淺析有色金屬冶煉企業廢水深度處理技術

陳 秋，朱超群

（銅陵有色金屬集團 金冠銅業有限公司，安徽 銅陵 244000）

1 引言

我國正在大力推進生態文明建設，提倡綠水青山就是金山銀山的環保理念，國家正在逐步頒布水、大氣、土壤等法律法規，山東省已出臺《流域水污染物綜合排放標準》（地方標準），2019年3月起實施對排入水體的鹽類污染物進行限制排放指標；2020年12月國家頒布了2021年3月1日起實施的《中華人民共和國長江保護法》。作為企業，特別是沿江企業，有色金屬冶煉企業，要未雨綢繆，前瞻性落實水污染防治工作。隨著工業的發展，工業廢水相對城市污水，其危害性更大。如今，環保理念是世界的趨勢，也是人類必須面對的話題。作為需要長久發展的重工業企業，深度處理工業廢水是必須面對的難題。深度處理后的工業廢水不僅可以回用，節約水資源，更減輕了環境壓力，保護了人類賴以生存的環境。已運行的企業雖然都有污水處理設施，但是不同時期建設的企業，對廢水的處理工藝和方式不同［1-3］。

2 某鋅銦冶煉公司廢水處理

年產鋅錠10萬t、銦錠104t、硫酸38萬t，其主工藝采用濕法煉鋅工藝：沸騰焙燒+中性浸出+低酸浸出+三段凈化+電解+熔鑄，電解采用3.2m2大型陰極板和超大型整體樹脂混凝土電解槽。

廢水主要分為初期雨水、生活污水、清潔廢水和工藝污酸污水。

2.1 初期雨水

采用“聚鐵+中和-捕捉+絮凝沉淀+纖維球過濾法”進行處理，通過投加中和劑將pH調至9左右，并投加DTCR（一種重金屬捕捉劑）、絮凝劑，去除污水中的重金屬及固體懸浮物，再經過濾調pH后回用于生產系統。

2.2 清潔廢水

清潔廢水即循環冷卻排污水，處理工藝為：絮凝+斜板沉淀+多介質過濾器+超濾+RO反滲透，淡水部分回用，其余外排，該工藝未設置濃鹽水的蒸發結晶。

2.3 工藝污酸污水

工藝產生的污酸添加硫化氫除去砷及部分重金屬后上清液進入石膏工序，添加石灰石乳液反應沉降后上清液進入中和工段，添加硫酸亞鐵、石灰乳液曝氣反應后加入絮凝劑，沉淀過濾后上清液進入軟化處理工序，加入軟化劑碳酸鈉處理后進入深度處理。深度處理采用：多介質過濾器+超濾+RO反滲透+電滲析，最終淡水回用，濃水送火法系統燒渣噴濕。具體流程見圖1。

圖1 工藝污酸污水處理工藝流程圖

由于H2S氣體制備系統，安全設施要求高，該區域管理相對獨立封閉。此種污酸處理方式減少了Na+帶入系統，避免了回用水中鈉鹽富集，但系統運行不穩定，現場有少量H2S散逸，味道較重，在安全、環保無組織排放方面存在較大的隱患。

3 某鉛銅業公司廢水處理

設計規模為年產電解鉛10萬t、副產硫酸8.6萬t、白銀160t。冶煉工藝采用“頂吹沉沒富氧熔煉工藝技術”，制酸技術采用“一轉一吸制酸工藝”，硫酸尾氣處理采用“加拿大康世富有機胺吸收—解析”技術，鉛電解采用日本引進的“鉛陽極立模澆鑄、鉛陰極制造和自動排距生產線”。

生產廢水主要包括工藝污酸污水、一般酸性廢水和清潔廢水（循環冷卻排污水）。

銅冶煉污酸采用兩級石灰除砷工藝，石灰除砷后液和一般酸性廢水混合采用石灰鐵鹽處理，其后液與清潔廢水進入反滲透處理，反滲透的濃水進入濃縮處理單元，預處理采用石灰純堿法初步降低鈣硬度，再采用離子交換進一步去除后進入濃縮處理，濃縮采用電滲析技術［4］，濃縮后液進入蒸發處理單元，采用MVR蒸發技術。蒸發系統冷凝水水質達到《鉛、鋅工業污染物排放標準》（GB25466-2010）,氯離子含量小于100mg/L，送回生產給水系統回用，實現生產廢水零排放。經蒸發結晶系統分離出來固體無水硫酸鈉品質達到《工業無水硫酸鈉》（GB/T6009-2014）Ⅱ類一等品品質標準要求，實現銷售，分離出來的雜鹽（氯化鈉等）因不符合相應產品標準，暫時堆存，后續按危廢、固廢處置尚不可知。具體工藝流程見圖2。

