(jīng)過濃縮層進入清水區(qū)，再向周邊溢出，比普通濃縮機上部輻射的流向要優(yōu)越得多。
2 絮凝劑設(shè)備
2.1靜態(tài)試驗
以濃度為300~mg/L的選礦污水為試液(pH=8.12)，在室溫下在100mL量筒和直徑40ram，高2m的沉淀管內(nèi)對聚鐵、聚鋁、聚丙烯酰胺等進行篩選試驗。從絮凝物的沉降速度和上清液的濁度兩個方面評價各種絮凝劑之間促進沉降效果的次序，肯定了陰離子型聚丙烯酰胺對處理該選礦廢水的沉降效果最好。試驗曲線見圖2。
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2.2工業(yè)性試驗
工藝流程見圖3。
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所選擇的陰離子型聚丙烯酰胺分子量為700～800萬，濃度0.1%，用量為2.3g/m3。在實際運行中，當(dāng)原進水濃度為21540mg/L，pH=8.05，溫度6度時，投加陰離子型聚丙烯酰胺后，出水濃度為33mg/L，去除率可達99.85%。
2.3投藥設(shè)備
①攪拌筒：采用直徑1.7m的攪拌筒，體積3嗎m3。按4h攪拌周期考慮，一臺工作，一臺備用。
②加藥泵：為便于自動控制加藥量，選用了XF-101型計量泵。一臺工作，一臺備用。
③儲漿池：按照陰離子型聚丙烯酰胺的濃度為0.1%，攪拌筒連續(xù)工作并能逐次排入的工作條件，設(shè)計容積為7m3。
3 處理效果廈效益分析
此改裝設(shè)備2年多時間的運行及監(jiān)鍘數(shù)據(jù)表明，選礦外排水經(jīng)處理后達標率為100%，處理率100%，凈化效率99.85%，其它水質(zhì)指標均低于國家褒水排放標準；選礦廠尾礦漿排放量由l80m3/h控制到≤ll5m3/h，使?jié)饪s機底部排污率由15%提高到31.89%，實現(xiàn)了用一臺YJB～120/25型馬爾斯泵輸送全部尾礦礦漿的控制目標。據(jù)測算，這套新型廢水處理系統(tǒng)投運后，每年免繳超標排污費約149萬元，免交提高征收標準收費約22萬元？鄢\轉(zhuǎn)費用，該工程直接經(jīng)濟效益約為143.14萬元/年。
4 結(jié)論
采用兩級礦廢水屬國內(nèi)首創(chuàng)。這套新型高效選礦廢水處理設(shè)備的使用，使我國黑色金屬礦山選礦廢水的治理技術(shù)達到了九十年代的國內(nèi)先進水平，它為我國眾多的黑色金屬選礦廠找到了一個技術(shù)先進、經(jīng)濟、實用、高效的廢水處理方法。
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