本發(fā)明涉及一種洗礦作業(yè)的廢水處理系統(tǒng)，具體來(lái)說(shuō)，是一種含PAM的尾礦廢水處理循環(huán)系統(tǒng)和工藝，屬于礦石分選、洗礦作業(yè)的廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

選礦企業(yè)在洗礦作業(yè)后的礦漿需要再次濃縮分離，有時(shí)會(huì)由于礦石性質(zhì)的變化導(dǎo)致礦漿在濃縮機(jī)中難以沉降，出現(xiàn)濃縮機(jī)跑渾現(xiàn)象，使得炭浸系統(tǒng)礦漿濃細(xì)度不達(dá)標(biāo)，尾渣品位超標(biāo)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，浪費(fèi)有用尾礦成分。為了避免上述問(wèn)題發(fā)生，國(guó)內(nèi)很多選礦廠在浮選過(guò)程以及尾礦水處理時(shí)，一般要添加大量的聚丙烯酰胺(PAM)，加速礦漿沉降與濃縮效果。由于大量的使用聚丙烯酰胺，造成尾礦回水COD濃度偏高，黏度增大，經(jīng)常堵塞設(shè)備管道，僅靠常規(guī)的混凝沉淀工藝，難以滿足循環(huán)水使用標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重制約選礦企業(yè)的發(fā)展。現(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)PAM的降解，有采用高鐵酸鉀、次氯酸鈉、Fenton試劑等方法將PAM徹底氧化為無(wú)機(jī)物，從而實(shí)現(xiàn)PAM的去除，但這樣做，需要使用大量的化學(xué)藥劑，除了污泥量增加、運(yùn)行費(fèi)用高昂外，還因?yàn)橥端幒?，廢水中的藥劑和含鹽量都增加，處理后的廢水只能進(jìn)行排放，無(wú)法再回用。

因此，如何找到一種合理、經(jīng)濟(jì)的方法來(lái)處理回用尾礦廢水，成為選礦企業(yè)的頭等大事，也成本了本領(lǐng)域急需解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，提供一種含PAM的尾礦廢水處理循環(huán)系統(tǒng)和工藝，解決PAM去除工作運(yùn)行成本高昂、污泥量增加、處理后廢水中藥劑和含鹽量增加導(dǎo)致無(wú)法回用的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種含PAM的尾礦廢水處理循環(huán)系統(tǒng)，包括依次連接并連通的尾礦廢水調(diào)節(jié)池、臭氧氧化裝置、混凝絮凝反應(yīng)池、物理過(guò)濾裝置；經(jīng)所述物理過(guò)濾裝置過(guò)濾后的凈水管路與礦石分選的進(jìn)水口連接；臭氧與廢水在所述臭氧氧化裝置處混合，混凝絮凝反應(yīng)池與外接的、用于使PAM絮凝的PAC及PAM添加通道連接；還包括控制單元、黏度計(jì)，所述黏度計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)臭氧氧化裝置前端的廢水黏度，所述控制單元分別與所述臭氧氧化裝置上用于臭氧供給的流量控制閥、及所述黏度計(jì)電連接。

進(jìn)一步的，臭氧氧化裝置包括依次連接的空壓機(jī)、制氧機(jī)、臭氧發(fā)生器、臭氧氧化池，臭氧與廢水在所述氣水混合器中混合，進(jìn)入臭氧氧化池。

進(jìn)一步的，所述物理過(guò)濾裝置包括依次連接的斜管沉淀池、砂濾池。

更進(jìn)一步的，所述斜管沉淀池與砂濾池之間設(shè)有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)廢水濁度的濁度儀，所述控制單元還分別與所述濁度儀與用于PAM絮凝的PAC添加流量控制閥電連接。

進(jìn)一步的，所述砂濾池之后設(shè)有用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)廢水中COD濃度的COD儀，所述COD儀之后設(shè)有雙通閥門(mén)，雙通閥門(mén)的第一路與尾礦廢水調(diào)節(jié)池連通，第二路與礦石分選的進(jìn)水口連通；所述控制單元分別與所述COD儀及所述雙通閥門(mén)電連接，當(dāng)COD濃度達(dá)標(biāo)開(kāi)啟第二路關(guān)閉第一路，當(dāng)COD濃度不達(dá)標(biāo)，開(kāi)啟第一路關(guān)閉第二路。

