有色冶煉廠廢水減排與提標(biāo)技術(shù)
大冶有色金屬有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱大冶有色)冶煉廠是我國(guó)大型銅冶煉基地，陰極銅產(chǎn)能為600kt/a，硫酸產(chǎn)能為1Mt/a，配套設(shè)有污水處理站處理廠區(qū)廢水。2015年以來，為適應(yīng)國(guó)家環(huán)保政策和企業(yè)綠色發(fā)展的要求，對(duì)冶煉廠區(qū)廢水治理進(jìn)行整體規(guī)劃，相繼實(shí)施廢水的雨污分流、清污分流與梯級(jí)利用、污水處理站外排水提標(biāo)改造等水治理項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了外排水量和污染物總量的減排。
1、改造前廢水處理及循環(huán)利用
1.1 廢水處理
大冶有色冶煉廠廢水主要為雨水、生產(chǎn)廢水及生活廢水，不同種類的廢水混合后進(jìn)入污水處理站處置。該廢水水量大，呈酸性并含有重金屬離子，廢水量及主要成分見表1。
冶煉廠區(qū)廢水混合后進(jìn)入污水處理站處理，外排水指標(biāo)滿足GB25467―2010《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，但距離廢水回用的基本要求還存在一定差距。
1.2 廢水回用
大冶有色冶煉廠廠區(qū)進(jìn)水分生活水和生產(chǎn)水，2014年平均用水量為18.3kt/d，其中新水使用15.0kt/d，排水量7.2kt/d，每噸銅新水單耗約為18.16t。廠區(qū)部分片區(qū)建有廢水循環(huán)設(shè)施，水循環(huán)利用(回用)量約3300t/d。
2、改造方案
為響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排方針，滿足日趨嚴(yán)格的環(huán)保政策，需要對(duì)廠區(qū)廢水處理設(shè)施進(jìn)行整體改造，提升廢水的循環(huán)利用率，降低廢水排放量和污染物排放量。
2.1 雨污分流
大冶有色冶煉廠占地面積約9.0×105m2，年平均降雨量1330mm，年降雨天數(shù)130～150d，降雨充沛。根據(jù)廠區(qū)布局，在廠區(qū)分界線設(shè)置截洪溝，不讓廠區(qū)外潔凈雨水進(jìn)入廠區(qū)受到污染，廠內(nèi)增設(shè)東區(qū)、西區(qū)雨水收集池及雨水轉(zhuǎn)運(yùn)提升系統(tǒng)，分類收集和處置雨水。
廠區(qū)外截洪溝潔凈雨水直接外排，廠內(nèi)東區(qū)設(shè)置初期雨水收集池收集東區(qū)降雨30min內(nèi)的初期雨水，由污水處理站處置達(dá)標(biāo)后外排或回用，30min后的潔凈雨水外排，西區(qū)設(shè)置初期雨水收集池和后期雨水收集池，初期雨水經(jīng)雨水管網(wǎng)收集至初期雨水收集池后再經(jīng)雨水管路輸送至污水處理站處置，后期潔凈雨水進(jìn)后期雨水收集池澄清后進(jìn)行回用。廠區(qū)雨水處置流程見圖1。
2.2 清污分流
通過對(duì)廠區(qū)水系統(tǒng)進(jìn)行綜合梳理，按照不同水質(zhì)，實(shí)施涉重廢水與不涉重廢水的分類收集，同時(shí)按照廠級(jí)、職能科室與車間共管級(jí)、車間級(jí)在全廠設(shè)置一、二、三級(jí)廢水排口，并制定相應(yīng)的管理制度以加強(qiáng)管控。廠區(qū)廢水清污分流及三級(jí)排口見圖2。
1)全廠向外環(huán)境排水設(shè)置的廢水總排口及污水處理站排口為一級(jí)排口，涉重廢水由污水處理站處理達(dá)標(biāo)后外排或回用，由廠級(jí)進(jìn)行監(jiān)管。
2)污酸處理站、電解片區(qū)、備料片區(qū)分別對(duì)涉重廢水進(jìn)行收集后設(shè)置3個(gè)涉重廢水排口，該排口為二級(jí)排口，由職能科室和車間共同監(jiān)管。制酸片區(qū)涉重廢水收集后用泵輸送至污酸處理站處置后排放，備料片區(qū)降塵、沖洗等涉重廢水收集到運(yùn)礦車洗車臺(tái)沉淀池，沉淀后上清液循環(huán)利用，余水排放，電解片區(qū)的涉重廢水集中收集至西區(qū)初期雨水收集池然后進(jìn)行排放。3個(gè)涉重廢水排口均采用管道輸送至污水處理站，進(jìn)行深度處理后回用或達(dá)標(biāo)外排。
3)廠區(qū)不涉重工業(yè)廢水、清潔水或雨水排口為三級(jí)排口，由相關(guān)車間監(jiān)管。不涉重廢水也進(jìn)行集中收集后，由管道輸送至渣緩冷片區(qū)使用。
