廣東某尾礦廢水處理工藝設計與運行

何志平

（廣東省環境保護工程研究設計院，廣東 廣州 510635）

1 項目概述

廣東某礦區是一座多成因的大型多金屬礦床。主要礦體為褐鐵礦、銅硫礦和鉛鋅礦，還有鉬礦等多金屬共生或伴生礦體。公司支柱產業是鐵礦石和銅硫礦的采選。

廢水來源主要為：礦區尾礦廢水、礦山地下及民采洞水通過未封閉或封閉不嚴密的民窿外排污水，庫區周圍民采民洗廢水污染，雨水浸泡、沖刷排土場形成的污水。因廢水來源較多，廢水中含有較多種類的金屬離子，鋅（Zn）、鉛（Pb）、砷（As）、鎘（Cd）、氟化物、錳（Mn）、銅（Cu）等均超過排放要求。針對該類廢水污染物質多樣的特性，對廢水進行兩級物化處理技術。該工程自建成后系統運行穩定，出水達標。

2 廢水特點與進出水要求

2.1 廢水特點

廢水處理難點：（1）廢水含有較多的金屬離子；（2）進水pH波動較大。根據廢水的水質特性分析，該類廢水物化處理采用兩級物化處理才能保證出水各指標達到《廣東省水污染物排放限值》（DB4426-2001）II時段一級標準。

2.2 進出水要求

2.2.1 設計進出水水量水質（表1）。

3 工藝設計

3.1 工程規模：15000m3/d

表1 廢水出進水水質

3.2 工藝設計

3.2.1 處理工藝流程示意圖（圖1）。

工藝流程說明：（1）預處理。外排水通過尾礦庫泵站導入廠內進入沉泥池、緩沖池。經過沉泥池去除部分大顆粒雜質，然后進入緩沖池均質均量，同時去除部分SS。（2）物化處理。物化反應設兩級反應沉淀。其中第一級調節pH約10.5，主要去除廢水中大部分重金屬離子。出水通過調整pH值約9.0進行第二級物化反應，主要去除鋅離子等。經過兩級物化反應后，出水進入pH回調池，調節出水pH，同時pH回調池預留再處理空間，遇到水質變化過大或系統不穩定時可在pH回調池投加氧化劑，保證出水達標排放。（3）污泥處理。沉淀池的污泥先進入污泥濃縮池，經過污泥調質后由污泥泵轉送到脫水機房。在脫水機房，首先由螺桿泵將污泥送入脫水機脫水。干濾餅的干固含量可望達到40%以上。

3.2.2 主要單元技術說明。

（1）沉泥池。尾礦庫進水含泥量較多，需要先經過初沉，避免在緩沖池積累大量泥沙。凈空尺寸：φ13.00×4.50，表面負荷：1.57 m3/(m2·h)，數量3座。每座沉泥池配1臺刮泥機，2臺排泥泵。

（2）調節池。均勻水量水質。凈空尺寸：44.00×16.15×4.00，停留時間：4.0h。數量：1座。調節池配4臺提升水泵，3用1備，單臺水泵流量210m3/h。

（3）一級反應池（pH調節/絮凝/助凝）。投加石灰，調節pH在10.5，去除大部分的金屬離子，反應時間29min。凈空尺寸：10×10×3.50，數量：1座。其中pH調節設兩級調節，反應池采用機械攪拌。一級反應池設污泥回流泵4臺，3用1備，單臺污泥回流量30m3/h。

（4）一級沉淀池。采用輻流式沉淀池，凈空尺寸：φ18.00×4.50，表面負荷：0.82 m3/(m2·h)，數量3座，配套設刮泥機3臺。

圖1 廢水處理工藝流程圖

（5）二級反應池（pH調節/絮凝/助凝）。投加酸，調節pH在9，投加重金屬捕捉劑，去除剩余小部分的金屬離子，反應時間22min。凈空尺寸：8.7×8.7×3.50，數量：1座。反應池采用機械攪拌。一級反應池設污泥回流泵4臺，3用1備，單臺污泥回流量20m3/h。

（6）二級沉淀池。采用輻流式沉淀池，凈空尺寸：φ16.00×4.50，表面負荷：1.03m3/(m2·h)，數量3座，配套設刮泥機3臺。

（7）pH回調池。主要是用于處理后出水的水質把關。嚴格控制出水pH等各項指標。回調池凈空尺寸：15×8×3.50，停留時間30min。pH回調池前端設機械攪拌，回調pH，后采用廊道式結構，充分混合反應。

（8）污泥脫水機房。本項目廢水含有較多的鐵離子，物化反應投加大量的石灰，污泥較多。剩余污泥干重有約20噸/天。設4臺過濾面積600m2廂式壓濾機，3用1備。

4 實際運行效果

現場水質復雜，經過兩級物化處理后，各金屬離子均得到很好的去除。本工程調試期為20天，出水水質各指標均穩定達標。

5 經濟技術指標

總占地面積：11288m2。

項目總投資：3660萬元，其中土建投資約2050萬元，設備材料及安裝等投資約1610萬元。

運營費用：2.409元/噸。其中人工費0.083元/m3水；藥劑費1.85元/m3水；電費0.176元/m3水；污泥運輸費0.067元/m3水；管理費及其他0.093元/m3水；修理費0.14元/m3水。

6 項目總結

（1）因該廢水來源于尾礦庫，進水含有較多泥沙，因此調節池前設沉泥池可減少調節池內污泥累積。

（2）pH調節：經過調試發現，該類廢水pH進水與反應條件要求差值較大，加藥不易控制。反應后pH也不易控制在排放要求范圍。因此：①因進水pH較低，物化一級反應pH調節應設兩級，方便控制石灰投加量。②二級沉淀出水設pH回調池，以便將物化反應后出水pH控制在6-9。

（3）因需投加大量的石灰，污水廠管道容易結垢堵塞，因此污水廠管道最好使用不銹鋼管，而且應比所需管徑放大1～2級，同時考慮部分易結垢管段的檢修。

（4）該類廢水加藥量較大，本項目調試后增加部分污泥回流在達到效果的同時可顯著減少絮凝劑等投加量，可節省運行費用。

[1]左劍惡,王凱軍,甘海南,賈立敏等. UASB工藝的理論與工程實踐.北京,中國環境科學出版社,2000.09.

[2]崔玉川,劉振江,張紹怡等.城市污水廠處理設施設計計算.北京,化學工業出社.2004.08.

[3]顧夏聲等編著.水處理工程.北京,清華大學出版社,1985.