一种MBBR耦合芬顿工艺处理铅锌选矿废水的方法与流程

一种mbbr耦合芬顿工艺处理铅锌选矿废水的方法
技术领域
1.本发明涉及一种mbbr耦合芬顿工艺处理铅锌选矿废水的方法，属于废水处理领域。


背景技术：

2.利用矿物疏水性的差异从矿浆中浮出矿物的富集过程，叫做浮游选矿法或简称为浮选。在铅锌矿的选矿过程需要消耗较多的浮选药剂和水量，精矿产品的浓缩和过滤及最终尾矿也会产生大量含有有机浮选药剂和重金属选矿废水。目前通常来说，浮选法处理1吨铅锌矿石一般需耗水4-6 m
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，从而会产生对生态环境有害的含有机污染物和重金属的废水。
3.在铅锌矿浮选过程中，为了使有用矿物得到有效分离或富集，加入一些能调节矿物可浮性或能改变矿物表面物理化学性质的化学浮选药剂，应用于浮选厂的浮选药剂主要有抑制剂、分散剂、絮凝剂、捕收剂、起泡剂和无机活化剂。这些药剂在浮选过程中会有一部分残留在选矿废水中，而另一部分则被所处理的矿物吸附带出。选矿废水中主要有害物质是重金属离子、矿石浮选时用的各种有机物；铅锌矿浮选过程中加入的有机物药剂包括直链状黄药、乙硫氮、环状的松醇油和苯胺黑药等。
4.为了减少对环境的污染，国家近年要求铅锌矿在浮选的过程中产生的浮选废水必须经过深度处理后全部循环回用到浮选过程中，实现零排放。
5.mbbr（移动床生物膜反应器）工艺是一种新型高效的污水处理生物膜反应器，它可以纯膜mbbr反应器或与活性污泥法结合在一起的泥膜混合反应器的方式进行应用，其工艺原理是将一种特殊的悬浮载体直接投加到mbbr反应器中，这种悬浮载体比重接近水、可悬浮在泥水中，投加悬浮载体的目的在于使悬浮载体成为微生物的活性载体，生长生物膜来去除污水的有机物和氨氮等污染物。mbbr反应器因其抗冲击负荷强，并可选择在低污染负荷和高污染负荷状况下运行，生长在悬浮载体上的生物膜厚度和活性可自我调节，该工艺适合于处理污染物浓度波动较大的选矿废水。
6.芬顿氧化法是在酸性条件下，双氧水在二价铁离子存在下生成强氧化能力的羟基自由基，以实现对有机物的化学氧化降解，该氧化法已经成为重要的高级氧化技术之一。芬顿工艺主要适用于含难降解有机物废水的处理，如造纸工业废水、煤化工业废水、石油化工废水、精细化工废水、发酵工业废水、垃圾渗滤液等废水。铅锌浮选废水因其在浮选过程中添加了复杂有机物，应用芬顿工艺可对难生物降解有机物进行氧化去除。


