丹阳塑料厂废水处理一体化设备质量安全可靠

丹阳塑料厂废水处理一体化设备质量安全可靠

　　铜陵地区某冶炼厂于1978年建成投产，至2017年全面关停，期间进行了多次升级改造，形成了系统多、能耗高、环保设施不健全等的局面，较严重的环境污染和高生产成本难以适应社会发展需求及市场竞争。在面临环保日趋严苛和企业发展难以为继的双重压力下，该厂提出了异地搬迁改造方案，通过对老厂进行转型改造，以实现铜冶炼老企业的产能升级与节能减排。该项目建设投资17.62亿元，其中环保投资占比达到总投资的29.83%，主工艺采用铜精矿配料—圆盘制粒—富氧顶吹熔池熔炼—智能数控吹炼—回转式阳极炉精炼—PC电解精炼流程，冶炼烟气制酸采用稀酸动力波洗涤器洗涤净化+二转二吸制酸+离子液脱硫工艺，生产电解铜200kt/a、硫酸760kt/a。目前该项目正在进行投料试生产，笔者对废水处理工艺及废水梯级回用措施进行探讨。

　　1、给排水系统概述

　　给排水系统承担着向生产车间各个环节供应不同类别的水的任务，同时还要对车间排出的废水进行收集、输送、处理和排放。该项目给水系统分为生产给水系统、生活给水系统、事故给水系统、循环冷却水供水系统、回用水供水系统、消防给水系统等7个部分，其总用水量为4.8282×105m3/d。其中新水用量9629m3/d，回用及循环水用量4.73191×105m3/d，工业用水循环率达到98.0%。

　　生产排水系统采用清污分流、雨污分流制，厂区内建设了1座1500m3/d初期雨水处理站和1座2600m3/d深度废水处理站。项目投产后产生的含重金属废水量约为1449m3/d，清洁废水量为2261m3/d，经处理后全部回用，无生产废水外排。

　　2、废水来源

　　按照排水的水质，可将厂区需要进行处理的废水分为生产废水、循环冷却系统排污水和场地初期雨水三部分。

　　2.1 生产废水

　　在铜冶炼生产过程中，矿石中的重金属会在冶炼过程中通过废水排放出来，这些重金属废水水质较为复杂，厂区内生产废水主要来自以下区域：

　　1)熔炼区域废水。

　　熔炼渣、转炉吹炼渣以及阳极板浇铸时需用工业水进行直接喷水冷却，因冷却水和熔体直接接触，因此该区域废水中含有炉渣的微粒和溶解的重金属Cu，Pb，Zn，As等。

　　2)电解区域废水。

　　经电解完成的阴极板表面沾有含CuSO4，H2SO4，H2O电解液，清洗阴极板可使部分铜离子进入废水系统，致使废水中含有Cu2+，H2SO4，Ni，As，Bi，Sb，Ag等物质。另电解槽定期清理过程中，用水将黏附于阳极和池壁的泥状物质冲洗掉，产生的废水中含有阳极泥及Cu，As，Bi，Pb，Sb等。

　　3)硫酸区域废水。

　　冶炼烟气制酸产生的污酸污水，占到全厂重金属废水的80%以上。制酸流程中烟气湿法降温洗涤时开路出来的稀酸，由于烟气中含有重金属烟尘，通过湿法洗涤后，由气相转入液相。该区域污水含酸量大、污染物种类多，主要成分为H2SO4，Cu，As，Pb，Zn等。

　　2.2 循环冷却系统排污水

　　铜冶炼过程中，根据工艺需求，需设置大量的循环水冷却系统，以保证设备、介质适宜的工作环境。循环水系统在循环过程中，由于温度、流速的变化以及工艺的需要，导致水分不断蒸发，无机盐离子和有机物逐渐浓缩。当循环冷却水系统中有害物质达到一定的浓度时，即需排污。厂区循环冷却水系统的排污水主要来自熔炼循环水、浇铸机循环水、电解及净液循环水、硫酸循环水、制氧循环水、动力区域循环水、渣缓冷循环水等9个独立的循环冷却水系统。

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　2.3 初期雨水

　　初期雨水的特点是水量大、成分简单、重金属含量低、pH值接近中性、处理成本低，中水回用适应面广。目前，尽管对主要重金属污染区域，比如，制酸、冶炼、收尘等区域的初期雨水进行了收集处理，但由于厂区物料运输及堆存、烟道清灰作业等生产活动，降雨期间厂区初期雨水仍然会出现重金属离子浓度超标的情况。

　　3、废水处理工艺探析

　　3.1 生产废水处理工艺

　　铜冶炼厂生产废水种类多、成分复杂，必须进行合理的废水分类和预处理。但是分水过细，则建筑物过多、排水管网过长、管理难度大;分水过粗，则污染因子可能相互干扰，增大废水回用难度。考虑到硫酸区域废水量大、成分复杂等特点，该项目设置2套生产废水处理系统，1套单独处理硫酸区域产生的酸性废水，另1套则处理其他区域的生产废水。

　　酸性废水采用“硫化—石膏—一次中和—氧化—二次中和”的工艺流程。硫酸净化工序中产生的酸性废水首先通过圆锥沉降槽进行沉降，脱除废水中的铅等杂质后进入硫化工序，通过加入Na2S进行脱铜和脱砷处理。其反应后液进入石膏处理站，通过加入石灰石浆液在搅拌的情况下进行充分反应，除去硫酸以及部分氟离子。经硫化和石膏工序处理后，反应后液进入中和工序。在中和工序中，加以强化除砷效果，并按“一次中和—氧化—二次中和”三步进行。中和后液再通过浓密机沉降，上清液泵入脱钙工序处理后回用。其他区域的生产废水则直接采用“一次中和—氧化—二次中和”的工艺流程来进行处理。此方案既提高了系统整体的净水回收率，又降低了工程投资和运行费用，经济性能优异。