冶炼厂污水处理升级改造应用探析

冶炼厂污水处理升级改造应用探析

摘要:某冶炼厂共有3座污水处理厂和1座工艺水处理厂,分别是硫酸厂109污水处理厂、硫酸厂东山污水处理厂、水汽厂污水处理总站和铅锌厂ISP工艺水处理厂。为满足国家新的污染物排放标准,该冶炼厂对其污水厂进行技术升级改造。论述了污水厂升级改造项目工程概况、内容、工艺流程、出水效果,并对污水厂后续运行管理提出建议。

关键词:污水处理升级改造工艺流程出水效果

关键词:污水处理;升级改造;工艺流程;出水效果

1前言

某冶炼厂主营业务是铜、铅、锌冶炼及其深加工产品,并综合回收镉、铟、金、银,副产硫酸、硫酸铜、硫酸锌等。主要产品生产能力:精锌20万t、电解锌13万t、电铅3万t、铜10万t、黄金2t、白银80t、硫酸100万t。该冶炼厂现有锌、铅、铜4套主生产系统和其配套的综合利用及余热发电系统。该冶炼厂是国内最早采用竖罐炼锌方法实现大规模工业生产的企业,历史上经历了多次技术升级改造[1]。公司目前共有三座污水处理厂和一座工艺水处理厂:分别是硫酸厂109污水处理厂、硫酸厂东山污水处理厂、水汽厂污水处理总站和铅锌厂ISP工艺水处理厂。污水处理总站作为污水处理的最后一道工序,除了进行必要的维修外,需要对污水处理工艺进行改进,确保出水指标达到国家相关污水排放标准。109污水处理厂和东山污水处理厂在其现有工艺基础上,需增加酸泥过滤系统并维修老旧设备,使其排水满足污水处理总站的进水要求,而铅锌厂ISP工艺水处理厂需增设事故池。

2建设项目工程概况

2.1项目内容和规模。该公司升级改造项目主要包括硫酸厂109污水处理厂新建污水中酸泥过滤系统;硫酸厂东山污水处理厂新建污水中酸泥过滤系统、污水预处理系统;水汽厂污水处理总站新建污水电化学处理系统;铅锌厂ISP工艺水处理厂新建一座200m3事故池;改造厂区内初期雨水收集系统,新建5座初期雨水收集池,改造2座初期雨水收集池;维修更换现有老旧自控系统、机电设备等。项目为污水处理厂升级改造工程,总投资2480万元。生产装置为24h连续运行。本项目年运行时间为8760h。项目主要经济技术指标见表1。

2.2生产工艺。(1)109污水处理厂污水处理工艺109污水处理厂改造后工艺流程:109车间制酸系统和ISP分厂产生的工业酸性废水经管道流入集酸池。经自吸耐酸泵输送至高位反应槽。在反应槽中与高浓度石灰溶液进行中和反应,反应时间为30min,pH值控制在10~12。出水自流至絮混槽,投加PAM并搅拌,反应5min后自流至浓密机。沉淀反应1.5h后,出水部分用于配制石灰溶液回用,未回用水自流入铁盐槽。在铁盐槽中与石灰溶液和铁盐溶液搅拌并反应,反应时长为30min,在此过程中采用硫酸调整pH值至5~7,出水自流入硫化槽。在硫化槽中投加硫化钠溶液和PAM搅拌反应,6min后出水与碱液混合将pH值调整为6~9。而后流入二级浓密池,再进行时长为1.5h的沉淀反应后自流至清水池,由清水泵达标输送至污水处理总站进行终端处理,底流回一级浓密机。109污水处理厂改造后处理能力不变,仍为80m3/h,实际处理量52m3/h。(2)东山污水处理站污水处理工艺主要处理硫酸厂东山车间废水,改造后工艺流程如下:来自东山车间净化段污酸,进入一级反应槽,加入Na2S后,充分反应后除掉大部分重金属,加入少量PAM用泵打入稀酸过滤器内进行高效固液过滤。上清液进入二级反应槽,同时与东山车间污酸汇集于二级反应槽,在二级反应槽内加Na2S进行深度除重金属,加入少量PAM用泵打入FBL过滤器内进行高效固液过滤。二级预处理后污酸水进入一级中和槽A,一级中和采用生石灰中和,生成石膏悬浮液,泥浆去制取石膏,上清液进入二级中和槽,二级中和加入生石灰、硫酸亚铁及絮凝剂除去砷氟等大部分重金属,二级中和渣去电厂旋涡炉,二级上清液通过稀硫酸反调槽,pH值达到5~6时进入硫化钠药剂槽,进一步去除污水中的重金属,污水进入碱液反调槽,控制pH值在7~9,再加入絮凝剂,进入三级浓密,经沉淀后进入清水池,通过水泵打入污水处理总站。东山污水处理厂改造后处理能力不变,仍为50m3/h,实际处理量40m3/h。(3)ISP工艺水处理厂污水处理工艺ISP工艺水处理厂运行正常,本次改造拟增加200m3事故池一座,处理工艺不变。(4)污水处理总站污水处理工艺109污水处理厂和东山污水处理厂经过化学法去除重金属后的出水在废水调节池中均质均量,经过提升泵提升至pH调节池,通过投加NaOH调节pH值出水进入电化学系统深度处理,电化学重金属深度处理系统利用高频脉冲电流,发生电解凝聚、电解气浮以及电解氧化还原反应,产生一系列多核羟基络合物及氢氧化物,与水中的胶体和悬浮物,尤其是重金属污染因子产生絮凝作用,从而产生大量的污染物絮凝团,以此使废水中重金属离子得到去除。出水进入曝气池,在曝气池中进行曝气,将水中的Fe2+氧化为Fe3+,增加沉降性能;曝气池出水自流进入絮凝反应池,投加PAM絮凝剂,搅拌后使生成的颗粒絮凝成较大的絮体,进入斜板沉淀池进行泥水分离,上清液自流至清水池暂时储存,随时满足生产工序用水需求;污泥经过压滤系统压滤处理,泥饼送电厂漩涡炉处理。该公司厂区经过多年改造,废水产生量大幅度减少,污水处理总站原设计处理能力为800m3/h,但实际处理量仅为110m3/h。改造后,污水处理总站设计处理能力为120m3/h,实际处理量为109m3/h,工艺流程见图1。