技术实现要素：

7.本发明的目的是针对现有铅锌选矿废水处理技术的不足，提供一种mbbr耦合芬顿工艺处理铅锌选矿废水的方法，可应用于铅锌选矿废水的零排放处理。
8.本发明的技术方案是：一种mbbr耦合芬顿工艺处理铅锌选矿废水的方法，其包括进水口、竖流沉淀区、
mbbr生化区、芬顿反应区、碱化区、斜管沉淀区、中间水箱、中间提升泵、多介质过滤罐、多介质过滤罐出水口、污泥储罐，其中，竖流沉淀区通过竖流沉淀区出水口与mbbr生化区相连通；mbbr生化区通过滚筒筛网出水口与芬顿反应区相连通；芬顿反应区通过过流孔与碱化区相连通；碱化区通过碱化区出水口与斜管沉淀区相连通；斜管沉淀区通过斜管沉淀出水口和斜管沉淀出水管与中间水箱相连通；中间水箱通过中间提升泵进水管、中间提升泵、中间提升泵出水管与多介质过滤罐相连通；竖流沉淀区内设置的竖流沉淀排泥口通过竖流沉淀排泥管与污泥储罐相连通；斜管沉淀区内设置的穿孔排泥管通过外排泥管、排泥控制阀门与污泥储罐相连通。
9.进一步的，所述mbbr生化区内设置有穿孔曝气管、悬浮载体和滚筒筛网。
10.进一步的，所述芬顿反应区内设置有硫酸投加口、双氧水投加口、硫酸亚铁投加口和曝气搅拌穿孔管。
11.进一步的，所述碱化区内设置有碱投加口和曝气搅拌穿孔管。
12.进一步的，所述穿孔曝气管通过供气管与鼓风机相连通。
13.进一步的，所述曝气搅拌穿孔管通过供气管与鼓风机相连通。
14.进一步的，所述斜管沉淀区内设置有斜管。
15.本发明的有益效果：1) 铅锌选矿废水经过前端竖流沉淀区可有效去除废水中大部分悬浮物（ss），减少了ss对mbbr生化区不利的影响，提高了mbbr生化区纯生物膜工艺的处理效率。
16.2) 因铅锌选矿废水中污染物主要是cod，而氨氮和总氮浓度较低，回用水也没有对硝态氮去除的要求，所以，采用本发明中的单段好氧mbbr生化区即可好氧生化去除废水的cod污染物和氨氮。
17.3) mbbr生化区取消了传统活性污泥或泥膜混合工艺中的污泥回流，减少了设备投资和能耗，它属于纯生物膜生化区；所以，mbbr生化区内悬浮生长的mlss和mbbr生化区出水中ss浓度也较低，如进入mbbr生化区的铅锌选矿废水中ss浓度为30mg/l和cod浓度为100mg/l的情况下，mbbr生化区出水中ss浓度也只在50-60mg/l之间。鉴于此， mbbr生化区出水不需要经过沉淀可直接进入芬顿反应区，在芬顿反应区与芬顿试剂进行混合反应去除难生物降解的有机污染物。
18.4) 本发明只需要在碱化区内通过投加碱将ph值调到8左右，即可通过一段斜管沉淀区达到去除污泥悬浮物和混杂金属离子的目的，达到了回调芬顿反应混合液ph值和金属离子在碱性条件下沉淀去除的双重目的。
19.5) 多介质过滤罐可进一步去除废水中的悬浮物、cod和金属离子等污染物，使其最终出水水质达到回用标准。
20.6) 本发明涉及的废水处理区可整体一体化建设或制造，节省了占地，应用灵活。
附图说明
21.图1是本发明的示意图。
22.其中：1、进水口，2、竖流沉淀区，3、竖流沉淀排泥口，4、竖流沉淀排泥管，5、污泥储罐，6、竖流沉淀区出水口，7、mbbr生化区，8、穿孔曝气管，9、悬浮载体，10、滚筒筛网，11、滚筒筛网出水口，12、芬顿反应区，13、硫酸投加口，14、双氧水投加口，15、硫酸亚铁投加口，
16、曝气搅拌穿孔管，17、过流孔，18、碱化区，19、碱投加口，20、碱化区出水口，21、供气管，22、鼓风机，23、斜管沉淀区，24、穿孔排泥管，25、外排泥管，26、排泥控制阀门，27、斜管，28、斜管沉淀出水口，29、斜管沉淀出水管，30、中间水箱，31、中间提升泵进水管，32、中间提升泵，33、中间提升泵出水管，34、多介质过滤罐，35、多介质过滤罐出水口。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
24.如图1所示。
