铜冶炼厂污水治理技术及建议.pdf

2 O 0 3 年 第 2 9卷第 1 1期 N Hr Ib e r 2 0 0 3 工 业安全 与环 保 I n d u s t r i a l S a f e t y a n d E n v i r o n m e n t a l P r o t e c ti o n l 3 铜 冶 炼 厂 污 水 治 理 技 术 及 建 议 王 湖坤 大冶有色金属公司设计研究院湖北黄石 4 3 5 0 0 5 摘要阐述 了用 石灰 中和法 工艺治理 铜冶 炼 厂所产生 的含 有重 金属离 子的 酸性废 水技术 ． 并针 对 该工 艺 流程 中清 水 池 沉积 23 m深细 泥 、 污 泥压滤 能力 不够 、 污 泥作为 垃圾处 理 易造 成 二次 污 染问 题 ， 提 出清 除 污泥 ， 稳 定 化／ 固化 污 泥 中的 重金 属离 子 ， 综 合利 用污 泥 ， 重新 改造设 备等措 施 。 关键 词污水污 泥重 金属离 子二 次污 染治 理 T e dmi q u e s a n d S u g g e s t i o n s f o r W a s t e W a t e r Tr e a t m m t i n Co p p e r S m e l t e r s Wa n g Hu k un ＆ R e s e a n i n a ／ t u t e ／ a y e N o nf e r r o g s Me t a h C o m p a n y强Ⅻ ， H u b e ／ 4 3 5 0 0 5 Ab s t r a c t A t e c h n i q u e f o rt r e a tin g a c i d w日 s l e wa te wi th h e a v y me t a l i o n p r o d u c e d i n c o p pe r s me l t e r b y l i me n e u t r a l i z a t i o n p mc e s s i 8 d e- s c r e d i nt h i sp a p e r ． Th e r e e x i s t p r u b l e ms ， s u c h a s ， 2 t o3me t e r sd 单 山 fi n emu d i n c l a r ific a tio nwa t e t a n k d u ri n gt h ep n x s i n g， n o t e ． D O U g hfi l t e r p r e s sd d i r mu d a n dt h e s e n d a r y p o l l u t i o n e a s i l y c a u s e d b yt h e d i r t ymu dt r e a t e d a s学r b a 伊 ． S o me g 目 B 击msⅢep u tf o r wa r d t ol l l T s o v e d i 】 mu d． s t a b i l e／s o b e r l y h e a v y me t a li o n i n d i 】 mu d． u t i l i z e c o mp h e m i v dy d i r ty mu d a 8we l l a sI 曲 曲 t e q u i pv m mt ． K毋啊O f ds w wa l e d i r t y mu d h e a v y me t a l i o n s e c 0 n d a r y p dl u o n t r e v l n n t 大 冶有色金 属公 司冶炼厂 前身大冶冶炼 厂 始建 于 1 9 5 6年， 1 9 6 0年 4月建成投产， 投产时只生产单一粗铜产品， 年产粗铜 2 ． 5万 t 。经过 柏 多年的不断改建和扩建 ， 先后新 建成硫酸 、 磷肥、 铜 电解 、 余热发电、 金银 、 综合 、 制氧等车间， 产 品品种 和产 量都 大 幅增 长 。现 已形 成 年产 粗铜 l 4万 t ， 阴 极铜 l 6万 t ， 硫酸 3 8万 t ， 磷肥 2 5万 t 的生产 规模， 还 有黄 金 、 白银、 硫酸铜 、 海绵钯、 粗硒粉 、 硫酸锌 、 铅铋合金、 氟硅酸 钠等 l O几个产品。