宋 飛 胡劍濤

(江西銅業(yè)集團(tuán)股份有限公司， 江西 九江 332000)

武山銅礦是江西銅業(yè)股份有限公司的下屬礦山之一，是一座20世紀(jì)60年代開始建設(shè)的地下開采礦山，位于江西省瑞昌市白楊鎮(zhèn)境內(nèi)。全礦分南、北兩礦帶，探明銅金屬儲(chǔ)量137萬t，硫儲(chǔ)量1226萬t，屬大型銅硫礦床。由于武山銅礦建設(shè)時(shí)間較早，隨著生產(chǎn)技術(shù)與環(huán)保技術(shù)的發(fā)展，主體工程所配套的環(huán)保設(shè)施的工藝技術(shù)、設(shè)備和設(shè)施能力不平衡，不協(xié)調(diào)，在節(jié)能、綜合利用等方面需要改進(jìn)。根據(jù)相關(guān)環(huán)保部門的監(jiān)測(cè)結(jié)果，目前最終排放的部分污染物（主要是水污染物）不能穩(wěn)定的達(dá)到環(huán)保要求，存在超標(biāo)現(xiàn)象，表明現(xiàn)有環(huán)保設(shè)施的處理能力與效果不滿足需要，隨著采選規(guī)模的逐步增大，相應(yīng)地，排放廢水、廢石等將有明顯增加，同時(shí)環(huán)境管理在改進(jìn)，需要增設(shè)環(huán)保設(shè)施，改善礦山及周邊環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1 北礦帶廢水站處理規(guī)模及水質(zhì)

1.1 北帶廢水站處理規(guī)模

根據(jù)生產(chǎn)部門記錄，挖潛擴(kuò)產(chǎn)后北礦帶井下最小涌水量 4500m3/d，最大涌水量 5500m3/d，平均 5000m3/d；井下生產(chǎn)廢水排水量 1187m3/d，因此北礦帶井下廢水最小排放量為 5687m3/d，最大排放量達(dá) 6687m3/d，平均 6187m3/d。在北礦帶井下廢水中，現(xiàn)有1500m3/d用于選廠尾砂輸送，中和尾礦漿，進(jìn)入尾礦庫(kù)水系統(tǒng)。但由于北礦帶井下廢水pH為2～3，尾礦水pH值為9～11；當(dāng)尾礦水pH為9時(shí)，按尾礦庫(kù)水量為20000m3/d，僅需要20 m3/d的pH為2的北帶污水即能使pH達(dá)到7；當(dāng)尾礦水pH為11時(shí)，按尾礦水量為20000m3/d，1500m3/d的pH為3的北帶污水方僅能使pH達(dá)到10.9。其波動(dòng)性太大，在實(shí)際運(yùn)行中難以掌控；且根據(jù)實(shí)際運(yùn)行效果來看，此股廢水常造成尾礦庫(kù)水酸化，給輸送管道及設(shè)備帶來腐蝕。因此項(xiàng)目可研報(bào)告取消北帶井下廢水中和選廠尾礦水，則北帶井下廢水為平均6187 m3/d完全進(jìn)入北帶廢水站。

B、另在暴雨期間，為了保證老污水塘不溢流外排，則需要將暴雨期間老污水塘不能貯存的廢水（640m3/d）排入北帶廢水站進(jìn)行處理后達(dá)標(biāo)排放。則北帶廢水站的處理水量范圍為 6327 m3/d（5687m3/d +640m3/d ）～7327 m3/d（6687m3/d+640m3/d ），平均6827 m3/d。因此，北帶廢水站的規(guī)模應(yīng)為7000 m3/d。

1.2 北帶廢水站進(jìn)、出水水質(zhì)。

北帶廢水站正常狀況下處理的是北礦帶礦坑廢水，另在暴雨期間增加處理老污水塘不能儲(chǔ)存的廢水。

武山銅礦北礦帶井下廢水和南橋排口水質(zhì)一覽表（單位：mg/L，pH無量綱）

2 北帶廢水站擴(kuò)容改造工藝選擇

重金屬?gòu)U水的處理方法有化學(xué)沉淀法、離子交換樹脂法、吸附法、電解法、活性炭吸附法、腐殖酸樹脂吸附法、斜發(fā)沸石吸附法、麥飯石吸附法、反滲透法、電滲析法、蒸發(fā)濃縮法、生物法等等，這些處理方法都是將廢水中的重金屬轉(zhuǎn)化成沉淀或是富集的形式，對(duì)這些物質(zhì)最終的處置，通常是進(jìn)行回收或安全填埋。由于直接對(duì)重金屬回收的廢水處理工藝，目前在經(jīng)濟(jì)上大多無法承受，考慮企業(yè)承受能力，使廢水達(dá)到環(huán)境保護(hù)要求，便于運(yùn)行操作，化學(xué)沉淀處理方法是首選。將來根據(jù)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件，預(yù)留電滲析法、捕收劑法等，進(jìn)行金屬回收。