更進(jìn)一步的，所述雙通閥門(mén)的第二路還與用水設(shè)備的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)連通，所述循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的排污水與所述尾礦廢水調(diào)節(jié)池連通。

進(jìn)一步的，所述臭氧氧化裝置的用于廢水處理的富裕臭氧，通過(guò)氣體管道與所述物理過(guò)濾裝置過(guò)濾后的凈水管路連通，用于對(duì)凈水進(jìn)行殺菌，位于臭氧氣體與凈水管道的連通部位之后，還設(shè)有用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)回用水中氧化還原電位的OPR儀，所述控制單元分別與所述OPR儀、及所述富裕臭氧的流量控制閥電連接。

一種含PAM的尾礦廢水處理循環(huán)工藝，包括以下步驟：利用臭氧先對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，改變廢水中PAM和微量浮選藥劑的結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性，使其發(fā)生開(kāi)環(huán)、斷鏈，變成易于物化處理的小分子有機(jī)物，減少后續(xù)水處理設(shè)備的清洗頻率和加藥量；對(duì)混凝絮凝反應(yīng)池中添加PAC和輔助反應(yīng)絮凝用的PAM，用于PAM絮凝反應(yīng)；于此同時(shí)，控制單元預(yù)設(shè)臭氧預(yù)處理之前的廢水黏度與所需添加的PAC的量的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，并根據(jù)黏度儀的實(shí)時(shí)黏度參數(shù)對(duì)PAC添加量進(jìn)行在線調(diào)控；完成混凝絮凝后的廢水繼續(xù)進(jìn)行物理過(guò)濾，物理過(guò)濾完成后的凈水進(jìn)行礦石分選的回用，行程廢水處理的循環(huán)利用。

進(jìn)一步的，臭氧預(yù)處理中富裕的臭氧還對(duì)物理過(guò)濾完成后的凈水進(jìn)行殺菌，并通過(guò)ORP儀實(shí)時(shí)監(jiān)控回用水中氧化還原電位，反饋給控制單元，控制單元實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)富裕的臭氧通往凈水的流量，防止臭氧濃度過(guò)高導(dǎo)致管路受腐蝕和結(jié)垢。

進(jìn)一步的，物理過(guò)濾后的凈水分為兩路，一路供給礦石分選的進(jìn)水口，另一路供給用水設(shè)備的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)采用臭氧預(yù)氧化，使PAM大分子發(fā)生開(kāi)環(huán)、斷鏈，轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單的小分子有機(jī)物，配合混凝沉淀砂濾工藝，去除廢水中的PAM(即降低廢水中的COD)，降低水的黏度和濁度，解決了由于PAM的存在使得設(shè)備管道堵塞的困擾；

2)提高廢水的處理效率及重復(fù)利用率，是選礦企業(yè)響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排與資源化的關(guān)鍵手段；

3)根據(jù)礦石廢水濁度較大的特點(diǎn)，巧妙的采用黏度儀對(duì)臭氧氧化前的廢水的黏度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并反饋給控制單元，控制單元據(jù)此實(shí)時(shí)控制臭氧供給的流量，從而達(dá)到最佳效果；

4)整個(gè)處理過(guò)程，采用自動(dòng)檢測(cè)儀表反饋控制機(jī)制，實(shí)時(shí)調(diào)整臭氧和PAC的投加量，充分發(fā)揮臭氧氧化和PAC混凝沉淀效率，節(jié)省電耗和藥劑費(fèi)用；

5)采用分路系統(tǒng)，將廢水處理富裕出臭氧投到回用水系統(tǒng)中，殺菌消毒，減少資源浪費(fèi)，自動(dòng)化程度高，污泥沉淀量少，減少安全風(fēng)險(xiǎn)，降低投資和運(yùn)行費(fèi)用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明含PAM的尾礦廢水處理循環(huán)系統(tǒng)的整體工藝流程圖。

圖2是制取臭氧及混合投加流程的示意圖。

圖3是黏度儀與ORP儀對(duì)相應(yīng)流量控制閥開(kāi)度控制的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明原理進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例一：

