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黄药废水处理论文范文

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黄药废水处理论文

1吸附法

吸附法是利用吸附材料吸附废水中黄药及重金属离子,从而去除水中的污染物。活性炭以其价格低廉、吸附效果好等优点广泛应用于水处理。用于黄药废水处理时,活性炭对COD去除效果比较明显,但因黄药易溶于水,黄药去除率并不高。虽然采用单一炭吸附去除率较低,但由于其再生性能好,因此,目前很多企业都采用这种方法处理废水。早在80年代云南冶炼厂应用活性炭吸附工艺,废水处理后黄药分解产生的CS2最高含量为0.4mg/L,硫化物为零。袁增伟等采用混凝沉淀-活性炭吸附方法处理黄药废水,处理水回用后不仅对选别指标无影响,还能减少浮选药剂的用量。但是,当废水中黄药浓度较高时,仅用炭吸附是达不到排放指标的,故浓度较高时,炭吸附通常还需与其他方法联合处理废水。除了传统的活性炭,近年来发展衍生出很多吸附材料,新型吸附剂的研发与应用也日渐引起人们的关注。余江等通过合成不同组分的柱状蒙脱石粘土材料,对蒙脱石在黄药废水中的吸附特性及催化性能进行了试验研究,吸附效果良好。由于成本、性能等问题,该材料至今没有得到广泛应用,还处于试验阶段。

2化学氧化法

化学氧化法利用黄药化学性质的不稳定性,常温条件下易被氧化成不溶于水的油状物—双黄药,进而通过过滤即可得以去除。化学氧化法一直是黄药废水处理的热点,除了传统的氧化剂NaClO、H2O2等,近年来对黄药处理的高级氧化法研究也较多,包括Fenton试剂氧化法、臭氧氧化法等。

2.1次氯酸钠氧化法次氯酸钠氧化法由于药剂来源广,价格低等特点,应用比较广泛。顾泽平等在对混凝处理后的某铅锌选厂黄药废水进行氧化研究发现:在废水pH=4,NaClO加入量为100g/L时,反应30min,废水中COD去除量可达到98.3%。但NaClO氧化法同样仅适用于低浓度黄药废水的处理,处理较高浓度的黄药废水时,也需采用联合工艺。

2.2Fenton氧化法Fenton氧化法主要原理是用Fe2+作为催化剂,催化过氧化氢,反应产生的羟基自由基具有很高的活性,可分解水中的有机物等,其中黄药的降解效果较好。赵永红等研究Fenton试剂处理黄药废水的影响因素时,发现pH越低,越利于反应的进行,Fe2+离子浓度在18mg/L最佳,去除率可达到96.4%。此种方法反应条件温和,但是Fenton对pH的要求使得此种处理方法对设备的耐腐蚀性要求较高,且pH越低,所需加酸量越多,成本也有一定的提高,此外,处理后的Fe2+的二次污染也有待解决。

2.3臭氧氧化法臭氧是常见氧化剂中氧化性最强的一种,易溶于水,用臭氧处理废水后不仅可以改善水的可生化性,且对各种有机物都有显著的去除效果。臭氧氧化法因作用时间短、不造成二次污染等优点逐渐被人们重视。吉鸿安等用臭氧处理黄药废水,研究表明臭氧浓度达10.5mg/L,黄药分解速度最快,处理后黄药的浓度<0.0005mg/L。欧阳魁等在处理凡口铅锌矿硫尾水时,臭氧氧化处理30min,COD去除率达到72.94%,且回水对浮选指标无影响[。臭氧以其极强的氧化性受到废水处理研究人员的广泛关注。但因条件及设备的不成熟,故目前臭氧氧化法实验研究较多,在选厂实际废水处理上应用还很少。

