招金貴合科技有限公司采用浮選工藝處理硫品位低的氰化尾渣,在得到高品位硫精礦的同時產生了大量廢水,若直接排放會對礦山生態環境造成嚴重的污染。例如浮選生產中最常用的捕收劑———黃藥,對人畜的神經系統和肝臟器官都會造成危害,并且對造血系統也有不良影響。即使浮選廢水中殘存極少量的黃藥,也可使水質發臭,因此需對浮選廢水進行處理。非均相催化氧化主要是利用反應過程中產生的大量強氧化性自由基來氧化降解水中的有機物,從而達到凈化水質的目的。將金屬氧化物負載至活性炭上,使其作為催化劑的載體,在利用活性炭吸附作用的同時還利用了金屬氧化物的催化作用。
載銀活性炭催化氧化技術綜合了吸附、催化、氧化作用來降解有機物質,為難以生物降解的廢水處理提供了新思路。招金貴合科技公司硫鐵礦浮選每天產生的廢水量為200m3,其廢水特點:①B/C\\(BOD/COD\\)值小,一般小于0.3,可生化性差;②COD達到3000mg/L以上。采用H2O2/O3化學催化氧化+生化+浸沒式超濾組合工藝處理,中空纖維超濾膜可以去除水中的全部懸浮物、膠體,與傳統處理方法相比,浸沒式超濾具有占地小、操作簡單、運行費用低及出水水質好等優點,使得濁度達到0.1NTU以下,可重新返回到硫鐵礦浮選工段使用或用于清洗陶瓷過濾機。
1、試驗材料
1.1廢水
試驗廢水水質指標見表1。
1.2催化劑
采用高效活性炭負載型催化劑:Ag-TiO2-活性炭。
1.3纖維膜
浸沒式超濾選用山東招金膜天有限責任公司生產的聚偏氟乙烯\\(PVDF\\)中空纖維膜,見圖1,截留分子量為10萬Dal,纖維內、外徑分別為0.7mm和1.2mm,有效面積為56m2。
2、試驗及分析方法
2.1測試方法
采用HE99721型COD快速測定儀測定COD;采用稀釋與接種法測定BOD;采用pHS-25C型酸度測量pH值;參照GB13200用濁度儀測定濁度。
2.2試驗方法
試驗工藝流程見圖2。催化氧化裝置O3發生器輸出質量流量為0.08kg/h,27.5%wt雙氧水的投加量為2.5kg/h。催化劑通過多孔固定板固定在裝置中,底部承托層裝填石英砂,承托層里設置穿孔曝氣管\\(氣體為O3\\);出水從側部流出,可方便取水樣。測量BOD和COD,計算B/C值,以便于進行生化處理。
生物處理采用A/O法,A段為填料型厭氧池,填料為多孔網狀納米載體;O段為生物接觸氧化池,采用微孔曝氣,有效容積和所用填料均與厭氧池的相同。
3、試驗結果及討論
3.1催化氧化試驗
3.1.1初始pH試驗
在反應時間為1.5h條件下,考察初始pH對化學催化氧化過程COD去除率和B/C值的影響,結果見圖3。
由圖3可知,隨著初始pH的升高,B/C逐漸增加,當pH大于8時,B/C值升高不明顯,綜合考慮,確定初始pH為8。
3.1.2反應時間試驗
在初始pH=8的條件下,考察廢水催化氧化時間對于化學催化氧化過程COD去除率和B/C值的影響,結果見圖4。
由圖4可知,隨著反應時間的增加,B/C逐漸升高,當反應時間大于1.5h時,B/C升高不明顯。綜合考慮,確定處理時間為1.5h,此時,O3質量流量為0.08kg/h,27.5%wt雙氧水的投加量為2.5kg/h。
3.2浸沒式超濾試驗
浸沒式超濾系統由進水系統、中空纖維簾式膜組件、抽吸系統、曝氣系統、反沖洗系統和排泥系統組成,通過PLC進行控制。采用連續曝氣方式,曝氣強度為40m3/h、運行跨膜壓差0.04MPa、產水量0.45m3/h,每運行29min反沖洗1min。反沖洗壓力0.08MPa,水量1m3/h。浸沒式超濾產水濁度小于0.1NTU,懸浮物小于1mg/L。超濾在運行一段時間后需進行化學清洗,使用質量分數1%~2%的檸檬酸和1%的燒堿藥劑,在進行堿性化學清洗時,應先用清水對膜組件和管路進行沖洗。浸沒式超濾出水指標見表2,可以作為浮選生產用水。
4、經濟分析
按每天處理200m3廢水\\(浸沒式超濾產水180m3\\)進行分析。
\\(1\\)工程投資?;瘜W催化氧化以及A/O法投資為50萬元,浸沒式超濾設備投資10萬元。
\\(2\\)運行費用?;瘜W催化氧化+浸沒式超濾的運行費用,每天2092元。原來每天使用市政水的價格為720元,如果全部排放的收費為2000元。綜合計算,每天節約費用為628元,約2.5a即可收回投資。
5、結語
非均相催化氧化主要是利用化學反應過程中產生的大量強氧化性自由基來氧化降解水中的有機物,從而達到凈化水質的目的。運用載銀活性炭-H2O2/O3化學催化氧化-A/O-浸沒式超濾聯合工藝將浮選廢水處理后重新回用于生產,為硫鐵礦浮選廢水的處理提供了借鑒。將金屬氧化物負載至活性炭上,使其作為催化劑的載體,不但利用了活性炭的吸附作用,同時利用了金屬氧化物的催化作用。載銀活性炭催化氧化技術綜合了吸附、催化、氧化作用降解有機物質,為難以生物降解的廢水處理提供了新思路。
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