銅冶煉制酸廢水處理系統(tǒng)升級(jí)改造工藝
本工程包括制酸系統(tǒng)體內(nèi)提質(zhì)減量濃縮和銅系統(tǒng)酸水處理工程。制酸系統(tǒng)體內(nèi)提質(zhì)減量濃縮，多車間分散建設(shè)，處理規(guī)模為4500m3/d(酸度2%~5%)，酸性廢水經(jīng)過壓濾、絕熱蒸發(fā)后，大部分酸水回用于制酸系統(tǒng)的煙氣凈化，其余部分送至鎳酸水除雜濃縮子項(xiàng)和銅系統(tǒng)酸水處理工程;銅系統(tǒng)酸性廢水處理工程規(guī)模為1500m3/d(酸度3%~12%)，包括硫化段、石裔中和段、深度除氟及深度處理段。項(xiàng)目新建一套酸性廢水處理系統(tǒng)，用于處理制酸系統(tǒng)產(chǎn)生的酸性廢水，處理能力為1500m3/d。
1、銅酸性廢水水質(zhì)
銅系統(tǒng)酸性廢水由53萬(wàn)t硫酸、30萬(wàn)t硫酸和亞鈉系統(tǒng)三部分組成。其酸性廢水水質(zhì)見表1。
2、酸性廢水體內(nèi)濃縮工藝
2.1 工藝流程
30萬(wàn)t制酸系統(tǒng)、53萬(wàn)t制酸系統(tǒng)和亞鈉凈化系統(tǒng)分散建設(shè)，酸水處理量大、酸度低(2%￣5%)。體內(nèi)濃縮按現(xiàn)有的設(shè)備設(shè)施，經(jīng)懸浮過濾器除塵后，底排液進(jìn)人污泥罐，上清液進(jìn)人清液罐。為防止系統(tǒng)瞬間底排量大導(dǎo)致污泥罐冒槽，污泥罐接溢流管道至清液罐。底排液和上清液可分別用泵輸送至壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，保證系統(tǒng)連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)壓濾后廢渣拉運(yùn)至危廢堆場(chǎng)，體內(nèi)濃縮后酸度15%左右的濾液進(jìn)人濾液罐，一部分用泵輸送到凈化回用，一部分排人原酸水輸送地下管路進(jìn)人硫化工序。減量濃縮工藝如圖1所示。
2.2 設(shè)備配置
酸性廢水體內(nèi)濃縮主要設(shè)備配置見表2，其配置原則是利用原有的煙道及酸性廢水輸送管道。
(1)30萬(wàn)t硫酸系統(tǒng)，為現(xiàn)有猹罐配備相應(yīng)輸送泵，在現(xiàn)有鋼平臺(tái)北側(cè)新建鋼結(jié)構(gòu)彩板房安裝1臺(tái)100m2壓濾機(jī)及配套設(shè)施。
(2)53萬(wàn)t硫酸系統(tǒng)，為現(xiàn)有渣罐配備相應(yīng)輸送泵，在電除霧東側(cè)空地新建鋼結(jié)構(gòu)彩板房安裝1臺(tái)100m2壓濾機(jī)及配套設(shè)施。
(3)亞鈉系統(tǒng)，增加2臺(tái)渣罐輸送泵，利用系統(tǒng)南側(cè)現(xiàn)有鋼平臺(tái)安裝2臺(tái)80m2壓濾機(jī)及配套設(shè)施并用彩板房予以封閉，設(shè)計(jì)時(shí)考慮酸水回用問題。
2.3 平面布置
提質(zhì)減量濃縮單元為化工廠各制酸系統(tǒng)內(nèi)的酸性廢水減量濃縮單元，呈多車間分散建設(shè)，銅系統(tǒng)酸性廢水經(jīng)過壓濾、絕熱蒸發(fā)后，大部分回用于制酸系統(tǒng)的煙氣凈化。53萬(wàn)t硫酸提質(zhì)減量設(shè)備露天布置在電除霧東側(cè)空地;30萬(wàn)t硫酸提質(zhì)減量設(shè)備露天布置在現(xiàn)有壓濾系統(tǒng)北側(cè);亞鈉系統(tǒng)布置在現(xiàn)有大凈化東側(cè)除砷框架上，新建壓濾機(jī)房，提升栗布置在原有的平臺(tái)下。
3、酸性廢水處理系統(tǒng)升級(jí)改造
酸性廢水處理系統(tǒng)升級(jí)改造項(xiàng)目采用內(nèi)濃縮與石灰鐵鹽法，處理能力為1500m3/d。本工程包括硫化段工序、石膏中和段工序、深度除氟及深度處理工序。
3.1 工藝流程及設(shè)備配置
石灰鐵鹽法所有設(shè)備全部新建，主要設(shè)備配置見表3，工藝流程見圖2。
3.1.1 硫化單元
酸性廢水利用原有的5000m3酸性水池提升泵站，均合廢水的pH、流量和水質(zhì)，將配置好的濃度10%的硫化鈉溶液與銅冶煉煙氣制酸系統(tǒng)排放的酸度2%￣5%的含鎳銅及類金屬的酸性廢水經(jīng)泵抽送至硫化反應(yīng)器。在硫化反應(yīng)器內(nèi)投加硫化鈉使重金屬離子同硫離子反應(yīng)生成難溶的金屬硫化物沉淀，其溶度積比相應(yīng)的金屬氫氧化物小，更易脫水，進(jìn)而去除酸水中的部分鎳、銅、鉛等重金屬及砷。然后進(jìn)入濃密機(jī)進(jìn)行固液分離，濃密機(jī)上部澄清液由頂部的環(huán)形溜槽排出至一級(jí)濃密機(jī)上清液儲(chǔ)罐，為后續(xù)反應(yīng)設(shè)施提供穩(wěn)定流量控制。反應(yīng)過程產(chǎn)生的硫化氫氣體采用稀酸處理+液堿吸收，吸收液進(jìn)人硫化反應(yīng)器回用。濃密機(jī)上清液及壓濾機(jī)濾液進(jìn)人中和反應(yīng)工序。
