0133.混凝沉淀-活性炭吸附-回用工艺

混凝沉淀-活性炭吸附-回用工艺此法是目前国内选厂采用较多的选矿废水回用方法，通过对不同矿山的选矿废水试验研究发现，对同一选矿废水投入不同药剂或同一药剂不同的量，其结果也不一样。

但其共同点如下：①凝剂效果比较试验：分别采用聚合硫酸铁(PFS)、混合氯化铝(PAC)、明矾作混凝沉淀剂，结果表明，采用明矾作为混凝剂较为经济合理，其最佳用量一般可控制在30mg/L左右。

②聚丙烯酰胺PAM对混凝效果的影响：PAM的加入，进一步提高了废水的混凝处理效果，但由于其是有机高分子，导致水中COD值上升.在实践中，将混凝处理效果的变化和COD值的增加结合考虑，一般采用PAM的投入量0.2mg/L即可。

③沉降时间对废水的影响：确立混凝后的静置时间为30min。

④吸附试验：粉末活性炭的用量比颗粒活性炭的用量少，基本在其一半的情况下，即可达到相同的效果。

同时，由于粉末活性炭易进入精矿，不会在水循环中积累，故选用其做为吸附剂。

其最佳用量一般为50～100mg/L。

⑤浮选试验：废水经混凝沉淀、活性炭吸附后，可全部回用，且对选矿指标无任何影响。

经过明矾(30mg/L)、PAM(0.2mg/L)}昆凝沉淀，然后用粉末活性炭(50～100rag/L)工艺净化后，出水水质不但达到国家矿山废水排放标准，而且回用结果表明，经该工艺处理后的废水，不仅可以全部回用，不影响选矿指标，在选矿过程中还减少了浮选药剂用量，给企业带来了相当的经济效益。

同时，由于废水的回用，使每天的新鲜水用量减少，这对于水资源短缺的我国来说，更具有减少污染、净化环境的社会意义。

该法流程简单，效果好，具有广泛的工业应用前景。

混凝斜管沉淀法处理选矿废水来自车间的废水，首先通过沉砂池进行固液分离，沉砂池沉砂通过卸砂门排入尾矿砂场。

沉砂池溢流出的上清液，通过投药混合后进入反应器充分混凝反应，然后流入斜管沉淀器，使细粒悬浮物、有害物进一步去除，斜管沉淀器的沉泥，通过阀门排至尾矿砂场。

通过此工艺后，废水即达国家允许排放标准。

根据环保的要求，斜管沉淀器出水进入清水池，用清水泵打回车间回用，节约用水，并使废水闭路循环，实现零排放。

其工艺流程如图1。

厌氧处理布水技术厌氧处理工艺在工业污水的应用已有30多年的历史。

近20年来，随着微生物学、生物化学等学科的发展和工程实践的积累，厌氧处理工艺克服了传统厌氧工艺水力停留时间长、有机负荷低等缺点，在处理高浓度有机废水方面取得了良好效果，并且在低浓度有机废水的水解酸化工艺上有了大量成功的实例。

厌氧过程一般可分为水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段。

经研究并经工程实践证明，将厌氧过程控制在水解和酸化阶段，可以在短时间内和相对较高的负荷下获得较高的悬浮物去除率，并可将难降解的有机大分子分解为易降解的有机小分子，可大大改善和提高废水的可生化性和溶解性。

与传统厌氧工艺相比，水解酸化工艺不需要密闭池，也不需要复杂的三相分离器，出水无厌氧发酵的不良气味，因而也不会影响污水处理站厂区的环境，并且跟好氧工艺相比，该工艺具有能耗低的优点。

近年来，随着染料及染料助剂行业的快速发展，致使印染废水的可生化性越来越差，因此水解酸化工艺在印染废水处理工程上得到广泛的采用。

我公司在印染废水的处理工程中普遍采用水解酸化工艺，针对不同的印染废水水质采用不同的水力停留时间和布水方式。

总结我们已有的工程实践，水解酸化效果取决于：第一，足够的污泥浓度；第二，良好的泥水混合；第三，污水足够的水力停留时间；第四，合适的污泥留存方式。

在废水处理工程的运行过程中，在污泥浓度和水力停留时间一定的情况下，泥水混合和污泥留存决定着水解酸化处理效果的好坏。

水解酸化工艺可采用外加搅拌促使泥水混合的工艺措施，整个池内泥水也能形成良好的混合，但需要增加搅拌设备，出水需要增设沉淀池和厌氧污泥回流系统以维持水解酸化池内的污泥浓度，但这样做会大大提高工程造价，工程占地面积也会有所增加。