3污水厂运行环保措施

该项目产生的废水主要是工程排放尾水和厂区内工作人员产生的生活污水。污水处理总站改造运营后处理能力为120m3/h,其尾水不外排,由公司厂区内统一调度回用;废渣脱水后的废水进入相应的污水处理设施,污水处理厂运营过程中生活污水产生量约为8.32m3/d,仅占工程处理规模的0.29%,污水通过厂内污水管网收集后进入污水处理设施。项目生活和生产废水对工程进水水量水质几乎无影响,基本不会增加处理系统的负荷。本项目主要采用化学法处理厂区重金属冶炼生产废水,冶炼废水含锌、铅、镉、铜、汞、砷等多种金属,采用中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体沉淀法、电化学法处理,项目运营基本无废气污染物产生。

3.1进、出水水质的管理。项目主要处理公司厂区生产废水,109污水厂和东山污水厂进水呈强酸性,属于酸性重金属冶炼废水,水中重金属含量较高。为了保证各预处理污水厂及污水处理总站正常运行,以确保污水的处理效果和尾水水质指标,本项目对各污水处理厂进、出水质每天进行定期监测,保证出水质达标,保证进水水质在可接受范围内,以免高浓度污水影响处理系统正常运行。一旦发现进水中污染物浓度高于进水水质控制要求或出水水质超标,迅速查找原因,及时调整工艺参数,保证各污水处理厂正常运行及水质达标。

3.2污泥处置措施。本项目运营过程中产生的酸泥、ISP工艺水处理厂污泥用于铅锌厂配料,中和渣用于热电厂配料,东山污水站石膏渣用于热电厂配料或外售。在污水处理厂污泥压滤厂房应设防渗地面与围堰,防止污染地下水。另外,制定废渣清运制度,保证废渣及时运走,以保证污水厂厂区的清洁。废渣的运输要采用密封性能好的专用车辆,并加强车辆的管理与维护,杜绝运输过程中的沿途抛洒滴漏。

4改造后出水效果

对本项目污水处理厂进出口进行了监测,本项目污水处理厂进出口监测结果见表2。

5结论

本项目技术改造基本落实了该工程环评及批复要求,建立了完善的环保管理规章制度及机构,确保各项生产设施稳定连续达标排放。(1)109污水处理厂总排口:排口废水中监测因子满足环评报告书中要求的设计出水指标,处理后的废水输送至污水处理总站进行终端处理。(2)东山污水处理厂总排口:排口废水中监测因子满足环评报告书中要求的设计出水指标;去除率满足设计要求;处理后的废水排入污水处理总站。(3)污水处理总站总排口:参照《铅锌工业污染物排放标准》(GB25466-2010)表2中标准限值,各项监测因子均达标。

6建议

(1)切实加强工作人员的环保意识,维护好厂内的各种机械设备,使其保持正常的运行状态。(2)加强对系统及设备的维护保养,减少跑冒滴漏及因设备原因造成开、停车和各种非正常排放。(3)加强安全生产监督和管理,对各个生产环节的安全性做到常抓不懈,对于各种对环境可能造成污染事故一定要防患于未然。(4)进一步完善突发性环境风险事故应急预案,尽量避免风险事故发生。(5)加强各项环保设施的运行与管理,确保各项污染物长期稳定达标排放。

参考文献:

[1]路彬.竖罐炼锌使用天然气替代煤气应用过程中改进实践[J].有色矿冶,2020,(4):36-39.

作者:于群 单位:(辽宁省葫芦岛生态环境监测中心