某錳礦地域近百年的礦山開采歷史造成礦區(qū)呈現(xiàn)眾多環(huán)境問題,隨同錳礦的開采、洗礦、冶煉、加工過程,產(chǎn)生大量的工業(yè)廢渣及污水,對四周地表水體形成嚴重污染,以至影響到周邊土壤及地下水環(huán)境平安。
1、廢水管理整體思緒
錳礦地域的重金屬污染廢水包括礦坑廢水、工業(yè)廢水、現(xiàn)有無序堆放廢渣的滲濾液以及尾砂庫的排水。
關(guān)于錳礦礦坑廢水,擬采用集中長效管理方式實行管理,該工程在錳礦地域建立一座廢水處理廠,對錳礦地域產(chǎn)生的礦坑廢水搜集后實行集中處置。
關(guān)于現(xiàn)有無序堆放的廢石、廢渣堆產(chǎn)生的滲濾液和尾砂庫產(chǎn)生的排水,應(yīng)首先切斷其污染來源,以到達滲濾液有效管理的目的。管理期間關(guān)于這局部廢水可敷設(shè)暫時管道保送至廢水處置站實行管理。
關(guān)于涉錳企業(yè)廢水,經(jīng)預(yù)處置到達廢水處置廠進水請求后,進入廢水處置廠實行處置。
本項目處置范圍為1萬m3/d。
2、設(shè)計進出水水質(zhì)
2.1 設(shè)計進水水質(zhì)
依據(jù)原水監(jiān)測數(shù)據(jù)及周邊地表水檢測結(jié)果,同時參考同類型廢水水質(zhì),肯定設(shè)計進水水質(zhì)如下:Mn為550mg/L,Cd為1.0mg/L,Pb為2.0mg/L,SS為160mg/L。
2.2 出水水質(zhì)
錳礦工業(yè)廢水處理出水請求到達《污水綜合排放規(guī)范》(GB8978-1996)一級規(guī)范,即Mn≤2.0mg/L,Cd≤0.1mg/L,Pb≤1.0mg/L,SS≤70.0mg/L。
3、廢水處置工藝計劃比選
該工程處置的對象主要有SS、Mn等,選用自然氧化法和化學絮凝沉淀法兩種處置計劃實行比擬。
3.1 計劃一:以石灰曝氣反響池+絮凝沉淀處置流程
污水經(jīng)調(diào)理池調(diào)理水量后,進入石灰曝氣反響池,由泵提升進入板框壓濾機,濾液再進入絮凝沉淀池加藥沉淀,經(jīng)出水調(diào)理池加硫酸調(diào)理pH后出水排放。
3.2 計劃二:以石灰中和+氫氧化鈉反響處置流程
污水經(jīng)調(diào)理池調(diào)理水質(zhì)水量后,進入石灰中和池,由泵提升進入板框壓濾機,濾液進入氫氧化鈉反響池,再進入絮凝沉淀池,沉淀及回調(diào)pH后出水排放。
3.3 計劃比選與肯定
由于兩種辦法需求的pH值環(huán)境不同,自然曝氣氧化法為9,石灰中和+氫氧化鈉反響法為11,圖中能夠得出如pH到達9,則需求投加的石灰量為4500mg/L左右,假如要到達11,則石灰投加量要到達11000mg/L。
計劃一產(chǎn)生的沉淀物為二氧化錳,能夠直接回用在電解錳消費線上。計劃二產(chǎn)生的沉淀物為氫氧化錳,需經(jīng)過處置后才干應(yīng)用。
計劃一和計劃二均為成熟工藝,其處置出水均能滿足出水水質(zhì)請求,計劃二藥劑投加量大,設(shè)備多,因而選擇能滿足設(shè)計出水請求、管理便當、運轉(zhuǎn)本錢相對較低的計劃一作為該工程錳礦礦井廢水處置引薦計劃。
4、工程技術(shù)道路
該工程采用“石灰曝氣反響+絮凝沉淀”處置工藝,由于本項目廢水排放較穩(wěn)定,且曝氣反響池體積較大能夠起到調(diào)理進水的作用,所以不設(shè)置調(diào)理池。另外,由于出水直接排放,可在絮凝沉淀池中實行pH回調(diào),沉淀池出水直接排放。
