[发明专利]臭氧耦合紫外辐照处理有色金属选矿废水装置及方法

说明书

本发明提供一种臭氧耦合紫外辐照处理有色金属选矿废水装置及方法，属于选矿废水处理及回用技术领域。该装置包括臭氧/紫外联合反应器、纳微米气泡发生器、臭氧发生器和循环水泵，其中，臭氧/紫外联合反应器包括箱体、真空紫外灯、刮板、进水口和出水口，通过混凝沉淀、臭氧/紫外联合降解及活性炭吸附工艺，深度脱除有色金属选矿废水中的SS、重金属、COD、硫化物和氨氮，处理水可回用于选矿流程或达标排放。本发明有机选矿药剂降解效率高，硫化物和氨氮等污染物去除效果明显，无需额外投加颗粒催化剂或强氧化剂，降低了运行成本，实用性强。

技术领域

本发明涉及选矿废水处理及回用技术领域，特别是指一种臭氧耦合紫外辐照处理有色金属选矿废水装置及方法。

背景技术

有色金属矿浮选耗水量大，每浮选1吨矿石需要消耗6～8吨水，我国每年排放的有色金属选矿废水量达12～14亿吨，是有色金属行业的第一大废水来源。有色金属选矿废水一般碱度高，含有重金属、矿泥及大量有机选矿药剂，如黄药、乙硫氮、乙硫氨酯、黑药、二号油及有机抑制剂，成分复杂，毒性较高，不达标排放会造成严重环境污染，因此，有色金属选矿废水的处理与回用对有色矿山可持续发展具有重要意义。

有色金属选矿废水中矿泥和重金属去除相对容易，技术成熟，但是，对于大量有机选矿药剂的高效净化遇到诸多技术问题，处理工艺复杂、成本高昂，部分处理技术可能引起二次污染。CN104016525A公布了一种紫外-芬顿氧化处理金属矿山选矿废水的方法，为满足芬顿氧化的酸性介质需求，需加酸将碱性选矿废水的pH值降到3～6，加酸调整pH值会增加酸的消耗量，且由于浓硫酸、浓盐酸等属于危化品，矿山企业在运输、储存和使用过程中存在很大的安全隐患；此外，黄药等含巯基的捕收剂遇酸易分解，会释放出CS₂等有毒、强挥发性污染物，引起二次污染。微生物氧化法可降解黄药等有机选矿药剂，但国内外有学者报道如苯胺黑药、乙硫氨酯等难降解选矿药剂对微生物活性有抑制作用，部分微生物需专门驯化后，才能适当选矿废水的水质环境，导致微生物氧化法应用受到限制。CN107827221A公布了一种处理选矿废水中难降解捕收剂乙硫氨酯的方法，使用铁盐或亚铁盐为催化剂，过硫酸钠等过硫酸盐为氧化剂，于酸性介质中氧化乙硫氨酯，为了维持乙硫氨酯的降解效率，需维持较高的过硫酸盐浓度，达120mg/L～240mg/L，处理后显著增加出水硫酸根含量，返回浮选流程后易于矿浆中形成硫酸钙沉淀，影响矿浆输送和浮选过程。

臭氧氧化法能有效去除多种有机选矿药剂，呈碱性的选矿废水水质能强化臭氧分解，生成更多羟基自由基，降解后出水pH值也会降低；臭氧可现场制备，无运输和存储氧化剂的安全隐患。但是，臭氧在水中溶解度低，单一臭氧氧化有机药剂降解效率低，臭氧投加量大。CN109896611A、CN105174527A均公布了以颗粒金属氧化物为催化剂的异相催化臭氧氧化方法，提高有机选矿药剂的降解效率，但颗粒催化剂回收困难，易随出水流失，催化剂含铜、锌等重金属，溶出会导致重金属的二次污染。CN110526447A公布采用臭氧接触氧化池氧化有机选矿药剂，臭氧投加量大，因臭氧难溶解于水，导致大量臭氧逸出，不仅浪费了臭氧，也导致二次污染。

因此，针对有色金属选矿废水中残留有机选矿药剂种类多，降解效率低等问题，急需寻求一种经济合理、高效实用的废水处理方法，提高选矿废水的回用率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种臭氧耦合紫外辐照处理有色金属选矿废水装置及方法，采用臭氧/紫外联合降解技术强化有机选矿药剂降解。

该装置包括臭氧/紫外联合反应器、纳微米气泡发生器、臭氧发生器和循环水泵，其中，臭氧/紫外联合反应器包括箱体、真空紫外灯、刮板、进水口和出水口，臭氧/紫外联合反应器与纳微米气泡发生器之间形成循环，臭氧/紫外联合反应器与纳微米气泡发生器之间设置循环水泵，纳微气泡发生器与臭氧发生器相连，臭氧/紫外联合反应器箱体内部设置真空紫外灯，箱体顶端设置刮板，箱体下端设置进水口，箱体上部侧面设置出水口。