3混凝沉降法

混凝沉淀法是将有机高分子絮凝剂加入黄药废水中,通过吸附架桥、沉淀物网捕、压缩双电层等作用使悬浮物聚结沉降,废水中黄药因吸附作用部分去除,由此达到废水净化的作用。常用的混凝剂有铝盐类如硫酸铝、铁盐类如硫酸亚铁、以及高分子混凝剂。一般的,混凝沉淀之前都先经过一段时间的自然沉降,减少悬浮物的量,使之在混凝沉淀时减少药物用量。郑雅杰等在内蒙古某铅锌矿选矿厂用PFS-Fe-SO4复合絮凝剂处理其选矿废水,研究发现,当在废水中加入Na2S时,不仅有效去除有机物及Cu2+、Pb2+等离子,其对Cr2+的去除率有较大提高,可达到98.90%[20]。孔令强等在蒙自铅锌选矿厂,研究了几种不同混凝剂处理废水的最适pH值及最佳用量,得出最佳混凝剂为聚合硫酸铁。当聚合硫酸铁用量为40mg/L时,废水中Pb2+含量降到3.18mg/L,COD值由300.40mg/L降到172.61mg/L[21]。混凝沉降法沉降速度快,去除COD效果也比较明显,受水温等影响较小,混凝法具备工艺简单及成本低的优点,故在选矿废水处理中应用比较广泛,也因此,混凝沉淀法的应用比较成熟。

4微生物法

微生物法用于废水处理的应用很多,如活性污泥法用于废水处理已经在世界各地得到应用。我国城市污水处理厂有一半都应用此工艺。但此法在黄药选矿废水处理上的应用还不是很多。微生物法可以将水中的有机物转化为无机物,其他物化处理法一般都是在酸性条件下进行,黄药分解速度较快。而一般情况下,选矿废水的pH值都大于11,故研究碱性条件下黄药的降解对降低选厂废水处理成本有重要的意义。现在研究方向主要有厌氧型和好氧型微生物在中性或碱性条件下的培养及其在黄药废水处理上的应用。舒生辉等筛选出一株黄原酸盐降解菌,其在温度为30°C,pH为8,振荡速率为120r/min时生长最快,黄药降解率可达到98.67%。黄药废水中一般含有的重金属离子对菌株的生长不利,Brim等通过基因工程改造出抗金属毒化的菌株为微生物处理含重金属离子废水做出了很大的贡献。微生物法的优点很明显,投资成本低,处理量大,但是它也有一定的局限性,处理周期较长,水质水量的变化会明显影响处理效果。

5展望

自然降解法、炭吸附法、次氯酸钠氧化法处理低浓度黄药废水的效果十分显著,且由于其成本低廉,早已在生产中得到了广泛的应用;Fenton氧化法、臭氧氧化法较适宜处理高浓度黄药废水,但其较高的成本限制了它的生产应用范围;微生物法克服了处理成本的问题,但对浓度、水量、时间的依赖较强;混凝沉降法兼具了处理效果和经济成本的优势,工业应用最为成熟,但其废水回用的前景尚未得到证实。因此,采用联合工艺处理黄药废水,兼顾技术和成本最优的理念,不断进行技术集成和优化,这一思路具有较强的现实性和可行性。目前,国内选矿厂黄药废水的治理主要侧重于水量的回收,尾矿达到一定的浓度排放要求即可,而对于尾矿中黄药的浓度并无深入研究和重视。正因为如此,部分尾矿库一直处于闲置状态,有发生渗漏而污染水源的可能,同时由于无法种植植被,还可能会导致扬沙等一系列环境问题。因此,黄药废水的处理意义重大,除了需要国家政策的引导,同时也需要广大科研工作者深入工艺研究、加强材料与设备的开发,取各降解方法所长,得到一套经济可行的研究方案,全面实现浮选厂废水回用,是减少环境污染,节约水资源的必由之路。单一传统的处理方法的不断优化,新的处理方法不断涌现,相信全面实现废水回用这一天的到来不会太远。

作者:罗丹徐名特单位:新疆环境保护科学研究院辽宁科技大学