3.1.2 中和單元
從硫化單元來(lái)的上清夜進(jìn)人一段中和反應(yīng)器并加人CaO，將PH調(diào)至3.5左右。反應(yīng)液進(jìn)人中和一段濃密機(jī)，濃密機(jī)底泥進(jìn)人中和一段沉淀池，經(jīng)過一段壓濾機(jī)壓濾后將底泥送到廢渣處置中心。上清液及壓濾清液進(jìn)入二段中和反應(yīng)器，將PH調(diào)至9左右。中和液進(jìn)入中和二段濃密機(jī)，濃密機(jī)底泥進(jìn)入中和二段污泥池，經(jīng)過中和二段壓濾機(jī)壓濾后送到廢渣處置中心，上清液和壓濾后清液進(jìn)行深度除氟工序。
3.1.3 深度除氟單元
經(jīng)過兩段中和后的酸性廢水，其中氟離子濃度在30￣50mg/L左右，不能夠達(dá)到排放要求，需要進(jìn)一步的深度處理才能夠達(dá)到5mg/L以下。因此中和后的廢水需進(jìn)入深度除氟反應(yīng)器內(nèi)，在反應(yīng)器中加入鋁鹽、氯化鈣、絮凝劑及除氟劑與廢水中的氟發(fā)生絮凝反應(yīng)。充分反應(yīng)后，進(jìn)人深度除氟段濃密機(jī)中沉淀，濃密機(jī)底泥進(jìn)入污泥池，經(jīng)泵打人壓濾機(jī)壓濾后，壓濾液和清液進(jìn)入深度處理單元，壓濾渣送至廢猹處置中心。
3.1.4 深度處理單元
深度處理單元即采用羥基鐵對(duì)低濃度重金屬進(jìn)行深度處理。用鐵基藥劑作為去除重金屬的處理劑，以改善廢水處理?xiàng)l件及環(huán)境。所用鐵基藥劑是具有羥基和陰離子層雙層狀獨(dú)特結(jié)構(gòu)的活性藥劑，具有大于傳統(tǒng)材料10???倍以上的比表面積和界面反應(yīng)活性，對(duì)廢水中的重金屬離子具有特效網(wǎng)捕功能。通過鐵基藥劑的特殊結(jié)構(gòu)能與廢水中的金屬發(fā)生還原、吸附絡(luò)合、離子交換、包裹共沉淀和晶格取代等作用，能同步還原吸附多種重金屬，從而使重金屬?gòu)乃蟹蛛x，廢水達(dá)標(biāo)排放。
深度處理單元由一級(jí)反應(yīng)處理池和一級(jí)高密度沉淀池組成。石灰中和段輸送來(lái)的上清液進(jìn)入曝氣池，出水重力流入一級(jí)反應(yīng)處理池，在一級(jí)反應(yīng)處理池中投加活性鐵基藥劑，去除預(yù)處理后廢水中殘留的重金屬、砷等污染物質(zhì)。廢水充分反應(yīng)后重力流入高密度澄清池進(jìn)行固液分離，污泥經(jīng)栗抽送至原有的反應(yīng)槽中。
3.2 平面布置
污水處理廠平面布置的總原則是：符合工藝流程、順暢連續(xù)短捷、適應(yīng)生產(chǎn)彈性、合理預(yù)留發(fā)展;布置緊湊合理、節(jié)約建設(shè)用地，基礎(chǔ)放在原狀土層，盡量做到減少土方開挖、回填及外運(yùn)，以保證安全運(yùn)行和節(jié)省基建投資;根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形特點(diǎn)，兼顧工程地質(zhì)特征，因地制宜布置;豎向布置在實(shí)現(xiàn)一次提升后自流的前提下，盡量減少提升高度，降低提升動(dòng)力消耗，降低運(yùn)行成本;注意方位朝向、滿足通風(fēng)采光，爭(zhēng)取最佳布置設(shè)計(jì)。
新建石灰鐵鹽法處理裝置位于選冶化廠區(qū)東北角，占地面積約為8000m2。東邊鄰近銅廠原料預(yù)處理車間，北邊為圍墻外的閑置區(qū)域，西邊為硬化后的廢水大坑，南邊為酸水應(yīng)急水處理站。項(xiàng)目邊界外無(wú)居住區(qū)，廠界以內(nèi)有空曠的預(yù)留場(chǎng)地。
4、改造效果
酸性廢水處理系統(tǒng)采用體內(nèi)濃縮與石灰鐵鹽法升級(jí)改造，經(jīng)過一系列工藝處理后，其出水水質(zhì)達(dá)到GB25467―2010標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)見表4。該項(xiàng)目已于2017年12月建設(shè)完成，同期銅廠接手調(diào)試運(yùn)行兩個(gè)月，現(xiàn)已完成正式投入生產(chǎn)。(來(lái)源：金川集團(tuán)股份有限公司)