水解酸化工艺中也有采用多点进水的工艺措施，但这样做往往造成布水均匀性和泥水混合不够，难以搅拌起来的厌氧污泥极易在池底部分区域形成污泥沉淀，从进水点到出水口出现水流短路现象。

这样一来，水解酸化池的池容就得不到充分利用，实际水力停留时间大大小于理论水力停留时间，水解酸化工艺就难以取得良好的效果。

在水解酸化工艺中，我公司采用升流式水解污泥床反应器，污水均匀布在整个池底部，废水在上升时穿透整个污泥层并进行泥水分离，上清液从集水槽出水进入后续好氧处理工序。

布水均匀性和泥水混合采用脉冲布水器控制，进水首先进入脉冲布水器，贮存3～5分钟的水量，然后自动形成虹吸脉冲，整个布水器内的水在10余秒内通过丰字型管道系统均匀布于池底，丰字型管道上布水孔的出孔流速大于2米／秒，这样，池底部的泥水进行剧烈混合，充分反应。

经过水解酸化处理的废水pH值能从10降至8左右，部分印染废水（如活性红印染废水）色度的去除能达到70～80％。

良好的水解酸化处理工艺能大大提高污水的可生化性，进而提高后续好氧处理的去除率，是整个污水处理工程水质达标的重要措施。

印染废水脱色技术印染废水是指棉、毛、化纤等纺织产品在预处理、染色、印花和整理过程中所排放的废水。

印染废水成分复杂，主要是以芳烃和杂环化合物为母体，并带有显色基团(如—N═N—、—N═O)及极性基团(如—SO3Na、—OH、—NH2)。

染料分子中含较多能与水分子形成氢键的—SO3H、—COOH、—OH基团如活性染料和中性染料等，染料分子就能全溶于废水中；不含或少含—SO3H、—COOH、—OH等亲水基团的染料分子以疏水性悬浮微粒形式存在于废水中；含少量亲水基团但分子量很大或完全不含亲水基团的染料分子，在水中常以胶体形式存在。

印染废水中还常带有以下助剂：①中性电解质如NaCl、Na2SO4等；②酸碱调节剂如HCl、NaOH或Na2CO3；③表面活性剂；④膨化剂如尿素等；⑤胶粘剂如改性淀粉、脲醛树脂、聚乙烯醇等；⑥稳定剂如磷酸盐等。

印染废水成分复杂、色度大、COD高，并向着抗氧化、抗生物降解方向发展，已成为我国各大水域的重要污染源。

当前，疏水性或不溶于水的染料废水脱色已基本解决，难点在于许多亲水性或水溶性染料废水的脱色，而这也正是当前公认的较难处理的工业废水之一。

印染废水脱色主要是脱除废水色度即染料分子和COD，现在广泛应用的脱色方法主要有以下几种。

1.2.1吸附脱色吸附脱色技术是依靠吸附剂的吸附作用来脱除染料分子的。

通常采用的吸附剂包括可再生吸附剂如活性炭、离子交换纤维等和不可再生吸附剂如各种天然矿物(膨润土、硅藻土)、工业废料(煤渣、粉煤灰)及天然废料(木炭、锯屑)等。

目前用于吸附脱色的吸附剂主要靠物理吸附，但离子交换纤维、改性膨润土等也有化学吸附作用。

活性炭是第一个获得工业应用且研究得最透彻的固体吸附剂。

活性炭微孔多、大中孔不足、亲水性强，限制了大分子及疏水性染料的内扩散，适用于分子量不超过400的水溶性染料分子脱色，对大分子或疏水性染料的脱色效果较差。

由于分子间偶极和变形性(决定诱导偶极大小的主要因素)有很大不同，致使物理吸附也表现出一定的选择性，如活性炭对碱性染料废水脱色率超过90%，而对酸性染料废水脱色率仅30%～40%。

