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有色冶煉廠廢水減排與提標技術

發布時間:2022-4-13 14:39:39  中國污水處理工程網

  大冶有色金屬有限責任公司(以下簡稱大冶有色)冶煉廠是我國大型銅冶煉基地,陰極銅產能為600kt/a,硫酸產能為1Mt/a,配套設有污水處理站處理廠區廢水。2015年以來,為適應國家環保政策和企業綠色發展的要求,對冶煉廠區廢水治理進行整體規劃,相繼實施廢水的雨污分流、清污分流與梯級利用、污水處理站外排水提標改造等水治理項目,實現了外排水量和污染物總量的減排。

  1、改造前廢水處理及循環利用

  1.1 廢水處理

  大冶有色冶煉廠廢水主要為雨水、生產廢水及生活廢水,不同種類的廢水混合后進入污水處理站處置。該廢水水量大,呈酸性并含有重金屬離子,廢水量及主要成分見表1。

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  冶煉廠區廢水混合后進入污水處理站處理,外排水指標滿足GB25467—2010《銅、鎳、鈷工業污染物排放標準》,但距離廢水回用的基本要求還存在一定差距。

  1.2 廢水回用

  大冶有色冶煉廠廠區進水分生活水和生產水,2014年平均用水量為18.3kt/d,其中新水使用15.0kt/d,排水量7.2kt/d,每噸銅新水單耗約為18.16t。廠區部分片區建有廢水循環設施,水循環利用(回用)量約3300t/d。

  2、改造方案

  為響應國家節能減排方針,滿足日趨嚴格的環保政策,需要對廠區廢水處理設施進行整體改造,提升廢水的循環利用率,降低廢水排放量和污染物排放量。

  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130~150d,降雨充沛。根據廠區布局,在廠區分界線設置截洪溝,不讓廠區外潔凈雨水進入廠區受到污染,廠內增設東區、西區雨水收集池及雨水轉運提升系統,分類收集和處置雨水。

  廠區外截洪溝潔凈雨水直接外排,廠內東區設置初期雨水收集池收集東區降雨30min內的初期雨水,由污水處理站處置達標后外排或回用,30min后的潔凈雨水外排,西區設置初期雨水收集池和后期雨水收集池,初期雨水經雨水管網收集至初期雨水收集池后再經雨水管路輸送至污水處理站處置,后期潔凈雨水進后期雨水收集池澄清后進行回用。廠區雨水處置流程見圖1。

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  2.2 清污分流

  通過對廠區水系統進行綜合梳理,按照不同水質,實施涉重廢水與不涉重廢水的分類收集,同時按照廠級、職能科室與車間共管級、車間級在全廠設置一、二、三級廢水排口,并制定相應的管理制度以加強管控。廠區廢水清污分流及三級排口見圖2。

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  1)全廠向外環境排水設置的廢水總排口及污水處理站排口為一級排口,涉重廢水由污水處理站處理達標后外排或回用,由廠級進行監管。

  2)污酸處理站、電解片區、備料片區分別對涉重廢水進行收集后設置3個涉重廢水排口,該排口為二級排口,由職能科室和車間共同監管。制酸片區涉重廢水收集后用泵輸送至污酸處理站處置后排放,備料片區降塵、沖洗等涉重廢水收集到運礦車洗車臺沉淀池,沉淀后上清液循環利用,余水排放,電解片區的涉重廢水集中收集至西區初期雨水收集池然后進行排放。3個涉重廢水排口均采用管道輸送至污水處理站,進行深度處理后回用或達標外排。

  3)廠區不涉重工業廢水、清潔水或雨水排口為三級排口,由相關車間監管。不涉重廢水也進行集中收集后,由管道輸送至渣緩冷片區使用。

  2.3 梯級利用

  按照梯級利用原則,工藝廢水、冷卻水、蒸汽冷凝水不進入涉重廢水系統,對不涉重廢水進行梯級利用。

  1)制酸片區和發電片區循環水系統排水量為400t/d,水質硬度小于或等于600mg/L,總鹽質量濃度小于或等于1.2g/L,可直接回用至渣緩冷片區,用于渣包的冷卻。

  2)收集各生產片區工藝排放水,建立清水池,回用于對水質要求較低的位置。如沖地用水、工藝生產的藥劑制備用水等。

  3)對高品質的設備冷凝水、蒸汽冷凝水收集,用于設備冷卻或循環水補充水。

  2.4 新增生活水處理系統

  生活廢水包括廠區職工澡堂排水、食堂排水、廁所沖洗水。其特點是水質各項指標比較穩定,可生化性好,屬于低濃度的有機廢水。新建550m3/d生活水處理系統處置生活廢水,采用曝氣生物濾池工藝進行處理。處理后的廢水用作轉爐循環水補水。

  2.5 外排水提標改造

  2013年污水處理站開始使用生物制劑法處理廠區廢水。該技術相對成熟、可靠,多種重金屬能同時去除。超濾是采用中空纖維過濾方式,以壓力為推動力的膜分離技術,配合預處理過濾清除水中雜質,具有過濾精度高、耐污染能力強、易清洗、設備設施占地面積小等特點。

  在污水處理站原有設備設施的基礎上,增設三級生物制劑投加點和超濾裝置,實現外排水的提標排放。

  1)增設三級生物制劑投加點,對冶煉外排水砷、銅、鎘等重金屬進行深度處理。

  2)建立4500m3/d的超濾系統,利用超濾膜截留水中的懸浮物(SS)等雜質。

  3)增加150m3/h的廢水回用設施。

  改造后污水處理站工藝流程見圖3。

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  3、主要構筑物及設備配置

  大冶有色冶煉廠雨污分流系統、循環水回用系統、涉重廢水收集系統、生活水處理系統、污水處理站主要構筑物及設備配置見表2。

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  4、運行效果

  4.1 節水減排效果

  改造后增加的水循環利用點見表3。

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  改造后全廠新增廢水循環使用量6250t/d,減少新水用量6.0kt/d,每噸銅新水單耗由18.16t降低至13.6t,外排水量由7.2kt/d下降至3.0kt/d。

  4.2 外排水指標

  改造后,污水處理站運行穩定,外排水重金屬、懸浮物(SS)等指標持續達到GB18918—2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中一級A標準,具體指標見表4。

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  4.3 經濟效益

  與改造前相比,廢水處理成本由0.55萬元/d提升至0.95萬元/d,減少的新水用量成本約0.9萬元/d,實際降低成本約0.5萬元/d,取得一定的經濟效益。

  5、存在的問題

  1)大冶有色冶煉廠屬于老廠,排水管網復雜,排水點點多面廣,受地勢條件限制,部分雨水不能實現徹底分流。

  2)由于歷史原因,整個冶煉廠區內還有3家外單位,其排水也匯入冶煉廠排水管網,需要對外單位的清污分流和雨污分流設施進行完善。

  6、結語

  大冶有色冶煉廠針對有色冶煉廢水水量大、成分復雜等問題,通過實施雨污分流、清污分流及梯級利用和污水處理站提標改造相結合的方式,較好地實現了外排水量與污染物總量的減排,取得了較大的經濟效益和環保效益,同時為后期廢水“零排放”奠定基礎。(來源:大冶有色金屬有限責任公司冶煉廠,有色金屬冶金與循環利用湖北省重點實驗室)

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