但是 ， 冶化生产过程中的污水排放量也 随之大幅增加 。特别是 2 0世纪 7 O年代 以前建成的备料 、 反 射炉、 转炉等车间 ， 工艺较落后 ， 设备 已老化 ， 加之 当时对环 境保护缺乏足够 的认识 ， 未建 污水治理 工程 ， 只是对 主要生 产部位进行了外排废水的治理 ， 虽取得了一定的效果， 但处 理后水质波动较大， p H值合格率仅为 9 2 ％， 某些重金属离子 浓度超过排放标准 ， 污染周边环境 ， 影响工农关系。1 9 8 9年 ， 公司投 资 8 0 0万元 ， 建成 占地 面积 l 3 7 7 2 、日处理 能力 2 4 0 0 0 m 3 的大塘污水治理工程 ， 1 9 9 0年投入正常生产运行。 该工程污水处理工艺流程采用一级处理 ， 污水经 处理后 ， 达 到了生产用水标准 ， 从而彻底根治了冶化生产污水长期外排 造成的环境污染等 问题 。经过 l 2年 的运行 ， 随着 冶化 生产 规模化， 污水处理量增加 ， 原工艺流程中出现清水池积泥 ， 压 滤能力不够 ， 污泥量剧增等问题 ， 急需解决。笔者针对这些 问题 ， 提出清除清水池中的细泥， 更新改造设备 ， 综合利用污 泥等 措施 。 1生产 工艺概 况 大冶有色金属公司冶炼厂是 以铜精矿为原料， 引进加拿 大诺兰达炉冶炼技术并 以原有反射炉辅助处理诺 兰达炉渣 的 铜冶 炼厂 ， 工 艺 生 产的 主要 流程 见 图 1 。 进口铜精矿 自产铜精矿 国内地方铜精矿 硫 酸 标 准 I 铜 电解 l 磷 肥 金银钯硒铂 精矿碲 精矿 图 1铜 生产工 艺漉 程 2 污水 概 况 2 ． 1污水的分类 按污水的成分大致可分为酸性污水 、 含重金属离子污水 及厂区生活污水 3大类 ， 按其来源则可分为以下 6种 1 设备冷却水 转炉、 反射炉 、 干燥窑等的冷却水 。其 特点是温度高 ， 并含有钙镁等悬浮物。 2 含重金属污水 烟道喷雾和水淬渣池等的废水。 荤 维普资讯 1 4 3 含氟污水 湍动塔洗涤溢流水 、 磷肥车间地面冲洗水 3 ． 1 污水处理试验[ 1 】 等。 污水处理试验 大冶地区石灰资源丰富 ， 而且质量高价 4 含硫酸污水 硫酸排管冷却和酸槽检修冲洗 、 污酸处 理站等废水。 5 铜电解车 间、 金银 车间和综合车 间湿 法设 备的跑 、 冒、 滴 、 漏及其地面冲洗水 。 6 厂区生活污水 食 堂 、 澡堂和卫生 间等 处排 出的污 水 。 冶炼厂厂区地形为中间高 ， 东西两侧低。在未建立大塘 污水治理工程前 ， 污水分别经由东 、 西两侧汇总排 出。在建 立大塘污水治理工程后 ， 西部排 出口堵死， 厂 区污水集 中排 入东侧的大塘进行处理。 2 ． 2污水量及水质 1 9 8 9年测 定流 入 大塘 的水量 为 6 7 7 ． 4 1 m 3 ／ h 年 平均 值 ， 2 0 0 O年测定流入大塘的水量为 9 8 0 m 3 ／ h 年平均值 ， 污 水成分见表 1 。 3治理 工艺 流 程 表 1进大 塘 的污水 成分啊．／ L 格低 ， 用 中和沉淀法处理含有重金属离子的酸性废水， 石灰 是理想的中和剂。试验证明 用石灰中和沉淀法处理冶化污 水的效果很好 ， 处理后水质清亮 ， 含重金属微少， 完全能满足 工业用水的要求。中和试验 前污水成分见表 2 。试验 条件 和结 果见 表 3 。 表 2 中和试 验莆 污水 成分哪r／ L F As Ql P b cd zn n H 含量 2 ． 8 8 0． 6 6 1 ． 8 0 0 ． 6 0 0 ． 0 1 7 0． 6 0 6 ． 8 8 表 3 中和试 验条件 及结果 3 ． 2 污水处理工艺流程【 1 ． 2 J 根据 试验 结 果 ， 采 用 预 沉一 中和一 澄 清一 过 滤2段加 药的工艺流程 见图 2 。具体做法是 于 2个 污水入 口处加 入石灰乳， 对污水进行预 中和。根据操作室 p H仪表 的数值 控制石灰乳 的加入量 ， 使 p H值保持在 81 0之间。预 中和 后污水流入 1 。 