25.一种mbbr耦合芬顿工艺处理铅锌选矿废水的方法，其包括进水口1、竖流沉淀区2、mbbr生化区7、芬顿反应区12、碱化区18、斜管沉淀区23、中间水箱30、中间提升泵32、多介质过滤罐34、多介质过滤罐出水口35、污泥储罐5，其中，竖流沉淀区2通过竖流沉淀区出水口6与mbbr生化区7相连通；mbbr生化区7通过滚筒筛网出水口11与芬顿反应区12相连通；芬顿反应区12通过过流孔17与碱化区18相连通；碱化区18通过碱化区出水口20与斜管沉淀区23相连通；斜管沉淀区23通过斜管沉淀出水口28和斜管沉淀出水管29与中间水箱30相连通；中间水箱30通过中间提升泵进水管31、中间提升泵32、中间提升泵出水管33与多介质过滤罐34相连通；竖流沉淀区2内设置的竖流沉淀排泥口3通过竖流沉淀排泥管4与污泥储罐5相连通；斜管沉淀区23内设置的穿孔排泥管24通过外排泥管25、排泥控制阀门26与污泥储罐5相连通。
26.进一步的，所述mbbr生化区7内设置有穿孔曝气管8、悬浮载体9和滚筒筛网10。
27.进一步的，所述芬顿反应区12内设置有硫酸投加口13、双氧水投加口14、硫酸亚铁投加口15和曝气搅拌穿孔管16。
28.进一步的，所述碱化区18内设置有碱投加口19和曝气搅拌穿孔管16。
29.进一步的，所述穿孔曝气管8通过供气管21与鼓风机22相连通。
30.进一步的，所述曝气搅拌穿孔管16通过供气管21与鼓风机22相连通。
31.进一步的，所述斜管沉淀区23内设置有斜管27。
32.本发明的技术方案包括以下步骤：1）待处理的废水通过进水口流入竖流沉淀区，废水中的悬浮物在竖流沉淀区内沉降，沉淀的污泥通过竖流沉淀排泥口和竖流沉淀排泥管流入污泥储罐，上部清水通过竖流沉淀区出水口流入mbbr生化区。
33.2）鼓风机通过供气管给mbbr生化区底部安装的穿孔曝气管供气，在穿孔曝气管曝气的条件下，mbbr生化区内的悬浮载体上生长生物膜，生物膜去除废水中可生物降解的有机物（cod），并通过生物膜上的硝化菌将废水中的氨氮转化成硝态氮，生化反应后的废水和脱落的部分生物膜通过滚筒筛网流到芬顿反应区，悬浮载体被滚筒筛网滞留在mbbr生化区内。
34.3）在芬顿反应区，废水中难生物降解的部分有机物在添加的硫酸、双氧水、硫酸亚铁形成的芬顿试剂的氧化作用下被进一步氧化去除，形成的泥水反应混合液流入碱化区。
35.4）将碱添加到碱化区，使得芬顿反应后的泥水偏碱性，偏碱性的泥水通过碱化区出水口流入斜管沉淀区；芬顿反应区和碱化区的搅拌混合都是通过来自鼓风机的曝气搅拌穿孔管提供的空气来实现的。
36.5）在斜管沉淀区泥水得到分离，上部清水通过斜管沉淀出水口和斜管沉淀出水管流入中间水箱，底部污泥通过斜管沉淀区内设置的穿孔排泥管、外排泥管、排泥控制阀门流入污泥储罐。
37.6）在中间水箱的废水通过中间提升泵提升至多介质过滤罐，废水在多介质过滤罐得到进一步净化后，通过多介质过滤罐出水口流出整个处理装置。
38.实例一。
39.某省某铅锌矿的选矿过程中选铅采用了添加硫氮类化合物乙硫氮、抑制剂硫酸锌、起泡剂松醇油，选锌采用了添加黄药类捕收剂丁基黄药、活化剂硫酸铜、起泡剂松醇油。需要处理的铅锌选矿废水规模为2500m
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/d，废水中的cod为93mg/l,氨氮为3.2mg/l,ss为300mg/l,要求处理后被循环利用的净水水质cod为20mg/l,氨氮为0.5mg/l,ss为20mg/l。采用本发明， 设计的芬顿反应区hrt=1h；mbbr生化区的hrt为4h,添加的悬浮载体的填充率为40%，悬浮载体材质为hdpe，比重为0.96g/cm
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,直径为25mm,高10mm,孔隙率≥90%，堆积密度≥98kg/m
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，有效比表面积≥500
㎡
/m
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；mbbr生化区采用穿孔管曝气，出水采用滚筒筛网；整套装置启动后，出水的出水cod≤16mg/l，氨氮≤0.2mg/l，ss≤10mg/l，出水水质满足零排放回用的要求。
40.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。