綜上所述,該工程處置工藝流程為:污水經(jīng)搜集進入曝氣反響池,向池中投加石灰,出水由泵提升進入板框壓濾機,濾液進入絮凝沉淀池,并調(diào)理pH值,使出水中的pH和重金屬指標達標后排放。工藝流程見圖2。
5、主要構(gòu)筑物、設(shè)備
5.1 曝氣反響池
使投加的石灰與廢水錳離子能充沛混合反響,并保證水中一定的含氧率;控制反響池的pH值為9-10。采用鋼砼構(gòu)造,停留時間8h,尺寸為78.1×11.0×5.3m,分為8格。
單格主要設(shè)備:pH計1套;自動投藥系統(tǒng)1套;三螺桿泵2臺(流量104m3/h,功率45kW);穿孔管曝氣系統(tǒng)1套。
5.2 脫水機房
去除石灰反響池中產(chǎn)生的氫氧化錳以及其他沉淀物,降低后續(xù)處置構(gòu)筑物的負荷,濃縮后續(xù)處置構(gòu)筑物中產(chǎn)生污泥的體積。采用框架構(gòu)造,2層,尺寸為33.5×16.2×13.0m。干泥量14850kg/d,含水率99.2%的污泥經(jīng)板框脫水機脫水后,為65%~70%含水率的濾餅。
主要設(shè)備:板框脫水機8臺,單臺過濾面積為450㎡。
5.3 絮凝沉淀池
去除剩余的游離態(tài)錳及懸浮物,保證最終出水水質(zhì)。采用鋼砼構(gòu)造,機械絮凝池停留時間15min,分為3格,單格尺寸為3.2×3.2m,斜板沉淀池停留時間2h,外表負荷q=5.0m3/(m2·h),尺寸為15.0×13.0×4.57m。
主要設(shè)備:攪拌器3臺。
5.4 鼓風機房
鼓風機將空氣經(jīng)過管道保送到裝置在曝氣池底部的空氣擴散安裝,向混合液中轉(zhuǎn)移氧。采用框架構(gòu)造,1層,尺寸為11.8×6.0×6.5m。
主要設(shè)備:鼓風機五臺(Q=35m3/min,P=49kPa)
5.5 加藥間
加藥間為絮凝沉淀池投加藥劑PAC、PAM和H2SO4,用于寄存藥劑及布置加藥設(shè)備等。采用框架構(gòu)造,1層,尺寸為14.4×7.5×4.5m。PAC加藥量50mg/L;PAM加藥量1.5mg/L;濃硫酸加藥量300mg/L。
主要設(shè)備:隔閡計量泵4臺(流量500L/h,工作壓力0.5MPa);三槽式干粉泡藥機1臺(藥液泡制量為1000L/h);螺桿泵2臺(Q=1.0m3/h,工作壓力0.2MPa)。
5.6 石灰池
制備和貯存石灰乳,并向曝氣反響池實行投加。采用鋼砼構(gòu)造,2座,尺寸分別為5.5×5.0×1.2m及5.5×5.0×2.0m,石灰加藥量為4500mg/L。
主要設(shè)備:渣漿泵2臺(流量50m3/h,工作壓力0.2MPa);攪拌器2臺。
6、運轉(zhuǎn)效果
該工程自試運轉(zhuǎn)至今,處置效果穩(wěn)定,出水24h達標排放。
7、完畢語
采用“石灰曝氣反響+絮凝沉淀”處置工藝,對錳礦地域重金屬污染廢水處置效果明顯。由于該工程的施行,每年將減少向地表水中排放懸浮物345.2t,Mn1740.6t,Pb5.5t,Cd5.8t。錳礦地域重金屬污染廢水得到管理之后,可改善錳礦地域水環(huán)境,保證當?shù)丶跋掠问忻耧嬎桨玻嵘I(yè)區(qū)的土地產(chǎn)出才能和商業(yè)價值,社會經(jīng)濟效益顯著。