氧化鎂法脫硫廢水的達標排放研究

汪志全

（金隆銅業有限公司，安徽 銅陵 244021）

氧化鎂法脫硫廢水的達標排放研究

汪志全

（金隆銅業有限公司，安徽 銅陵 244021）

金隆公司原有環集脫硫氧化鎂法脫硫廢水中銅、砷、COD、硫化物含量很高，經過排水處理后，部分指標不能按《銅鎳鈷工業污染物排放標準》（GB25467-2010）穩定達標排放。通過技術改進，降低了進入脫硫系統雜質含量，提高和優化了中和系統能力，使脫硫廢水處理后達標排放，該技術為銅冶煉行業鎂法脫硫廢水處理提供了新的方法。

環境集煙；除塵；亞硫酸鎂；pH；銅、砷、氧化；沉降；過濾

1 引言

金隆銅業有限公司于1997年4月8日建成投產，經過多次技術改造，至2010年底形成高純陰極銅產能450kt/a，硫酸產能1200kt/a。冶煉系統采用閃速爐熔煉、PS轉爐吹煉、 陽極爐精煉工藝。為減少冶煉過程中溢出SO2煙氣對環境的影響，熔煉主廠房設置有環境集煙系統，較高濃度SO2煙氣亞硫酸鎂清液法脫硫后排放，雖然煙氣能達標排放，但脫硫排水含大量的銅、砷、鉛等重金屬污染物及亞硫酸鎂引起的硫化物超標，需對脫硫廢水進行處理才能確保系統正常運行［1］。

2 工藝簡介

2.1 脫硫工藝簡介

脫硫工藝系統主要由煙氣吸收系統、吸收液再生系統、工藝水系統、漿液配制系統、脫硫產物處理系統等組成［2］。氧化鎂漿液與脫硫塔回流的亞硫酸氫鎂溶液混合后，與內置的誘導結晶裝置產生的晶種充分混合，通過降低生成物的濃度達到加快氧化鎂轉化為亞硫酸鎂反應速度并提高氧化鎂轉化率，以提高氧化鎂的利用率，經過充分反應的溶液流到固液分離池，富含亞硫酸鎂吸收劑的上清液回到塔內循環吸收SO2，底流過量的固體亞硫酸鎂通過氧化器氧化為硫酸鎂溶液后送排水處理后排放。

2.2 脫硫系統廢水流量及成分

脫硫系統排出廢水流量30m3/h，每天排出廢水720m3。脫硫廢水成分見表1。

表1 2014年4月份廢水數據 mg/L

2.3 排水工藝簡介及流程

在中和工序一次中和槽中加入As的共沉劑FeSO4，加消石灰調整pH等于7.0后進入氧化槽，處理液經氧化槽氧化將其中的Fe2+氧化成Fe3+、As3+氧化成As5+，然后進入二次中和槽，在二次中和槽中添加消石灰調整pH9～11，再進入凝聚槽添加凝聚劑（聚丙烯酰胺），將沉淀物凝聚成大顆粒后，溢流到中和濃密機沉降濃縮，漿液送至真空過濾機過濾，濾餅送至渣場，濾液通過濃密機流槽進入澄清器進一步澄清，澄清器上清液與電化學處理后的水一道排放。

圖1 排水處理工藝流程圖

3 改造前排水指標及存在的問題

改造前排水指標見表2。

表2 2014年9月排水指標 mg/L

脫硫及廢水排水處理存在的問題：

（1）煙氣中大量有價金屬銅沒有得到回收。

（2）銅、砷及硫化物含量高，造成排水經過中和處理后仍不能穩定達標。

（3）由于排水含大量亞硫酸根，在中和系統與氫氧化鈣反應生成亞硫酸鈣造成系統結垢嚴重，排水系統不能穩定運行而且中和系統設備需每月需清理1次，不僅增加維修費用而且增加工作量［1］。

4 脫硫廢水銅砷超標原因及解決思路

4.1 脫硫廢水銅砷超標原因分析

環集煙氣中煙塵主要含銅、砷、鉛等重金屬污染物，在脫硫塔被洗滌下來后，脫硫循環液中銅砷含量高，超出了石灰石鐵鹽法中和法的處理能力，造成排放水超標。進入脫硫系統環集煙氣銅砷平均含量見表3。

表3 煙氣重金屬含量 mg/Nm3

4.2 煙氣中銅砷含量高的解決思路和方法

4.2.1 解決思路

由于煙氣中銅含量高且銅屬于有價金屬，根據計算每年煙氣中含銅47t，因此考慮對環集煙氣進行除塵回收銅金屬同時將砷一并去除，并且決定從源頭解決，將含重金屬的煙塵在進入脫硫塔前捕集下來，確保進入脫硫塔的煙塵銅砷含量在中和系統處理能力范圍內，從而解決排水銅砷超標問題［4］。

