混凝沉淀法在某钨矿废水处理中的应用

曹颖倩

（西南大学资源环境学院 重庆 400716）

混凝沉淀法在某钨矿废水处理中的应用

曹颖倩

（西南大学资源环境学院 重庆 400716）

本文通过添加硫酸与氯化钙前处理后，再分别添加聚合氯化铝(PAC)，聚合氯化铁（PFC），通过混凝沉淀处理钨矿废水。其中1%的PAC的处理效果比PFC好，实验进一步表明：1%的PAC药剂在pH为7.35，投加量为200mg/L时，处理该钨矿废水浊度去除率可达到80%以上，COD去除率可达到76%以上，处理该废水较为合理。

混凝沉淀；钨矿废水；废水指标

近年来，我国采矿业快速发展，在矿山排出的废水排放量大[1]，而且这些废水含有大量的有毒重金属、悬浮物、选矿药剂以及放射性类物质[2]，处理矿山废水依然存在很大的困难。矿业的废水主要分为酸性废水与碱性废水[3-4]，大多数矿山废水未经任何达标处理就任意排放，导致矿山周围的空气、土壤、水体都受到污染，危害环境及人体健康，这些废水的处理问题也备受关注。目前，对金属矿山的废水的研究以铅锌矿和铜矿多，而对钨矿废水情况研究甚少。

本文采用混凝沉淀法处理某钨矿废水，通过硫酸与氯化钙前处理后再分别添加聚合氯化铝(PAC)和聚合氯化铁（PFC），利用混凝沉淀处理某钨矿废水，确定最佳混凝剂，进而通过实验确定最佳的工艺参数，为该类废水处理的工程实施提供依据。

1 实验部分

1.1 废水水质

试验的钨矿废水水质如表1所示。

表1 废水水质监测数据表

1.2 仪器及试剂

采用的主要仪器有岛津 UV2450分光光度仪，Lovibond ET125SC型COD快速测定仪等。

采用的主要试剂有聚合氯化铝 (PAC工业级)，使用时配成1%的水溶液；聚合氯化铁（PFC工业级），使用时配成1%的水溶液；硫酸(AS，分析纯)，使用时配成10%的水溶液；氯化钙(CaCl2工业纯)，使用时配成5%的水溶液。

2 结果与讨论

2.1 混凝实验

在6个100mL的量筒中分别加入100mL原污水，用10%的硫酸调节pH至7.35，然后添加1500mg/L的CaCL；2min后向量筒中分别加入相同体积量的1%聚合氯化铝和1%聚合氯化铁，其中每两个量筒加一种混凝剂做平行试验；然后盖住量筒口以固定的手势上下均匀摇晃量筒，达到混凝剂充分均匀分布于废水中。然后静置1h，取上清液，分别测COD的含量和浊度；最后测量污泥层的高度。

2.1.1 静沉试验

分别取100ml水样放于7个容积为100mL的量筒中，进行自由沉降试验，分别在沉淀0min、10min、20min、30min、40min、50min和60min后进行取样分析。

图1 SS质量自由沉降图图 2 硫酸用量对废水浊度的影响

由图1表明该废水自由沉降60min时，沉降物几乎达到最大，仅为原水悬浮物的13.5%左右，随着沉淀时间的延长，沉淀效果无明显增加，废水中仅有少部分能自由沉降，大部分难以自由沉降。

2.1.2 硫酸对废水的前处理效果

该废水碱性强，经少量硫酸处理，废水浊度变化显著，图2为浊度随着硫酸用量变化图。可知该废水浊度随着硫酸的用量增加而减少，硫酸用量为1100mg/L时，浊度下降为699.564mg/L。硫酸用量增大时，浊度的变化不显著。但只采用硫酸处理该废水浊度不能达到国家排放标准，还需要添加净水药剂。

2.1.3 氯化钙对废水的前处理效果

目前，大多钨矿废水的前处理都使用Ca(OH)2，因为Ca(OH)2溶于水中，Ca2+激活矿物表面的SiO2，形成Ca2+络合物，沉淀下来，但是Ca(OH)2的水解也会提供OH-，破坏酸碱平衡，使得水质中的pH升高。因此，Ca(OH)2不能单独用于钨矿废水的前处理。CaCl2的水解能激发SiO2的表面基团，形成Ca2+络合物，进而可以吸附于其他物质。同时，不会破坏酸碱平衡。

由于该废水的悬浮物表面含有硅酸盐等稳定态物质，因此可以先加入CaCl2活化悬浮物，再加入混凝剂，以获得更显著处理效果。如图3所示，当添加CaCl2后，废水的浊度以及pH随着其用量的增加而下降。当pH约为9时，浊度超过106.59NTU，这与H2SO4的处理效果相当。因为即使Ca2+结合SiO2带正电的络合物，这样同种电荷之间以排斥为主，因此，硅酸盐矿物在水中还是处于悬浮状态，废水的浊度变化不大。

图3 CaCl2用量对费用浊度和pH的影响

图4 2种混凝剂对浊度去除率的影响

2.2 混凝剂选择实验

通过H2SO4与CaCl2调节后，废水的处理效果依然没能达到相关的处理标准，因此还需要添加净水剂来净化。图4所示，PFC和PAC的浊度去除率约为80%，而PAC的去除效果较PFC好。由图5可知，当2种混凝剂投加量增大时，PAC的COD去除效果比PFC好，可达到76%。

由图6可知，污泥层高度随着PAC与PFC的投加量的增加呈下降趋势。在投加量为200mg/L时，经过PAC处理的泥层高度为56mL，而经过PFC处理过的泥层为60mL,并且污泥层簇团大，蓬松，在排出上清液时会随上清液一起排出，影响上清液处理效果。因此，相比下PAC的处理效果更佳。