演示用于评价废水和尾矿的物理化学处理的高通量可处理性技术

摘要

废水处理已成为全球许多采矿和工业场所的重大财务和运营挑战。高效和可持续的用水是所有水基作业获得社会许可的基础。在采矿业中，矿石加工是用水密集的。用于矿石加工的水的回收对采矿作业至关重要，特别是在水资源稀缺的干旱气候地区(Chambers等，2003年，Wels & Robertson, 2003年)。工业过程，如颜料生产和石化炼制，也需要大量的水。与采矿业一样，这些应用程序也努力提高水的利用率。

许多废水处理厂涉及使用物理化学过程，如混凝，絮凝，澄清和过滤，以分离废物固体从液体或浆液流。物理-化学水处理过程中的一个关键步骤是通过实验来优化化学混凝剂和/或絮凝剂的添加。传统的策略是使用标准的“罐子测试”方法。罐体测试在采矿和其他行业中被用于评估混凝剂和絮凝剂的性能的例子有很多(Sabah & Cengiz 2003, Gnandi等人2005,Yang等人2010,Ebeling等人2003,Ebeling等人2005)。如果已有处理某一特定水流的先例，用混合试验就足以评价少量化学品的性能。每个单独的“罐子测试”需要相对较大的体积(1到2 L)的样品，因此限制了在合理的时间内可以对给定的水样进行测试的数量。

当处理方案没有先例时，例如对复杂的矿井水，传统的罐体测试方法不允许以经济有效的方式测试各种化学混凝剂和/或絮凝剂。为了快速有效地测试各种化学絮凝剂和/或絮凝剂，一种高通量处理技术(HTTT)被开发出来。高通量平台涉及使用小规模试验，以便使用最少数量的材料对各种工艺条件进行有效研究;它们已广泛应用于生物加工(Kostov et al. 2000, Welch et al. 2002, Bensch et al. 2007)和化学生产工业(Dar 2004, Merrington et al. 2006)。在环境领域已经进行了一些有限的工作——特别是使用活性炭去除有机污染物(Crittenden等人1991,Ying等人2006,Chang等人2007)，生物电化学系统的开发(Call & Logan 2011, Ren等人2013)，以及用于处理油砂尾矿的絮凝剂的开发(Mohler 2012)。最近，一项HTTT研究被应用于生物固体脱水(LaRue et al. 2015)。在这项工作中，开发了一种基于微板的方法，需要少于5毫升的起始材料，以评估不同絮凝剂在一定剂量范围内的性能。

本文介绍了HTTT方法的两个应用的结果和结论。hth官网案例研究A是加拿大安大略省北部某矿山尾矿回用水的可处理性筛选。在本研究中，10hth官网种混凝剂和7种絮凝剂在不同浓度和不同组合下进行了评估，以优化超细颗粒的沉降。亮点包括在不到5天的测试工作中完成的475种不同的处理条件，以及具有显著潜在运营成本节约潜力的优化化学配方。hth官网案例研究B是一个筛选各种絮凝剂的测试活动，选择性能最佳的絮凝剂，并优化颜料生产工厂石灰沉淀金属污泥的用量。本案例研究hth官网涉及在三种pH条件下筛选12种不同剂量的絮凝剂。在三天的测试工作中，结果包括200多种不同的条件。推荐了一种最佳絮凝剂用于下一阶段的中试试验。