吸水池经 一级立式不锈钢泵送 至中和调节 池 ， 在该池中沉淀下来 的污泥经移动式吸泥机抽出并送 到浓 泥 池 ， 再 经泥 浆 泵送 去压 滤 。 中和调节 池的 上清 液流 入 二次 吸水池后用 2 。 泵送 入澄清池。在中和调节池 中， 水的浑浊 度由 5 O O一1 0 0 0 m L降到 5 01 0 0Ⅱ L o未被沉淀下来的 悬浮物主要是微细泥粒和胶状物 。它们进入澄清池再进行 二次加药 加入碱式氯化铝 、 硫酸亚铁、 聚铁等 处理后， 浑浊 度降低到 2 0 u L以下。这种低浊度的水 再经过滤池过滤 使其浑浊度进一步降到 5 mg ／ L以下后流入清水池 ， 并在清 水池用 3 ． 泵送到生产水池而进入生产系统循环使用。 4治 理 效果 及评 价 1 采用石灰中和法治理大冶有色金属公司冶炼厂的冶 化生产污水 ， 整个污水处理过程为封闭循环过程 ， 具有工艺 简单 ， 易于操作控制 ， 设备简单 ， 石灰货源充足， 价格便宜 ， 投 资省等特点。处理 后的排水 ， 符合 G B 8 9 7 81 9 9 6有色金 属 冶炼及加工行业一级企业排放标准 ， 使冶炼厂投产以后一直 存在 的废水污染问题得到彻底的解决 ， 环境效益显著。污水 处理后的水质成分见表 4 。 2 污水处理后 ， 回收至厂区山上生产水池作为生 产用 水 ， 设计回收率可达 8 o ％， 每年可回收水量约 5 ． 2 71 a 6 t ， 节 省水费价值约 3 0 0万元 按 目前市场单价计算 ， 减少排污费 3 o一4 o万 元 。 再 利 用 外 运填 埋 图 2污水 治理工 艺流程 维普资讯 2 O 0 3年 第 2 9卷第 l 1 期 N∞ran b e r 2 0 Q 3 工业 安全 与环保 I n d u s t r i a l S a f e t y a n d E n v i r o n n t a l P r o t e c t i o n l 5 移 动 床 生 物 膜 反 应 器 充 氧 能 力 的试 验 研 究 曹 占平 张景 丽 武汉安全环保研究院武汉 4 3 0 0 8 1 天津市城市建设学院天津 3 0 0 3 8 4 摘要对移动床生物膜反应器的充氧能力进行了试验研究 ， 结果表明 反应器充氧能力在添加填料 比无填料时大 ； 在 悬浮载体能够均匀流化的填充率范围内， 反应器充氧能力随着填充率的增大而增大 ； 当填充率大于可以均匀流化的最大填 充率时 ， 反 应器 的充氧 能力 略有下 降 。 关键词移动 床生物 膜工艺 MB B R 悬浮 载体反应 器充 氧能力 b r i 【 l l 咖枷Re s e a r d s蚰Ox y g e n Tr a n s f e r Al a l i t y 0 fM o v i n g Be d Bi o m m Re a c t o r C a o Ⅲlp i l l g W u h a n跏＆E m ／ r o n n a v t a ／ 眦妇 I R e s ma I n a ／ a a e W u h a n 4 3 0 0 8 1 Z h a n g J in g l i T u m l ／ n U d x m ， l s I 幽 I T k m j ／ n 3 o o 3 8 4 Ab s t r a c t e x p e fi mm t a l r e s e a r c h e s a r e c o n d u c t e d o n t h e c 0 t y g e r , t r a l r a b i l i t y 0 f a Ⅻ l’ ，i l l g b e d b i di l m r e a c t o r ． r e s u l t s fl h o wt h e c 0 ty g e n 恤m如a b ili ty 0 ft h e r e i s s a o n g e r wI l e I l i t i s a d d e d th e s u s p e n d e d c a r r ie r s ；w i thi n t h e r a n g e 0 f 叩 一c a r l J e l “ fl o n g f r e e l y a n d u n i f o r ml y．