某選礦企業重金屬廢水生物制劑處理工程實例

王巖 朱贊強 蔣國民 劉永豐 吳財松

（1、賽恩斯環保股份有限公司，湖南 長沙 410013 2、中國有色行業污染治理與裝備工程技術研究中心，湖南 長沙 410083 3、湖南有色行業重金屬污染治理技術與裝備工程技術中心，湖南 長沙 410013）

1 工程概況

某公司是一家集采選冶一體的有色金屬礦冶企業，老廠選礦廠現有的選礦廢水處理站于2007 年前建設投入運行，當時出水標準執行《污水綜合排放標準》GB8978-1996 相關限值，經處理后凈化水中鉛等重金屬及COD 均能夠達到當時執行的《污水綜合排放標準》GB8978-1996 相關排放標值要求。2010 年10 月1 日《鉛、鋅工業污染物排放標準》（GB25466-2010）出臺，標準要求2011 年1 月1 日起至2011 年12 月31 日止，現有企業執行表1 規定的水污染排放限值，2012 年1 月1日起，現有企業執行表2 規定的水污染物排放限值。該企業廢水處理站出水不能滿足新的排放限值要求。

廢水處理站出水超標的原因主要有三個方面：一是在設備設施方面，由于設施建成較早，期間兩次改造不徹底，系統運行、工藝控制均不穩定；二是在選礦廢水性質方面，由于老廠鉛礦礦體小，礦石性質、品位及礦石中砷等雜質不穩定，各種成分變化較快，以致選礦廢水中的砷含量也不穩定，尾礦水含砷濃度與原礦中的砷含量成正比，2016 年以前，原礦含砷≤2%，2017 年以來原礦含砷已超過2%；三是選礦石灰消耗量的變化，由于礦石性質變化，選礦石灰耗量由過去15Kg/t（原礦）增加到20Kg/t 以上，使尾礦水pH 升高，在高堿條件下重金屬及各種有害元素濃度升高。

綜上，排放水中砷、COD 甚至其他有害元素間斷性超過允許排放限值很難避免，現有工藝已不能滿足日益嚴格的環境保護監管要求，如若遇到政府監管部門檢查中出現間斷性或日均值超標將受到查處，將給企業造成不可估量的嚴重后果，嚴重影響企業的聲譽和形象。為了解決這一問題，維護企業的正常生產，企業決定對現有設施進行改造，改造后處理規模1000m3/d。

本改造工程設計出水重金屬鉈濃度不大于0.005mg/L，其他重金屬污染因子及SS 等指標滿足《鉛、鋅工業污染物排放標準》（GB25466-2010）表3 水污染物特別排放限值的相關要求，具體設計進出水水質詳見表1。

表1 設計進出水污染物排放濃度限值（mg/L，pH 值除外）

2 污水處理工藝

考慮到水質水量的變化規律、國家與當地排放標準的要求等因素，應選擇經濟合理、工藝穩定、操作簡單的污水處理工藝[1-6]，該企業選礦廢水深度凈化處理改造工程采用的是賽恩斯環保股份有限公司研發的生物制劑脫鉈+生物制劑協同氧化工藝。其工藝流程圖如圖1 所示。

圖1 選礦廢水處理工藝

工藝流程說明：

尾礦漿經過Φ18m 濃密池后，沉淀后上清液依次進入1 號池、2 號池，2 號池水經提升泵提升至選廠高位水池，回用。

a.部分不能回用廢水，經泵提升至一級反應槽，在一級反應槽內根據廢水中鉈的含量加入穩定劑，調整廢水中鉈的形態，對鉈進行初步脫除（一級反應槽預留石灰乳投加點）；

b. 根據鉈和其他重金屬離子濃度在二級反應池中加入適量生物制劑進行深度脫除；

c.在二級反應槽出口投加PAM，反應完全后，廢水進入沉淀池；

d. 沉淀池上清液自流進入協同氧化批次反應池，在批次反應A 槽中加入硫酸，調節體系pH 值；

e. 在批次反應B 槽中加入生物制劑及氧化劑發生協同氧化反應；

f. 在批次反應C 槽中加入石灰乳調節體系pH 值，進行充分水解；

g.在批次反應D 槽中加入PAM 發生絮凝作用，進入Φ12m 濃密機實現固液分離，上清液進入7# 水池，經硫酸調節pH 后，經泵送至無閥過濾器后達標外排。

異常情況下，出水不達標時，廢水從7#水池返回6#水池暫存，返回系統處理；也可直接輸送至選廠高位水池，用于生產回用。

一段沉淀池及Φ12m 濃密機底泥進入Φ18m 濃密池，進一步濃縮后Φ18m 濃密池底泥進行壓濾，壓濾后的濾渣進行安全處置，正常情況下，壓濾機濾液回流至1#水池，若因壓濾機故障等原因造成濾液渾濁，則濾液回流至Φ18m 濃密池。