作为水处理中广泛使用的絮凝剂，膨润土已被广泛用于印染废水脱色领域，近来进一步研制成多种复合以及改性膨润土[37]。

目前受到广泛注目的是离子交换纤维，主要用于吸附重金属及色素[38]且比表面大、离子交换速度快，易再生，对难处理的活性染料废水有很好的脱色效果；某些集吸附与絮凝功能为一体的吸附剂如硅藻土复合净水剂也已开发[39]，用电厂粉煤灰制成具有絮凝性能的改性粉煤灰，对疏水性和亲水性染料废水均具很高脱色率[40]。

1.2.2絮凝脱色印染废水的絮凝脱色技术，投资费用低，设备占地少，处理量大，是一种被普遍采用的脱色技术。

印染废水絮凝脱色机制是以胶体化学理论为基础的。

就无机絮凝剂而言，是铁系、铝系等絮凝剂发生水解和聚合反应，生成高价聚羟阳离子，与水中的胶体进行压缩双电层、电中和脱稳、吸附架桥并辅以沉淀物网捕、卷扫作用，沉淀去除生成的粗大絮体，从而达到脱色目的。

对于有机高分子絮凝剂而言，除了电中和与架桥作用外，可能还存在类似化学反应成键的絮凝机制。

对无机高分子絮凝剂改性，引入具有络合能力的无机酸根或有机官能团，逐渐成为水溶性染料废水脱色的新趋势。

无机高分子絮凝剂脱色机制不同于低分子无机絮凝剂，开发新絮凝剂也是亲水染料脱除的途径之一，如近来成为热点之一的聚硅酸盐絮凝剂。

与此同时，有机高分子絮凝剂正在迅速发展，如淀粉改性阳离子絮凝剂对浊度、色度去除率均在90%以上[41]。

某些物质能与染料分子反应，掩蔽甚至打断染料的亲水基团或破坏染料分子的发色结构，降低染料分子的水溶性，使其变为疏水性分子或离子。

某些具有空轨道的金属离子如Mg2+、Fe2+、Ca2+，能接受孤对电子，能与含有孤对电子的染料分子络合生成结构复杂的大分子，使染料分子具有胶体性质而易被絮凝除去。

某些有机分子也可与染料分子形成络合物达到降低染料分子水溶性的目的，如带长链的阳离子表面活性剂十二烷基二甲基氯化铵对含磺酸基团的水溶性染料废水[42]。

近年来发现氧化亦会促进絮凝，其机制在于有机分子在氧化剂作用下发生一定程度耦合[43]或氧化剂打断染料分子亲水基团[44]。

对含阳离子染料的印染废水，以铁系、铝系为代表的无机絮凝剂对脱色基本无效，因为这些无机絮凝剂水解生成的聚羟阳离子与水体中复杂染料阳离子具有同种电荷，由于同性相斥的原因，凡靠阳离子的聚沉作用进行絮凝脱色的絮凝剂，包括无机絮凝剂，大部分阳性高分子絮凝剂，对阳离子染料都自然无能为力。

如果能将水中的染料阳离子通过某种方式转化为阴离子或中性分子，则可用无机絮凝剂或阳离子高分子絮凝剂除去。

据报导，国外采用γ射线辐射絮凝工艺，大大提高了对阳离子染料的去除率。

无论氧化，还是γ射线辐射絮凝工艺，都是将阳离子染料变为中性或阴性，再进一步处理而获得好的脱色效果。

1.2.3氧化脱色染料分子中发色基团的不饱和双键可被氧化断开、形成分子量较小的有机物或无机物，从而使染料失去发色能力。

氧化法包括化学氧化、光催化氧化和超声波氧化。

虽然具体工艺不同，但脱色机制却是相同的。

化学氧化是目前研究较为成熟的方法。

氧化剂一般采用Fenton试剂(Fe2+-H2O2)、臭氧、氯气、次氯酸钠等。

采用Fenton试剂在pH4～5时催化H2O2生成•OH，使染料氧化脱色，所生成的新生态Fe2+ 还具有促凝作用。

用铁屑 H2O2处理印染废水，在pH1～2时可生成新生态Fe2+，其水解产物有较强的吸附絮凝作用，可使硝基酚类、蒽醌类印染废水色度脱除99%以上；用铁粉H2O2对印染废水脱色时，当铁粉含量为1g/L、H2O2为1mmol/L、pH2～3时，脱色效果极佳[45]。