圖2 銅冶煉污酸處理工藝流程圖

MVR蒸發系統雖在廢水的深度處理中發揮著重要作用，但設備體積龐大，占用很大的廠房空間，配套附屬設備多，設備管理要求高；目前MVR系統配套的分鹽裝置因設備和管理問題，硫酸鈉、氯化鈉也未進行有效分離，現場堆置很多的硫酸鈉、氯化鈉混鹽，現場管理較為混亂。

4 某銅冶煉企業廢水處理

企業生產工藝采用銅精礦配料—圓盤制?！谎蹴敶等鄢厝蹮挕悄軘悼卮禑挕剞D式陽極爐精煉—永久不銹鋼陰極電解精煉，冶煉煙氣采用動力波凈化—“兩轉兩吸”制酸工藝，年產陰極銅20萬t，濃硫酸82萬t。

企業廢水分為清潔廢水、含重金屬酸性廢水和生活污水、初期雨水等四類。初期雨水采用投加重金屬捕捉劑/生物制劑-沉淀-過濾處理工藝，處理后回用于生產工藝；生活污水經化糞池收集初步預處理后，排入本地經濟技術開發區生活污水管網，送城經開區污水處理廠處理，最終排入環境。清潔廢水即循環水系統排污水為含鹽、含熱廢水，屬于較清潔廢水，采用混凝沉淀+二級反滲透處理后，產出淡水回用于循環冷卻系統補充水。

4.1 工藝污酸污水

采用硫化工段+石膏工段處理后與全廠其他地面沖洗水、安全噴淋等廢水一起進入酸性廢水處理站，酸性廢水處理站采用“石灰+鐵鹽”工藝處理后，進入脫鈣工段，添加二氧化碳反應后出水回用于生產系統。具體工藝流程見圖3和圖4。

圖3 酸性廢水處理工藝流程圖

圖4 廢水處理工藝流程圖

在實際運行中，廢水回用較困難，主要因為處理廢水時不斷的加入鈉鹽，長期循環使用，鈉鹽沒有出路，導致回用水中鈉鹽含量高，易造成設備管路堵塞。清潔廢水處理系統由預處理、多介質過濾器、超濾、反滲透、納濾組成，系統自動化程度較高，但同樣存在設備管道老化等異常情況［5］。當出現需要系統較長時間停運檢修時，廠區清潔廢水無法處理。

4.2 清潔廢水

清潔廢水即循環水系統排污水為含鹽、含熱廢水，屬于較清潔廢水，采用混凝沉淀+二級反滲透處理后，產出淡水回用于循環冷卻系統補充水，產出濃水回用于制酸凈化作為補充水，工藝污酸污水主要為制酸凈化定期抽出的廢酸，可見清潔廢水處理后的濃水最終還是進入工藝污酸污水。

4.3 初期雨水

采用投加重金屬捕捉劑/生物制劑-沉淀-過濾處理工藝，處理后回用于生產工藝，具體流程見圖5。

圖5 初期雨水處理工藝流程圖

5 分析與討論

每年的3月22日是世界水日，地球可以稱為水球，但是人類可用的淡水資源很少，很多地區甚至出現缺水危機。各類企業的廢水都應該堅持分類收集、分質處理，一水多用的原則，節約用水，提高水的循環利用率。

初期雨水污染物少，不宜與工藝污酸污水混合處理，且來源于自然降雨，經簡單處理后即可滿足排放要求，憑借環境水體自凈能力易凈化，有利于大自然補水。

清潔廢水主要是間接換熱的循環冷卻水，水質較好，經混凝沉淀+二級反滲透處理后淡水回用，濃水回用于生產系統。工藝廢酸廢水，含有大量重金屬污染物，需加入藥劑如硫化鈉或者硫化氫除去重金屬，再經過石膏工序+中和工序等系列處理，達到回用水標準循環使用，易造成可溶性鹽富集，建議定期進行深度處理，深度處理技術可考慮電滲析、MVR蒸發結晶等［6］。

6 結論

關于物料平衡，處理廢水時不斷的加入了藥劑，最終都需要有部分物質出去。回用水要保證循環使用，就必須保持這種平衡，所以就如某鉛銅業公司一樣，對最終處理后的濃水必須進行蒸發結晶，使物料有出處。但是蒸發結晶后的物質是產品還是固廢或者危廢，就需要進一步明確了，也希望國家在企業深度處理這方面，給與技術支持和政策支持。