在有色金属矿山选矿、开采和矿区修复等环节，不可避免地会产生废水。而废水在未经处理的情况下直接排放到自然流域中，会造成严重的水生态污染。
2004年公司在放水窿口建有一套废水处理设施，由于处理能力不足，目前该处理设施处于停用状态。2013年公司对放水窿废水处理设施进行了改造，增加了两个沉淀池、两个污泥干化池以及一套加药装置，提高了一定的废水处理能力，但是该套系统设计存在一定的缺陷，主要包括:(1)沉淀池进、出水及配水方式不合理;(2)池型结构不合理;(3)加药方式不合理，无法随废水量的变化自动调整加药量;(4)排泥方式不合理，不能自动排泥，污泥无法及时排除。这些缺陷导致沉淀池沉淀效率低，外排废水浑浊，无法满足达标排放的要求，对下游水体环境造成一定的影响。
由于矿井不断往深部开拓，废水量也逐年增加到现在的1000m3/h，现有处理设施已无法满足废水稳定达标排放的要求。为响应国家“绿水青山就是金山银山”的发展理念，以及监管部门对企业节能减排的要求，同时考虑企业的实际情况，拟在现有处理设施的基础上进行改造，提高沉淀池的沉淀效率，并改进排泥方式，提高自动化水平，使废水达标排放。
本项目先通过现场取样，在试验室进行小型试验研究，确定佳的工艺及参数。然后进行现场验证试验，验证工艺的可靠性、药剂种类和使用量的合理性以及放水窿出口的排水沟作为混凝反应装置的可行性。后以试验数据为依据，进行废水处理工程改造方案设计和工程实施，从而切实为企业解决外排废水引起的环境污染问题。
1、试验
1.1 废水的性质
井下废水的水质主要与矿围岩(顶板、底板)岩石成分与组成有关。该钨矿井下废水呈黄色，水质检查结果见表1。
从表1可以看出，废水中除悬浮物不能满足《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中第二类污染物高允许排放浓度一级标准要求外，其余项目均达标。因此，悬浮物是该废水的主要处理对象。
1.2 试验药剂及仪器
试验所需的主要药剂及仪器见表2。
1.3 试验方案
试验的目的是通过试验研究，了解废水的性质，找出佳的废水处理工艺及工艺参数，为工程设计提供设计依据。
首先对井下废水进行自然沉降试验，分析废水中悬浮物的沉降性能;然后向废水中分别加入不同种类和不同用量的混凝剂，优选出佳的药剂种类和加药量;再对优选出的药剂和加药量进行综合试验;后，进行现场验证试验，验证药剂种类和使用量的合理性以及利用现有60m的排水沟作为絮凝反应装置的可行性，试验工艺流程如图1所示。
通过观察混凝过程中矾花的形成过程及沉降速度来评价混凝效果，矾花形成速度快且沉降速度快说明混凝效果好。污染因子COD用****滴定法测定，悬浮物用重量法测定(GB11901—891)，重金属用原子吸收分光光度法测定，pH用玻璃电极法测定，污泥含水率用重量法测定。
2、试验结果分析与讨论
2.1 自然沉降结果
取1000mL废水置于量筒中，观察废水中悬浮物在24h内的自然沉降规律，每间隔一小时观察悬浮物的沉降性能。通过试验发现，废水通过自然沉淀时，沉淀效果差。废水中的悬浮物主要以胶体的形式存在于废水中，由于布朗运动的作用以及胶体的荷电特性，使细小的悬浮物能够长时间稳定的存在于废水中。需通过加入药剂，改变胶体的荷电特性，使胶体脱稳、凝聚，悬浮物加速沉淀，从而实现废水达标排放。
2.2 药剂种类对比
比较了多种混凝剂和絮凝剂的不同组合对废水中悬浮物的去除效果，通过观察试验现象和检测数据选择佳的药剂组合。先向烧杯中加入一定量的井下废水，然后先后加入不同的混凝剂和絮凝剂，搅拌后静置20min，观察混凝沉淀的效果，取上清液检测悬浮物含量，对比试验数据结果如表3所示。
从表3数据中可知，用PFS和PAM处理的效果不理想，单独使用药剂PAC的效果也不理想，药剂PAC、PAM和PFS联合使用与药剂PAC、PAM联合使用的效果都比较好。考虑到节省成本和操作的便利性，试验采用PAC与PAM联用是佳的组合。
该钨矿井下废水中含有微细的悬浮颗粒物，形成一个分布均匀相对稳定的胶体分散系。胶体之所以稳定，是因为分散微粒细小，布朗运动产生的扩散作用与其自身重力达到一种平衡。同时这种平衡相对于外系统而言，又是一种脆弱的平衡，因为胶体是一个多相分散系，拥有广阔的相间界面和巨大的自由能，其微细粒子趋向于相互结合为粗粒聚集体，因而这种稳定胶体是可以破坏的胶体，这为胶体脱稳提供了理论依据。处理该钨矿废水首先考虑通过加混凝剂，使废水中的悬浮物从稳态中解脱，促使微细颗粒趋向于结合为粗颗粒聚合体，再加入絮凝剂加速粗颗粒聚合体的形成和沉降。
2.3 药剂投加量
采用PAC与PAM药剂组合，改变两种药剂的投加量，通过观察混凝沉淀的现象，分析污泥性能及上清液悬浮物含量，优选佳的药剂用量，试验数据如表4所示。
从表4中数据可知，3组试验的上清液悬浮物含量相差不大，且沉淀效果都较好。随着PAC的药剂量加大污泥体积也随之增大，且污泥含水率也增加，综合考虑药剂成本和处理效果，PAC和PAM的佳投药量分别是40mg/L和0.4mg/L。