參見(jiàn)圖1-3，本發(fā)明基于該廢水COD處理負(fù)荷不高，可生化性差，因此在臭氧處理的后續(xù)工藝選擇物化處理，即臭氧預(yù)氧化+混凝沉淀+砂濾的組合工藝，確保出水穩(wěn)定滿足循環(huán)水水質(zhì)要求，實(shí)現(xiàn)廢水回用。整個(gè)工藝采用黏度、濁度、水中臭氧濃度等反饋機(jī)制，實(shí)現(xiàn)藥劑投加量的自動(dòng)控制，有利于水回用的良性循環(huán)。

臭氧+混凝沉淀+砂濾工藝組合處理含PAM尾礦廢水回用的工藝流程如下：

含PAM的尾礦廢水主要來(lái)源于礦石分選工藝排水、尾礦池溢流水及礦渣濃縮液等，主要含有未完全反應(yīng)的PAM及少量的金屬離子、懸浮物、膠體、微量浮選藥劑等，由各個(gè)收集系統(tǒng)排至PAM尾礦廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)，進(jìn)行均質(zhì)均量后，泵入臭氧氧化池內(nèi)，經(jīng)過(guò)臭氧水的預(yù)氧化，改變廢水中PAM和微量浮選藥劑的結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性，使其發(fā)生開(kāi)環(huán)、斷鏈，變成易于物化處理的小分子有機(jī)物，減少后續(xù)水處理設(shè)備的清洗頻率和加藥量，通過(guò)混凝絮凝及斜管沉淀后，去除廢水中大部分PAM、懸浮物和膠體物質(zhì)，消除出水黏性，降低COD濃度，并在末端增加砂濾系統(tǒng)，通過(guò)COD在線監(jiān)測(cè)，合格水達(dá)標(biāo)回用至車間分選工藝或設(shè)備用水的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。不合格水、循環(huán)水排污水及砂濾反沖洗水，各自收集，通過(guò)排污管網(wǎng)返回調(diào)節(jié)池重新處理。

斜管沉淀池的沉淀污泥，利用高效絮凝沉淀原理，將污泥泵入尾礦池，既可增強(qiáng)尾礦的沉淀效果，又能減少單獨(dú)處理的費(fèi)用。尾礦濃漿經(jīng)礦渣濃縮機(jī)濃縮后，礦渣可做建筑材料或其他綜合利用，濃縮液返回調(diào)節(jié)池重新處理。

通過(guò)自動(dòng)分路系統(tǒng)和自動(dòng)閥，將廢水處理富裕的臭氧量，投入到回用水系統(tǒng)中，殺菌消毒，減少臭氧浪費(fèi)的同時(shí)消除回用水系統(tǒng)的微生物，并對(duì)管路系統(tǒng)起到一定的阻垢和緩蝕作用。

綜上所述，整個(gè)尾礦廢水處理過(guò)程，無(wú)廢水外排、礦渣和污泥綜合利用，資源循環(huán)利用，完全實(shí)現(xiàn)零排放。

其中控制工藝部分：

1.臭氧自動(dòng)智能投加：根據(jù)水中黏度，折算PAM用量，通過(guò)PLC控制和自動(dòng)閥，自控調(diào)節(jié)臭氧的投加量，提高臭氧利用率，減少臭氧發(fā)生成本，節(jié)能降耗；

2.PAC的智能投加：根據(jù)回用水濁度控制指標(biāo)，采用濁度儀自動(dòng)反饋控制PAC加藥量，減少藥劑投加量，節(jié)省藥劑費(fèi)用的同時(shí)降低TDS；

3.出水達(dá)標(biāo)回用智能控制：利用COD在線監(jiān)測(cè)和濁度儀，合格水達(dá)標(biāo)回用，不合格水返回調(diào)節(jié)池重新處理；

4.回用水清潔無(wú)污染智能控制：通過(guò)自動(dòng)分路系統(tǒng)和PLC調(diào)控，將廢水處理富裕臭氧，自動(dòng)投入到回用水系統(tǒng)中，殺菌消毒，并利用ORP儀表，實(shí)時(shí)監(jiān)控回用水中氧化還原電位，以防投加臭氧過(guò)量腐蝕后續(xù)管網(wǎng)，這樣減少臭氧浪費(fèi)的同時(shí)消除回用水系統(tǒng)的微生物，并對(duì)管路系統(tǒng)起到一定的阻垢和緩蝕作用。

