有色冶煉廠廢水減排提標技術(shù)
大冶有色金屬股份有限公司(以下簡稱大冶有色)冶煉廠是我國大型銅冶煉基地，陰極銅產(chǎn)能600kt/a，硫酸產(chǎn)能1 mt/a，設(shè)有污水處理站處理工廠廢水。2015年以來，為滿足國家環(huán)保政策和企業(yè)綠色發(fā)展的要求，冶煉廠廢水處理進行了整體規(guī)劃，先后實施了雨污分流、污水凈化分流及廢水梯級利用等水處理工程和污水處理站外排水升級改造，實現(xiàn)了外排水和污染物總量的削減。
1.改造前的廢水處理和循環(huán)利用
1.1廢水處理
大冶有色冶煉廠的廢水主要是雨水、生產(chǎn)廢水和生活廢水。不同種類的廢水混合后送至污水處理站處理。廢水水量大，呈酸性，含有重金屬離子。廢水量及主要成分見表1。
冶煉廠的廢水混合后將進入污水處理站進行處理。外排指標滿足GB25467—2010《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標準》，但離廢水回用的基本要求還有一定差距。
1.2廢水回用
2014年，大冶有色冶煉廠生活用水和生產(chǎn)用水平均用水量為18.3kt/d，其中新鮮水用量為15.0kt/d，排水量為7.2kt/d，噸銅新鮮水單耗約為18.16t，部分廠區(qū)有廢水回用設(shè)施，水循環(huán)(回用)量約為3300t/d。
2.重建計劃
為響應(yīng)國家節(jié)能減排政策，滿足日益嚴格的環(huán)保政策，有必要對工廠廢水處理設(shè)施進行改造，提高廢水的循環(huán)利用率，減少廢水和污染物的排放。
2.1雨污分流
大冶有色冶煉廠占地面積約9.0×105m2，年平均降雨量1330mm，年降雨天數(shù)130 ~ 150 d，雨量充沛。根據(jù)廠區(qū)布局，在廠區(qū)邊界線處設(shè)置一條截洪溝，防止廠區(qū)外干凈的雨水進入廠區(qū)而被污染。廠區(qū)內(nèi)增設(shè)雨水收集池和東、西區(qū)雨水運輸提升系統(tǒng)，對雨水進行分類收集和處理。
廠區(qū)外截洪溝的潔凈雨水直接排放。初期雨水收集池設(shè)在廠區(qū)東區(qū)，收集30分鐘內(nèi)的初期雨水，由污水處理站排放或回用。30分鐘后，干凈的雨水將被排出。初期雨水收集池和后期雨水收集池設(shè)置在西區(qū)。初期雨水由雨水管網(wǎng)收集至初期雨水收集池，然后通過雨水管道輸送至污水處理站進行處理，后期清潔雨水進入。廠區(qū)雨水處理流程見圖1。
2.2清理分流
通過對廠區(qū)水系的全面梳理，根據(jù)不同的水質(zhì)，對重污染廢水和非重污染廢水進行分類收集。同時，在全廠范圍內(nèi)按照廠級、職能部門與車間共管級、車間級設(shè)置一、二、三級廢水排放口，并制定相應(yīng)的管理制度，加強控制。廠區(qū)污水清污分流及三級排放口見圖2。
1)全廠外環(huán)境設(shè)置的廢水總排放口和污水處理站排放口為一級排放口，重負荷廢水經(jīng)污水處理站處理后排放或回用，由廠級監(jiān)管。
2)污酸處理站、電解區(qū)、備料區(qū)分別收集重負荷廢水，設(shè)置三個重負荷廢水排放口，為二級排放口，由職能部門和車間共同監(jiān)管。制酸區(qū)的重負荷廢水收集后，泵送到污酸處理站處理后排放。備料區(qū)的抑塵、沖洗等重型廢水收集在洗車平臺的沉淀池中。沉淀后，上清液循環(huán)使用，剩余的水排出。電解區(qū)的重負荷廢水收集在西區(qū)的初期雨水收集池中，然后排放。三個重型廢水排放口均通過管道輸送至污水處理站，經(jīng)深度處理后回用或排放。
3)廠區(qū)非重工業(yè)廢水、清水或雨水排放口為三級排放口，由相關(guān)車間監(jiān)管。非重廢水也集中收集，然后通過管道輸送到爐渣緩冷區(qū)使用。
2.3梯級利用