2.3 梯級(jí)利用
按照梯級(jí)利用原則，工藝廢水、冷卻水、蒸汽冷凝水不進(jìn)入涉重廢水系統(tǒng)，對(duì)不涉重廢水進(jìn)行梯級(jí)利用。
1)制酸片區(qū)和發(fā)電片區(qū)循環(huán)水系統(tǒng)排水量為400t/d，水質(zhì)硬度小于或等于600mg/L，總鹽質(zhì)量濃度小于或等于1.2g/L，可直接回用至渣緩冷片區(qū)，用于渣包的冷卻。
2)收集各生產(chǎn)片區(qū)工藝排放水，建立清水池，回用于對(duì)水質(zhì)要求較低的位置。如沖地用水、工藝生產(chǎn)的藥劑制備用水等。
3)對(duì)高品質(zhì)的設(shè)備冷凝水、蒸汽冷凝水收集，用于設(shè)備冷卻或循環(huán)水補(bǔ)充水。
2.4 新增生活水處理系統(tǒng)
生活廢水包括廠區(qū)職工澡堂排水、食堂排水、廁所沖洗水。其特點(diǎn)是水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)比較穩(wěn)定，可生化性好，屬于低濃度的有機(jī)廢水。新建550m3/d生活水處理系統(tǒng)處置生活廢水，采用曝氣生物濾池工藝進(jìn)行處理。處理后的廢水用作轉(zhuǎn)爐循環(huán)水補(bǔ)水。
2.5 外排水提標(biāo)改造
2013年污水處理站開始使用生物制劑法處理廠區(qū)廢水。該技術(shù)相對(duì)成熟、可靠，多種重金屬能同時(shí)去除。超濾是采用中空纖維過濾方式，以壓力為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)，配合預(yù)處理過濾清除水中雜質(zhì)，具有過濾精度高、耐污染能力強(qiáng)、易清洗、設(shè)備設(shè)施占地面積小等特點(diǎn)。
在污水處理站原有設(shè)備設(shè)施的基礎(chǔ)上，增設(shè)三級(jí)生物制劑投加點(diǎn)和超濾裝置，實(shí)現(xiàn)外排水的提標(biāo)排放。
1)增設(shè)三級(jí)生物制劑投加點(diǎn)，對(duì)冶煉外排水砷、銅、鎘等重金屬進(jìn)行深度處理。
2)建立4500m3/d的超濾系統(tǒng)，利用超濾膜截留水中的懸浮物(SS)等雜質(zhì)。
3)增加150m3/h的廢水回用設(shè)施。
改造后污水處理站工藝流程見圖3。
3、主要構(gòu)筑物及設(shè)備配置
大冶有色冶煉廠雨污分流系統(tǒng)、循環(huán)水回用系統(tǒng)、涉重廢水收集系統(tǒng)、生活水處理系統(tǒng)、污水處理站主要構(gòu)筑物及設(shè)備配置見表2。
4、運(yùn)行效果
4.1 節(jié)水減排效果
改造后增加的水循環(huán)利用點(diǎn)見表3。
改造后全廠新增廢水循環(huán)使用量6250t/d，減少新水用量6.0kt/d，每噸銅新水單耗由18.16t降低至13.6t，外排水量由7.2kt/d下降至3.0kt/d。
4.2 外排水指標(biāo)
改造后，污水處理站運(yùn)行穩(wěn)定，外排水重金屬、懸浮物(SS)等指標(biāo)持續(xù)達(dá)到GB18918―2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)見表4。
4.3 經(jīng)濟(jì)效益
與改造前相比，廢水處理成本由0.55萬元/d提升至0.95萬元/d，減少的新水用量成本約0.9萬元/d，實(shí)際降低成本約0.5萬元/d，取得一定的經(jīng)濟(jì)效益。
5、存在的問題
1)大冶有色冶煉廠屬于老廠，排水管網(wǎng)復(fù)雜，排水點(diǎn)點(diǎn)多面廣，受地勢(shì)條件限制，部分雨水不能實(shí)現(xiàn)徹底分流。
2)由于歷史原因，整個(gè)冶煉廠區(qū)內(nèi)還有3家外單位，其排水也匯入冶煉廠排水管網(wǎng)，需要對(duì)外單位的清污分流和雨污分流設(shè)施進(jìn)行完善。
6、結(jié)語(yǔ)
大冶有色冶煉廠針對(duì)有色冶煉廢水水量大、成分復(fù)雜等問題，通過實(shí)施雨污分流、清污分流及梯級(jí)利用和污水處理站提標(biāo)改造相結(jié)合的方式，較好地實(shí)現(xiàn)了外排水量與污染物總量的減排，取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益，同時(shí)為后期廢水“零排放”奠定基礎(chǔ)。(來源：大冶有色金屬有限責(zé)任公司冶煉廠，有色金屬冶金與循環(huán)利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)