鉛鋅冶煉廠氨氮廢水處理工藝實例分析

摘 要：指出鉛鋅冶煉廠氨氮廢水的種類和特點，探討與選擇適當的處理和回用技術路線，以達到節水減排、穩定運行的目的。

關鍵詞：氨氮廢水；工藝流程；存在問題

某鉛鋅冶煉廠氨酸法吸收SO2煙氣產生了高氨氮廢水，氨氮含量達到5000mg/L。若將其直接排放，勢必對周邊環境及植物生長等帶來危害。同時，若在進行重金屬廢水處理前，沒有把高氨氮廢水中的NH3-N去除掉，重金屬離子就會和廢水中的氨氮形成絡合物，無法去除廢水中的重金屬離子。鑒于此種情況，在廠內建設了一座氨氮廢水處理站對高氨氮廢水進行處理。

1 系統設計參數及要求

1.1 處理能力

處理能力：150m3/d 處理時間：24h/d

1.2 原水成分及處理要求

（1）廢水的水質：

NH3-N：5000mg/L PH：0.91～2.73 F-：338～1422mg/L

由上述離子含量根據電荷平衡式推算出H2SO4約為：10000-12500 mg/L，其它含有部分重金屬：

Pb：1.77～23.8 mg/L Zn：15.7～1181 mg/L

Cd：0.286～5.24 mg/L As：4.06～35.4 mg/L

（2）處理要求：

出水水質：NH3-N：≤35 mg/L F-：≤10 mg/L

2 工藝系統設計

2.1 工藝流程簡圖（圖1）

2.2 工藝流程說明

2.2.1 預處理工序。30%燒堿溶液制備：來料采用片堿，設置片堿存貯間，由抓斗起重機送入30%燒堿制備池中，加水攪拌后制成30%濃度的氫氧化鈉溶液（燒堿溶液），為保證燒堿溶液濃度的穩定性，設置2座燒堿制備池，互為備用。由燒堿投加泵將燒堿制備池中燒堿輸送到調堿反應罐中調節pH值。為節省能耗和保證投加量的準確性，根據調堿反應罐出水pH值高低調整燒堿投加量，滿足后續設備對來水pH值的要求。預處理：來自生產車間的工藝氨氮廢水進入廢水調節池均質均量，廢水通過廢水提升泵進入調堿反應罐，在調堿反應罐中投加燒堿溶液調整pH值至11.5左右，使水中離子氨轉化為游離氨，出水用污泥提升泵送入廂式壓濾機，經廂式壓濾機脫水后的泥餅由汽車外運，壓濾后出水進入中間水箱穩壓穩流后進行除氨處理。調堿反應罐設置2臺，互為備用。廂壓機設置1臺。

2.2.2 除氨工序。中間水箱中待處理的含氨廢水通過除氨泵進入高分散法除氨工藝除氨塔進行除氨。為防止水箱以及管道里殘留的顆粒物對后續系統產生影響，在除氨泵的進口設置Y型過濾器。經過前面預處理后廢水中離子態的銨轉變為游離態氨，通過除氨塔使廢水中的游離氨逸出，由少量的空氣攜帶進入除氨塔的吸收段。除氨尾氣采用稀硫酸進行循環吸收，制備硫銨溶液。為滿足設備運行的穩定性及連續性，設置溶液循環槽2臺。因本項目除氨后廢水和不含氨氮的污酸廢水混合后，氨氮可達標排放。為降低投資成本，本方案采用2塔串聯循環2遍的除氨工藝。

2.2.3 尾氣吸收工序。兩座除氨塔都采用KMDA-Ⅰ型除氨塔，帶吸收段，采用5%的稀硫酸吸收除氨尾氣，產生濃度為35%左右的硫銨溶液外運。吸收后的除氨尾氣的排放滿足GB14554-93《惡臭污染物排放標準》中高度與排放量要求，可直接排空。調堿反應罐、廂壓機房、中間水池、緩沖水池和段間水池設置成密閉形式，并通過排氣孔將水箱中氨氣用引風機引入一級除氨塔吸收段用稀硫酸吸收。在項目建成后，企業組織了除氨裝置的考核驗收工作，原水氨氮濃度在4151～10190mg/L之間波動，經二遍除氨，即4塔處理后出水氨氮濃度在2.77～58.5mg/L之間，總去除率大于99.1%，達到了處理能力及出水水質的要求。

3 存在問題

通過詳細了解除氨塔以及預處理系統運行情況，同時查閱相關技術資料，與設備廠家、現場技術人員開展技術交流，查找系統的薄弱環節，進一步完善現有工藝。

通過實際運行，存在的主要問題有以下幾點：一是，除氨塔布水裝置采用PVC材質，因整個工藝要求PH值控制在11以上，布水裝置容易結垢，大致運行一周，就需要對布水裝置進行清洗和拆除處理，PVC材質硬度較低，在拆除過程中極容易損壞；二是，布水裝置分散器采用PVC材質，發現從分散器噴出的水呈柱狀，霧化效果差；三是，在生產實踐中發現，除氨塔除氨效率與空氣溫度成正比，尤其是在冬天除氨塔除氨效率明顯低于夏天。由于原設計對進入除氨塔內的空氣未考慮加熱措施，在冬季運行過程中，吹脫一遍，出水氨氮含量達不到出水水質要求，從而需要進行重復吹脫，使得每天的處理能力減小，能耗增大。

鑒于上述存在的問題，目前已進行了改造，具體改造措施為：（1）布水裝置材質采用316L不銹鋼；（2）采用“多孔菱形輻流”的布水方式；（3）在廠區內已有的低壓蒸汽管上引一根蒸汽管道，至風機出口與除氨塔進風口的管道上，根據室外溫度情況調整閥門開啟。

目前，這兩個薄弱環節已成功解決，且效果良好。

4 效益分析

（1）運行成本分析。本項目運行成本分析按150m3/d確定噸水運行費用，具體見表1。

（2）環境效益及二次污染分析。本項目環境效益及二次污染分析按150m3/d處理量，年運行330天核算。（如表2）氨氮廢水處理站工程的建設有效消減了氨氮等污染物質，對保護以禮河水系環境質量具有積極意義。

5 結束語

氨氮廢水處理站工程的實施，能有效控制高氨氮廢水對周邊生態環境的危害，對保持企業生產區環境質量、實踐企業建設花園工廠目標、改善會澤縣城面貌，有著極其重要的意義，是非常必要的。

作者簡介：陳宏儒（1980-），男，漢族，籍貫：山西祁縣，學歷：研究生，職稱：工程師，單位：昆明有色冶金設計研究院股份公司，研究方向：給排水專業設計。