處理結(jié)果分析：

1、PH值的影響

通過(guò)小試實(shí)驗(yàn)可知，用臭氧處理選礦廢水，在中性或堿性條件下,即pH7-9最佳，對(duì)PAM有較好的去除率。

2、臭氧投加濃度的影響

在廢水PH為8左右，隨著臭氧投加濃度的增加，PAM濃度下降較快，黏度逐漸降低，在2.5mg/l左右時(shí)，氧化反應(yīng)30min，水的黏度接近蒸餾水，而COD的去除率僅10％左右，逐漸加大臭氧投加量，COD下降不明顯，考慮節(jié)能減耗，組合混凝沉淀及砂濾處理，經(jīng)小試實(shí)驗(yàn)，COD去除效果明顯，去除率可達(dá)80％；

3、臭氧接觸反應(yīng)時(shí)間的影響

在廢水PH為8左右，投加臭氧濃度為2.5mg/l，在反應(yīng)5min時(shí)，臭氧對(duì)PAM質(zhì)量濃度開(kāi)始下降，10min后，降低50％左右，但是對(duì)COD的去除率并不明顯，由于臭氧投加初期，打斷PAM分子變?yōu)樾》肿佑袡C(jī)物，增加COD濃度，反應(yīng)20min后，部分小分子有機(jī)物被氧化為CO₂，COD濃度開(kāi)始下降，接觸時(shí)間越長(zhǎng)，COD去除效果越好。但考慮經(jīng)濟(jì)性，僅采用臭氧進(jìn)行預(yù)氧化，氧化時(shí)間選在30min左右，組合混凝沉淀工藝，更加經(jīng)濟(jì)合理。

總之,臭氧氧化處理改善出水堵塞管路問(wèn)題，起到了非常重要的作用，且經(jīng)臭氧預(yù)氧化-混凝沉淀-砂濾工藝處理后,COD去除率達(dá)80％、SS去除率達(dá)85％、濁度去除率達(dá)93％。臭氧預(yù)氧化處理選礦廢水效果是顯著的，不增加額外污泥沉淀量、不產(chǎn)生二次污染,可以穩(wěn)定達(dá)到相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并在回用水管路中投加適量臭氧，消除循環(huán)水中生物黏泥，減少管道的結(jié)垢和腐蝕，并防止設(shè)備管道堵塞。

實(shí)施例二：

某鋁礦廠原尾礦回用水中含聚丙烯酰胺，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的混凝沉淀處理后回用，經(jīng)常堵塞設(shè)備管道系統(tǒng)，增加設(shè)備清洗頻率和工人工作強(qiáng)度，影響企業(yè)的生產(chǎn)效率。為此，我們?nèi)≡搹S水樣進(jìn)行小試實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)多次工藝組合和比選，最終選出臭氧預(yù)氧化+混凝沉淀+砂濾的組合工藝。在尾礦出水PH值弱堿性條件，投加臭氧1-4mg/L，反應(yīng)30min后，用粘度計(jì)測(cè)量水中粘度，控制粘度在1mPa·s以內(nèi)，出水進(jìn)入混凝反應(yīng)池，投加PAC 120mg/l，視礬花大小，實(shí)時(shí)調(diào)整PAC的加藥量或適當(dāng)添加微量PAM助凝，經(jīng)過(guò)斜管沉淀后，COD去除率約73％、SS去除率約87％、濁度去除率約92.3％，達(dá)到預(yù)期處理效果。為了確?；赜盟€(wěn)定達(dá)標(biāo)，又在末端增設(shè)砂濾系統(tǒng)，去除廢水中剩余的懸浮物。沉淀污泥泵入尾礦池，與礦渣一起經(jīng)過(guò)礦渣濃縮機(jī)濃縮后，礦渣綜合利用，濃縮液回流至調(diào)節(jié)池重新處理。砂濾出水滿足回用水標(biāo)準(zhǔn)，重新循環(huán)使用，響應(yīng)國(guó)家節(jié)水減排要求。

在最佳投藥條件下，試驗(yàn)處理效果如下表：

由上表可知，經(jīng)臭氧預(yù)氧化-混凝沉淀+砂濾工藝處理后,出水均能滿足相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，明顯改善出水堵塞管路問(wèn)題，且不增加額外污泥沉淀量、不產(chǎn)生二次污染,提高廢水處理效率及重復(fù)利用率，是選礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排與資源化的關(guān)鍵手段。