3 工藝運行效果分析

該企業的選礦廢水深度凈化處理改造工程，考察的污染物指標為鉛、鋅、鎘、銅、砷、鉈、COD、pH。經前期對進水重金屬、COD 含量的分析，以及藥劑用量的探索，從4 月3 日開始，固定藥劑用量穩定運行，根據企業要求，連續3 天（4 月5 日至4 月7 日）取進出水樣，送第三方進行上述指標檢測。

3.1 COD 去除效果

根據設計指標要求，系統進水COD≤220 mg/L，出水COD≤50 mg/L，根據第三方報告，穩定運行期間進出水COD 指標如圖2 所示。

圖2 進出水COD 指標

如圖2，調試穩定運行期間，進水COD 在184-247 mg/L 之間波動，超過設計進水最高220mg/L 的要求，出水在19-48 mg/L 之間波動，穩定達標。

3.2 Pb 去除效果

根據設計指標要求，系統進水Pb≤40 mg/L，出水Pb≤0.2 mg/L，根據第三方報告，穩定運行期間進出水Pb 指標如圖3 所示。

如圖3，調試穩定運行期間，進水Pb 在28-58 mg/L之間波動，超過設計進水最高40mg/L 的要求，出水均小于0.1 mg/L，穩定達標。

圖3 進出水Pb 指標

3.3 Zn 去除效果

根據設計指標要求，系統進水Zn≤65 mg/L，出水Zn≤1 mg/L，根據第三方報告，穩定運行期間進出水Zn指標如圖4 所示。

圖4 進出水Zn 指標

如圖4，調試穩定運行期間，進水Zn 在1.5-3.5 mg/L之間波動，出水Zn 小于0.12 mg/L，遠低于設計出水指標。

3.4 Cd、Cu、As 去除效果

根據設計指標要求，系統進水Cd≤1 mg/L、Cu≤1 mg/L、As≤10 mg/L，出水Cd≤0.02 mg/L、Cu≤0.2 mg/L、As≤0.1 mg/L，根據第三方報告，穩定運行期間進出水Cd、Cu、As 指標如圖5、圖6、圖7 所示。

如圖5、圖6、圖7，調試穩定運行期間，進水Cd、Cu、As 含量均較低，出水均遠低于設計指標。

圖5 進出水Cd 指標

圖6 進出水Cu 指標

圖7 進出水As 指標

3.5 Tl 去除效果

根據設計指標要求，系統進水Tl≤0.02 mg/L，出水Tl≤0.005 mg/L，根據第三方報告，穩定運行期間進出水Tl 指標如圖8 所示。

圖8 進出水Tl 指標

如圖8，調試穩定運行期間，進水Tl 在0.022-0.033 mg/L 之間波動，超出設計進水水質標準，但出水Tl 穩定達標。

4 調試結論

4.1 該企業的選礦廢水采用“生物制劑協同脫鉈+生物制劑協同氧化工藝”，處理工藝成熟，結合自動控制，工人勞動強度降低，方便管理。

4.2 生物制劑協同脫鉈+生物制劑協同氧化工藝運行穩定，凈化高效，能夠全面減排重金屬、COD，降低環境污染風險，確保良好的企業形象，保障企業的安全生產。

4.3 調試期間水質情況條件下，處理每噸廢水藥劑用量：穩定劑用量0.26 kg/m3，生物制劑S005 用量0.55 kg/m3，生物制劑S003 用量1.34 kg/m3，氧化劑用量1.60 kg/m3。總藥劑成本約為10.686 kg/m3。后續生產過程中，可根據實際進水水質情況進行藥劑用量的優化調整。（4）環境效益顯著，技術經濟可行。

5 建議

根據調試期間情況，從長期穩定運行的方面考慮，向企業以下建議：

5.1 由于進水分析檢測條件缺乏及檢測滯后，造成無法及時調整藥劑，可能存在藥劑投加不足和投加過量的問題，造成出水超標或者成本偏高，建議后期加強改進，做好出水水質的檢測工作，做到檢測精準，便于指導工業生產。

5.2 水處理現場規模大，設施設備多，工藝流程長，廢水處理站相關工藝操作不同于以往生產的工作內容，建議業主方加強管理人員、技術人員、操作人員的培訓與考核。