t h e y 恤m如a b n ty o ft h e r e 咖i si n c r e a s i n gwi th t h ei n c r e a s e 0 ft h efill n gp e r o m t a e；a n d t h eo x y g e n a b i l i t y r e d u c e s a l i t t l e wIl ∞th e p e r o m t a ei s b i g g t h a n t h e b i g g e s tfi l l i n g p e r o m t a e ． Ke y mml s mo v i n gb e d b i o f d m r e pa i r MB B R 嘎日 e d B c l 口o x y g e nh ml a b i l i 移动床生物膜法 又称悬浮填 料移动床工艺， 是在 2 0世 纪 9 o年代中期开发和应用的。它吸收了传统的流化床和生 表 4污水处 理后 的水质 成分 m g ／ L 5建 议 1 大塘清水池长 宽 高 为 1 1 0 m3 5 m5 m， 总容 积为 1 9 2 5 O m 3 ， 经过 l 2年 的运行 ， 现 已沉积 2 3 m深的细 泥 ， 折算容积约 7 7 0 01 1 5 5 0 m 3 ， 泥重约 1 5 0 0 0 t ， 使清水池 的储水能力下降 ， 大量清水外排 ， 造成水资源浪费。据统计， 目 前 大塘 处理 污 水 2 3 5 2 0 t ／ d ， 大塘 回水 系 统每 天 供 水 1 4 4 3 7 t ， 回收率约为 6 0 ％。因原清水池设计未考虑隔槽 ， 致 使在不影响生产 、 不增加水池 场地所 限 的情况下， 清除清 水池中的细泥成为棘手的问题。建议在不搅浑清水池的前 提下 ， 用泵将大塘细泥吸上 ， 依靠泵的高压将泥浆 打入旋流 器 ， 泥浆经水力旋流器浓缩 ， 浓缩后的细泥由底流 口排出 ， 单 独排放处理或与原流程排放的污泥混合后处理 ， 水力旋流器 溢流返回加速澄清池 ， 加入原流程循环。 2 大塘污水治理工程原先处理污水量为 1 6 2 5 7 t ／ d ， 现 在处理量为 2 3 5 2 0 t ／ d 。冶炼厂诺兰达炉 、 制氧 、 硫酸 4系改 造等工程建成投产 ， 生产用水量大大增加 。建议将回水泵站 3台 2 7 0 m 3 ／ h的泵改成 2台 7 5 0 m 3 ／ h 其中 l台备用 加上 l 台 2 7 0 r n 3 ／ h的泵， 生产使用的回水由原来 8 1 0 m 3 ／ h增 加 到 1 O2 O m3 ／h ，每年可多 回收水 量约 1 ． 8 4l 0 6 t ， 节省水 费约 1 0 0万元 按 目前市场单价计算 。 3 随着大塘污水治理工程处理污水 量的增加 ， 污泥量 也大幅增加 ， 原来 2台 6 o 压滤机 压滤能力明显不够 ， 建 议改造为 2台 1 0 0 压滤机 ， 处理效果会更好。 4 大塘 污水处 理工程 原先 日产 污泥 约 4 o t ， 年 产约 1 4 6 0 0 t ， 现在 日产污泥约 6 0 t ， 年产约 2 1 9 0 0 t ， 直接被 运送 到公 司垃圾场填埋 ， 占用大量土地。从表 1 进大塘的污水成 分与表 4污水处理后的水质成分进行 比较 ， c u 、 P b 、 Z n 、 C d等 重金属及 A s主要 留存在污 泥中， 作 为垃圾填埋 ， 经雨 水淋 滤 ， 对地表水体和地下水均会造成二次污染。建议对含重金 属污泥进行稳定化／ 固化处理 ， 用以生产标准砖 、 砌块等墙体 材料及路基 和基础材 料， 既解决 占用土地及 二次污染 的问 题 ， 又可创造一定经济效益。 参 考文献 l 张希衡 ． 水污染控制工程 ． 北京 冶金工业出版社 ， 2 O O O 。 l 1 2 国家环境保护局 ． 有色金属工业废水治理 ． 北京 中国环境科学出 版 社 ， 1 9 9 1 。 l 1 作 者简 介 王 湖坤 ， 男 ， 高级 工程 师 ， 大 冶有 色金 属公 司设 计研 究院 经 营计划科科长兼技术科科长， 从事研 究与管理工作。 收稿 日期 2 0 0 B一0 6一l 0 维普资讯