生物膜法处理磷矿选矿废水

陈潇影（贵州瓮福（集团）有限责任公司， 贵州 贵阳 550002）

生物膜法处理磷矿选矿废水

陈潇影（贵州瓮福（集团）有限责任公司， 贵州 贵阳 550002）

根据磷矿浮选废水的性质，利用生物膜法对废水处理循环利用进行研究，从而达到“零排放”，防止废水对环境的污染，降低浮选药剂的消耗，节约水资源。

废水；生物膜；曝气沉淀池；臭氧处理；循环利用

我国的磷矿资源极其丰富，居世界第三位，磷矿资源多属于贫质胶磷矿，选矿过程中不仅要求磨矿细度高，而且浮选药耗大，废水中溶有残留的多种浮选药剂和固体颗粒悬浮物，是具有稳定性的多相分散体系，其COD、总磷及固体颗粒物等污染物严重超出国家规定的排放标准。大量废水直接排入水体之中，导致了附近水域的严重污染。

1 磷矿废水的成分及危害

1.1 磷矿废水的成分

磷矿废水主要来源于选矿过程，其污染物质主要包括以下几种：①有机污染物磷矿废水中含有多种残留的有机浮选药剂——抑制剂和捕收剂等。抑制剂主要有S711、Ssos等；捕收剂主要为脂肪酸，CCS502，皂类物质等。②无机污染物一般包括残留的少量有害金属如Cu、Fe、Mn、Pb等；氟化物和硫化物以及调整剂Na2CO3和分散剂水玻璃等。③固体悬浮物磷矿在浮选过程中会产生大量碱性、具有一定稳定性的多相分散系尾矿废水，含有较高悬浮物，SS浓度可高达15000 mg/L。

1.2 磷矿废水的危害

磷矿石的多样性决定了磷矿废水的复杂性。反浮选工艺是磷矿石浮选的主要工艺之一，磷矿反浮选一般是在酸性条件下进行的，废水的pH值通常小于7，直接排入水体会改变其pH值，抑制细菌和微生物的生长，妨碍水体自净，由于矿山企业一般建在郊区，周边农田较多，经常发生由于水污染而引发的一系列健康问题和经济问题。为解决这一矛盾，实现废水的循环利用，本文研究混凝沉淀+生物膜法+臭氧处理选磷废水的可行性。对废水进行曝气生物滤池的深度处理。对曝气生物滤池的挂膜条件、污水处理效果的影响因素及其降解基质的动力学模型进行了比较系统的研究。预处理后的废水在最佳工况条件下进入曝气生物滤池进行深度处理，最后经过臭氧进行处理。进一步降低出水COD，SS，P，Ga2+等有机物的含量，及时监测废水中各污染物的去除效果。

2 工艺介绍

根据小试和中试的实验情况，我们确定了采用絮凝沉淀+生化降解+臭氧氧化的方案来处理选矿废水，此工艺主要分为三个阶段：絮凝沉淀、生化降解、臭氧氧化，经过这三个阶段的处理，使得选矿废水达到矿区用水标准，下面简略介绍一下三个阶段的基本原理

2.1 絮凝沉淀阶段

絮凝沉淀阶段主要是为了进一步去除选矿废水中固体，SS，Ca。选矿废水在浮选区尾矿浓密机中脱除大颗粒固体后才进入水处理系统，由于尾矿浓密机不能有效的脱除粒度较小的一些固体颗粒，并且在尾矿浓密机工作不正常的时候选矿废水的固体含量会特别高，甚至达到0.8g/L，如此高的固含量进入到生化系统中会对生物降解产生很大的影响，因此要对选矿废水进一步处理使得固含量降低。

2.2 生化降解阶段

生化降解阶段又分为两个阶段：厌氧段和好氧段。

生物填料为细菌的载体，它是一种轻而多孔的材料，有硬性填料和软性填料两种，厌氧段为软性填料，好氧段为硬性填料。无论好氧菌还是厌氧菌，都要附着在填料上然后对有机物进行分解，但水体中以及反应器底部都有一些游离的细菌，使得整个反应器成为一个平衡的生态系统。

厌氧段主要是隔绝氧气，使得细菌生长环境有利于厌氧菌生长，厌氧菌附着在软性填料上，厌氧菌适合的生长环境为弱酸性，将水流中的大分子物质吸附到填料上进行酸化水解降，一些难于分解的大分子物质被厌氧菌分解成容易分解的小分子物质以及水、二氧化碳等物质，而容易分解的小分子物质则随着水流进入到好氧段。

好氧段细菌主要针对容易分解的小分子物质，将其分解为二氧化碳和水或者更小的分子。好氧段底部曝气管为好氧菌提供充足的氧气，填料表层为好氧菌，而填料内部为厌氧菌，一些在厌氧段未被分解的大分子物质被吸附到填料内部进行酸化水解，而分解成的小分子物质则进入表层，好氧菌对其进行进一步分解，从而形成一个微循环，使得有机物充分降解。

2.3 臭氧氧化阶段

臭氧是除氟以外氧化性能最强的物质，几乎所有的物质都可以被其氧化，臭氧氧化作为选矿废水处理的最后一个阶段，它的作用是在生化降解的基础上进一步破坏选矿废水中有机物的分子结构，使其起泡能力减弱甚至消失，从而达到回用的目的。

3 结语

通过回水水质对磷矿反浮选工艺的影响实验确定影响磷矿反浮选指标的有害物质，并在此基础上结合磷矿废水水质，确定采用混凝沉淀，生物膜法，臭氧处理后达标排放、并对废水处理后回用的效果进行评价。研究结果表明：采用混凝沉淀，生物膜法，臭氧处理磷矿浮选废水后可以全部回用。主要的研究结论如下。

混凝沉淀，生物膜，臭氧法处理磷矿废水，可以将废水的COD从500～1200mg/l降至100mg/l以下，去除率达到98.68%，BOD浓度降至3.6mg/l，去除率为96.3%，出水各项指标浓度均大大低于国家规定的排放标准。

实验证明，混凝沉淀，生物膜，臭氧法处理磷矿选磷废水是可行的。