4.2.2 解決方法

通過對不同收塵裝置的投資、運行費用及管道配置可靠性等方面進行對比，確定在閃速爐及轉爐收集煙氣管上各增加1臺布袋除塵器。2015年1月布袋投運后脫硫廢水成分見表4。

表4 脫硫廢水成分 mg/L

增加布袋收塵后的效果：

（1）按含水率95%計算，每年回收銅約46t。

（2）由于銅砷等重金屬通過布袋回收后，脫硫廢水中銅砷含量明顯下降，為排水的銅砷處理打下良好基礎。

5 環集廢水硫化物的處理

5.1 環集廢水硫化物高的原因

SO2在脫硫系統被氧化鎂吸收后生成亞硫酸鎂，由于亞硫酸根存在還原性，因此在中和系統氧化能力不足時造成硫化物超標，另外由于采用碘量法測定硫化物含量，亞硫酸根離子的還原性影響硫化物的測定造成硫化物超標［3］。

5.2 降低硫化物的措施

（1）在脫硫系統固液分離器底流增加1個Φ2500mm×7500mm氧化罐，配LJX（PP600）-Ⅱ型射流氧化器1臺（氧化空氣氣量為600m3/h），將大部分固體亞硫酸鎂氧化，解決因固體量大而堵塞設備及管道的問題。

（2）在中和系統一次反應槽增加射流氧化泵，進一步提高中和系統的氧化能力。根據計算，采用LJX（PP600）-Ⅱ型射流氧化器1臺（氧化空氣量為600m3/h），將大部分溶解的亞硫酸鎂氧化。因亞硫酸根大部分被氧化，解決了亞硫酸根結垢及堵塞的問題。

（3）中和系統處理后的排水含硫化物降到20mg/L，仍不能滿足銅鈷鎳排放標準，因此需進一步深度處理。為提高氧化效率，將排水加鹽酸使pH值由9調整到6～7，配LJX（PP600）-Ⅱ型射流氧化器1臺（氧化空氣量為600m3/h），對中和處理后的排水進行氧化，然后調整pH至8，經沉降后的排水達到銅鈷鎳排放標準后排放。

6 處理后的排水指標

通過布袋除塵及提高氧化效率后，排水指標達到銅鈷鎳的排放標準。改造后排水指標見表5。

表5 排水指標 mg/L

7 結語

通過對環集脫硫系統煙氣除塵，調整pH提高亞硫酸鎂的氧化效率，不僅可以滿足《銅鎳鈷工業污染物排放標準》（GB25467-2010）中銅、砷、硫化物的排放要求，每年還回收有價金屬銅46t，具有較好的經濟效益與環境效益，也為同類企業提供了有益的經驗。

［1］吳新民, 汪衛東. 亞硫酸鎂清液脫硫技術在金隆公司的應用[J]. 硫酸工業, 2014(6):42-45.

［2］張晏, 梁海衛. 化學沉淀法處理高濃度含氟廢水的研究[J]. 中國資源綜合利用, 2012(5):37-39.

［3］王成. 碘量法測定廢水中硫化物的效果分析[J]. 科技創新導報, 2013(14):125.

［4］張亞斌. 鎂法脫硫系統脫硫液中重金屬的去除研究[J]. 無機鹽工業, 2014(1):49-51.

［5］劉春爽. 廢水中硫化物、硝酸鹽和氨氮生物同步去除及其機理[J].化工學報, 2015(2):779-784.

Study on the Standard Discharge of the Desulfurization and Extraction Solution of Magnesium Oxide

WANG Zhi-quan
（Jinlong Copper Co., Ltd., Tongling 244021, Anhui, China）

Jinlong originaldesulfurization wastewater which desulfurizated by ring set magnesium oxide desulfurization, contains copper, arsenic, COD and high sulfide content. After wastewater treatment, still have some indicators can not be discharged by " coppernickel- cobalt industry emission standards "（GB25467- 2010）with stable discharge standards. Through technical improvements, the content of impurities which came into the desulfurization system are reduced, the systems and capabilities are improved and optimized,the wastewater after the desulfurization process can be standards discharged. This technology provides a new approach for copper smelting industry magnesium desulfurization wastewater treatment.

environmental the smoke；dust；magnesium sulfite；pH；copper；arsenic oxide；sedimentation；filter

X703

A

1009-3842（2016）06-0067-03

2015-08-17

汪志全（1966-），男，安徽樅陽人，工程師，主要從事給水排水與供熱通風方面的生產技術工作。E-mail: wzq@jinlongcopper.com