丹陽塑料廠廢水處理一體化設備質量安全可靠
銅陵地區某冶煉廠于1978年建成投產，至2017年全面關停，期間進行了多次升級改造，形成了系統多、能耗高、環保設施不健全等的局面，較嚴重的環境污染和高生產成本難以適應社會發展需求及市場競爭。在面臨環保日趨嚴苛和企業發展難以為繼的雙重壓力下，該廠提出了異地搬遷改造方案，通過對老廠進行轉型改造，以實現銅冶煉老企業的產能升級與節能減排。該項目建設投資17.62億元，其中環保投資占比達到總投資的29.83%，主工藝采用銅精礦配料—圓盤制粒—富氧頂吹熔池熔煉—智能數控吹煉—回轉式陽極爐精煉—PC電解精煉流程，冶煉煙氣制酸采用稀酸動力波洗滌器洗滌凈化+二轉二吸制酸+離子液脫硫工藝，生產電解銅200kt/a、硫酸760kt/a。目前該項目正在進行投料試生產，筆者對廢水處理工藝及廢水梯級回用措施進行探討。
1、給排水系統概述
給排水系統承擔著向生產車間各個環節供應不同類別的水的任務，同時還要對車間排出的廢水進行收集、輸送、處理和排放。該項目給水系統分為生產給水系統、生活給水系統、事故給水系統、循環冷卻水供水系統、回用水供水系統、消防給水系統等7個部分，其總用水量為4.8282×105m3/d。其中新水用量9629m3/d，回用及循環水用量4.73191×105m3/d，工業用水循環率達到98.0%。
生產排水系統采用清污分流、雨污分流制，廠區內建設了1座1500m3/d初期雨水處理站和1座2600m3/d深度廢水處理站。項目投產后產生的含重金屬廢水量約為1449m3/d，清潔廢水量為2261m3/d，經處理后全部回用，無生產廢水外排。
2、廢水來源
按照排水的水質，可將廠區需要進行處理的廢水分為生產廢水、循環冷卻系統排污水和場地初期雨水三部分。
2.1 生產廢水
在銅冶煉生產過程中，礦石中的重金屬會在冶煉過程中通過廢水排放出來，這些重金屬廢水水質較為復雜，廠區內生產廢水主要來自以下區域：
1)熔煉區域廢水。
熔煉渣、轉爐吹煉渣以及陽極板澆鑄時需用工業水進行直接噴水冷卻，因冷卻水和熔體直接接觸，因此該區域廢水中含有爐渣的微粒和溶解的重金屬Cu，Pb，Zn，As等。
2)電解區域廢水。
經電解完成的陰極板表面沾有含CuSO4，H2SO4，H2O電解液，清洗陰極板可使部分銅離子進入廢水系統，致使廢水中含有Cu2+，H2SO4，Ni，As，Bi，Sb，Ag等物質。另電解槽定期清理過程中，用水將黏附于陽極和池壁的泥狀物質沖洗掉，產生的廢水中含有陽極泥及Cu，As，Bi，Pb，Sb等。
3)硫酸區域廢水。
冶煉煙氣制酸產生的污酸污水，占到全廠重金屬廢水的80%以上。制酸流程中煙氣濕法降溫洗滌時開路出來的稀酸，由于煙氣中含有重金屬煙塵，通過濕法洗滌后，由氣相轉入液相。該區域污水含酸量大、污染物種類多，主要成分為H2SO4，Cu，As，Pb，Zn等。
2.2 循環冷卻系統排污水
銅冶煉過程中，根據工藝需求，需設置大量的循環水冷卻系統，以保證設備、介質適宜的工作環境。循環水系統在循環過程中，由于溫度、流速的變化以及工藝的需要，導致水分不斷蒸發，無機鹽離子和有機物逐漸濃縮。當循環冷卻水系統中有害物質達到一定的濃度時，即需排污。廠區循環冷卻水系統的排污水主要來自熔煉循環水、澆鑄機循環水、電解及凈液循環水、硫酸循環水、制氧循環水、動力區域循環水、渣緩冷循環水等9個獨立的循環冷卻水系統。
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2.3 初期雨水
初期雨水的特點是水量大、成分簡單、重金屬含量低、pH值接近中性、處理成本低，中水回用適應面廣。目前，盡管對主要重金屬污染區域，比如，制酸、冶煉、收塵等區域的初期雨水進行了收集處理，但由于廠區物料運輸及堆存、煙道清灰作業等生產活動，降雨期間廠區初期雨水仍然會出現重金屬離子濃度超標的情況。
3、廢水處理工藝探析
3.1 生產廢水處理工藝
銅冶煉廠生產廢水種類多、成分復雜，必須進行合理的廢水分類和預處理。但是分水過細，則建筑物過多、排水管網過長、管理難度大;分水過粗，則污染因子可能相互干擾，增大廢水回用難度。考慮到硫酸區域廢水量大、成分復雜等特點，該項目設置2套生產廢水處理系統，1套單獨處理硫酸區域產生的酸性廢水，另1套則處理其他區域的生產廢水。
酸性廢水采用“硫化—石膏—一次中和—氧化—二次中和”的工藝流程。硫酸凈化工序中產生的酸性廢水首先通過圓錐沉降槽進行沉降，脫除廢水中的鉛等雜質后進入硫化工序，通過加入Na2S進行脫銅和脫砷處理。其反應后液進入石膏處理站，通過加入石灰石漿液在攪拌的情況下進行充分反應，除去硫酸以及部分氟離子。經硫化和石膏工序處理后，反應后液進入中和工序。在中和工序中，加以強化除砷效果，并按“一次中和—氧化—二次中和”三步進行。中和后液再通過濃密機沉降，上清液泵入脫鈣工序處理后回用。其他區域的生產廢水則直接采用“一次中和—氧化—二次中和”的工藝流程來進行處理。此方案既提高了系統整體的凈水回收率，又降低了工程投資和運行費用，經濟性能優異。
