生物膜法處理磷礦選礦廢水

陳瀟影（貴州甕福（集團(tuán)）有限責(zé)任公司， 貴州 貴陽 550002）

生物膜法處理磷礦選礦廢水

陳瀟影（貴州甕福（集團(tuán)）有限責(zé)任公司， 貴州 貴陽 550002）

根據(jù)磷礦浮選廢水的性質(zhì)，利用生物膜法對廢水處理循環(huán)利用進(jìn)行研究，從而達(dá)到“零排放”，防止廢水對環(huán)境的污染，降低浮選藥劑的消耗，節(jié)約水資源。

廢水；生物膜；曝氣沉淀池；臭氧處理；循環(huán)利用

我國的磷礦資源極其豐富，居世界第三位，磷礦資源多屬于貧質(zhì)膠磷礦，選礦過程中不僅要求磨礦細(xì)度高，而且浮選藥耗大，廢水中溶有殘留的多種浮選藥劑和固體顆粒懸浮物，是具有穩(wěn)定性的多相分散體系，其COD、總磷及固體顆粒物等污染物嚴(yán)重超出國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。大量廢水直接排入水體之中，導(dǎo)致了附近水域的嚴(yán)重污染。

1 磷礦廢水的成分及危害

1.1 磷礦廢水的成分

磷礦廢水主要來源于選礦過程，其污染物質(zhì)主要包括以下幾種：①有機(jī)污染物磷礦廢水中含有多種殘留的有機(jī)浮選藥劑——抑制劑和捕收劑等。抑制劑主要有S711、Ssos等；捕收劑主要為脂肪酸，CCS502，皂類物質(zhì)等。②無機(jī)污染物一般包括殘留的少量有害金屬如Cu、Fe、Mn、Pb等；氟化物和硫化物以及調(diào)整劑Na2CO3和分散劑水玻璃等。③固體懸浮物磷礦在浮選過程中會(huì)產(chǎn)生大量堿性、具有一定穩(wěn)定性的多相分散系尾礦廢水，含有較高懸浮物，SS濃度可高達(dá)15000 mg/L。

1.2 磷礦廢水的危害

磷礦石的多樣性決定了磷礦廢水的復(fù)雜性。反浮選工藝是磷礦石浮選的主要工藝之一，磷礦反浮選一般是在酸性條件下進(jìn)行的，廢水的pH值通常小于7，直接排入水體會(huì)改變其pH值，抑制細(xì)菌和微生物的生長，妨礙水體自凈，由于礦山企業(yè)一般建在郊區(qū)，周邊農(nóng)田較多，經(jīng)常發(fā)生由于水污染而引發(fā)的一系列健康問題和經(jīng)濟(jì)問題。為解決這一矛盾，實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)利用，本文研究混凝沉淀+生物膜法+臭氧處理選磷廢水的可行性。對廢水進(jìn)行曝氣生物濾池的深度處理。對曝氣生物濾池的掛膜條件、污水處理效果的影響因素及其降解基質(zhì)的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究。預(yù)處理后的廢水在最佳工況條件下進(jìn)入曝氣生物濾池進(jìn)行深度處理，最后經(jīng)過臭氧進(jìn)行處理。進(jìn)一步降低出水COD，SS，P，Ga2+等有機(jī)物的含量，及時(shí)監(jiān)測廢水中各污染物的去除效果。

2 工藝介紹

根據(jù)小試和中試的實(shí)驗(yàn)情況，我們確定了采用絮凝沉淀+生化降解+臭氧氧化的方案來處理選礦廢水，此工藝主要分為三個(gè)階段：絮凝沉淀、生化降解、臭氧氧化，經(jīng)過這三個(gè)階段的處理，使得選礦廢水達(dá)到礦區(qū)用水標(biāo)準(zhǔn)，下面簡略介紹一下三個(gè)階段的基本原理