根據(jù)梯級利用的原則，工藝廢水、冷卻水和蒸汽冷凝水不會進入重負荷廢水系統(tǒng)，非重負荷廢水將進行梯級利用。
1)制酸區(qū)和發(fā)電區(qū)循環(huán)水系統(tǒng)排水量為400t/d，水硬度≤600mg/L，總鹽濃度≤1.2g/L，可直接回用于渣緩冷區(qū)，用于渣包冷卻。
2)收集各生產(chǎn)區(qū)的工藝排放水，設(shè)置清水池，在水質(zhì)要求不高的地方回用。例如用于沖洗地面的水、用于制備由該過程產(chǎn)生的化學品的水等。
3)收集優(yōu)質(zhì)設(shè)備冷凝水和蒸汽冷凝水用于設(shè)備冷卻或循環(huán)水補充。
2.4新的生活水處理系統(tǒng)
生活廢水包括工廠工人的浴室排水、食堂排水和廁所沖洗水。其特點是水質(zhì)穩(wěn)定，可生化性好，屬于低濃度有機廢水。新建550m3/d生活水處理系統(tǒng)處理生活污水，采用曝氣生物濾池工藝處理。處理后的廢水作為轉(zhuǎn)爐循環(huán)水補水。
2.5外部排水系統(tǒng)升級
2013年，Station 污水處理開始使用生物制劑處理工廠廢水。技術(shù)比較成熟可靠，可以同時去除多種重金屬。超濾是一種采用中空纖維過濾法，以壓力為動力，配合預處理過濾去除水中雜質(zhì)的膜分離技術(shù)。具有過濾精度高、抗污染能力強、易清洗、設(shè)備設(shè)施占地面積小等特點。
在污水處理站原有設(shè)備設(shè)施的基礎(chǔ)上，增加一個三級生物藥劑加藥點和超濾裝置，實現(xiàn)外排水達標排放。
1)增加三級生物藥劑投加點，深度處理冶煉廢水中的砷、銅、鎘等重金屬。
2)建立4500m3/d的超濾系統(tǒng)，用超濾膜截留水中懸浮物(SS)等雜質(zhì)。
3)新增150m3/h廢水回用設(shè)施。
改造后的污水處理站工藝流程見圖3。
3.主要結(jié)構(gòu)和設(shè)備的配置
大冶有色冶煉廠雨污分流系統(tǒng)、循環(huán)水回用系統(tǒng)、重廢水收集系統(tǒng)、生活水處理系統(tǒng)及污水處理站的主要構(gòu)筑物及設(shè)備配置見表2。
4.操作效果
4.1節(jié)水減排效果
改造后增加的中水回用點見表3。
改造后，全廠新增廢水循環(huán)量為6250t/d，新增用水量減少6.0kt/d，噸銅新增水單耗由18.16t降至13.6t，外排由7.2kt/d降至3.0 kt/d
4.2外部排水指示器
改造后污水處理站運行穩(wěn)定，外排重金屬和懸浮物(SS)指標持續(xù)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)中的一級A標準。具體指標見表4。
4.3經(jīng)濟效益
與改造前相比，廢水處理費用由5500元/d提高到9500元/d，新水消耗費用降低了9000元/d，實際費用降低了5000元/d，取得了一定的經(jīng)濟效益。
5.存在的問題
1)大冶有色冶煉廠屬于老廠，排水管網(wǎng)復雜，排水點廣，受地形條件限制，部分雨水無法完全分流。
2)由于歷史原因，整個冶煉廠區(qū)有三個外單位，其排水也流入冶煉廠排水管網(wǎng)，需要完善外單位的排污和雨污分流設(shè)施。
6.結(jié)論。
針對大冶有色冶煉廠有色冶煉廢水水量大、成分復雜等問題，采用雨污分流、清洗污水分流和污水處理站梯級利用升級相結(jié)合的方式，實現(xiàn)了外水排放量和污染物總量的良好削減，取得了巨大的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。同時為后期廢水“零排放”奠定了基礎(chǔ)。(來源:大冶有色金屬股份有限公司冶煉廠，湖北省有色金屬冶金與回收重點實驗室)
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