2.1 絮凝沉淀階段

絮凝沉淀階段主要是為了進(jìn)一步去除選礦廢水中固體，SS，Ca。選礦廢水在浮選區(qū)尾礦濃密機(jī)中脫除大顆粒固體后才進(jìn)入水處理系統(tǒng)，由于尾礦濃密機(jī)不能有效的脫除粒度較小的一些固體顆粒，并且在尾礦濃密機(jī)工作不正常的時(shí)候選礦廢水的固體含量會(huì)特別高，甚至達(dá)到0.8g/L，如此高的固含量進(jìn)入到生化系統(tǒng)中會(huì)對生物降解產(chǎn)生很大的影響，因此要對選礦廢水進(jìn)一步處理使得固含量降低。

2.2 生化降解階段

生化降解階段又分為兩個(gè)階段：厭氧段和好氧段。

生物填料為細(xì)菌的載體，它是一種輕而多孔的材料，有硬性填料和軟性填料兩種，厭氧段為軟性填料，好氧段為硬性填料。無論好氧菌還是厭氧菌，都要附著在填料上然后對有機(jī)物進(jìn)行分解，但水體中以及反應(yīng)器底部都有一些游離的細(xì)菌，使得整個(gè)反應(yīng)器成為一個(gè)平衡的生態(tài)系統(tǒng)。

厭氧段主要是隔絕氧氣，使得細(xì)菌生長環(huán)境有利于厭氧菌生長，厭氧菌附著在軟性填料上，厭氧菌適合的生長環(huán)境為弱酸性，將水流中的大分子物質(zhì)吸附到填料上進(jìn)行酸化水解降，一些難于分解的大分子物質(zhì)被厭氧菌分解成容易分解的小分子物質(zhì)以及水、二氧化碳等物質(zhì)，而容易分解的小分子物質(zhì)則隨著水流進(jìn)入到好氧段。

好氧段細(xì)菌主要針對容易分解的小分子物質(zhì)，將其分解為二氧化碳和水或者更小的分子。好氧段底部曝氣管為好氧菌提供充足的氧氣，填料表層為好氧菌，而填料內(nèi)部為厭氧菌，一些在厭氧段未被分解的大分子物質(zhì)被吸附到填料內(nèi)部進(jìn)行酸化水解，而分解成的小分子物質(zhì)則進(jìn)入表層，好氧菌對其進(jìn)行進(jìn)一步分解，從而形成一個(gè)微循環(huán)，使得有機(jī)物充分降解。

2.3 臭氧氧化階段

臭氧是除氟以外氧化性能最強(qiáng)的物質(zhì)，幾乎所有的物質(zhì)都可以被其氧化，臭氧氧化作為選礦廢水處理的最后一個(gè)階段，它的作用是在生化降解的基礎(chǔ)上進(jìn)一步破壞選礦廢水中有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)，使其起泡能力減弱甚至消失，從而達(dá)到回用的目的。

3 結(jié)語

通過回水水質(zhì)對磷礦反浮選工藝的影響實(shí)驗(yàn)確定影響磷礦反浮選指標(biāo)的有害物質(zhì)，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合磷礦廢水水質(zhì)，確定采用混凝沉淀，生物膜法，臭氧處理后達(dá)標(biāo)排放、并對廢水處理后回用的效果進(jìn)行評價(jià)。研究結(jié)果表明：采用混凝沉淀，生物膜法，臭氧處理磷礦浮選廢水后可以全部回用。主要的研究結(jié)論如下。

混凝沉淀，生物膜，臭氧法處理磷礦廢水，可以將廢水的COD從500～1200mg/l降至100mg/l以下，去除率達(dá)到98.68%，BOD濃度降至3.6mg/l，去除率為96.3%，出水各項(xiàng)指標(biāo)濃度均大大低于國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)驗(yàn)證明，混凝沉淀，生物膜，臭氧法處理磷礦選磷廢水是可行的。