重金屬?gòu)U水化學(xué)沉淀法，目前主要有中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體法，項(xiàng)目可研報(bào)告從處理工藝、處理效果等多方面比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)后，得出目前采用石灰中和沉淀是一種可行及經(jīng)濟(jì)的工藝方法。

另根據(jù)武山銅礦試驗(yàn)數(shù)據(jù)：北礦帶井下廢水在pH調(diào)整為9～11的情況下進(jìn)行混凝沉淀處理后，外排廢水的各項(xiàng)指標(biāo)（除pH外）均可滿足《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》；在pH調(diào)整為6～9的情況下混凝沉淀，污染物Cu、Zn及SS部分時(shí)段會(huì)超標(biāo)。因此本方案在參考武山銅礦試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，提出以下幾種備選方案：

方案Ⅰ：傳統(tǒng)酸性廢水中和沉淀法。北礦帶井下水的主要污染為 Cu、Zn及SS超標(biāo)，最佳的處理方法是加入OH-讓其生成氫氧化物沉淀?？紤]到NaOH調(diào)節(jié)礦山廢水pH值時(shí)，存在pH較難控制以及成本比較高的特點(diǎn)，一般采用石灰乳（即Ca（OH）2溶液）調(diào)節(jié)pH值，但石灰乳調(diào)節(jié)pH值存在管道結(jié)垢的問題。

方案Ⅱ：HDS處理工藝----即高效底泥循環(huán)回流技術(shù)。其在傳統(tǒng)處理工藝的基礎(chǔ)上融入了晶種循環(huán)處理技術(shù)，也即底泥回流系統(tǒng)；增加了藥劑/底泥混合系統(tǒng)，濃縮池底泥回流后與中和藥劑在藥劑底泥混合池中混合，促進(jìn)中和藥劑石灰顆粒在回流沉淀物上的凝結(jié)，增加沉淀顆粒粒徑和污泥密度，同時(shí)通過石灰的添加調(diào)節(jié)混合池pH值?；旌铣匾缌鬟M(jìn)入快速反應(yīng)池（RMT）與酸性廢水發(fā)生中和反應(yīng)，污泥也進(jìn)入中和反應(yīng)池，完成進(jìn)一步的中和反應(yīng)。通常反應(yīng)過程中要鼓入空氣進(jìn)行曝氣，氧化廢水中的亞鐵，產(chǎn)生共沉作用。中和反應(yīng)池溢流水進(jìn)入絮凝池，使中和污泥形成絮體，提高在澄清池中的沉降性能。澄清池沉降污泥一部分外排（高效濃密池）進(jìn)尾礦庫(kù)，一部分進(jìn)入底泥循環(huán)系統(tǒng)，進(jìn)一步循環(huán)利用。

HDS處理技術(shù)在世界范圍內(nèi)的多數(shù)礦山都有廣泛的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)，江西德興銅礦與加拿大PRA公司合作，開展了利用HDS技術(shù)處理礦山酸性廢水的改造，已經(jīng)取得了較好的效果，生產(chǎn)實(shí)踐中可有效的延長(zhǎng)設(shè)備的使用周期。

與方案Ⅰ相比，方案Ⅱ投資運(yùn)行成本相對(duì)較高，但其克服了方案Ⅰ的缺點(diǎn)，減小了底流的量，且經(jīng)過德興銅礦生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)實(shí)例檢驗(yàn)，可研已經(jīng)推薦采用方案Ⅱ。

反應(yīng)中主要的控制參數(shù)為pH值，pH值的控制關(guān)系到廢水能否達(dá)標(biāo)排放，從現(xiàn)有北帶廢水站運(yùn)行系統(tǒng)可得出，在pH=9～10左右，絮凝沉淀效果比較好，金屬離子去除效果較好。為了使廢水能夠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，滿足《銅鎳鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。本工藝pH調(diào)節(jié)分二段進(jìn)行反應(yīng)：第一段先用石灰/液堿將pH控制在9～10，生成 Fe（OH）3和 Cu（OH）2等，再絮凝沉淀；第二段即對(duì)沉淀池出水進(jìn)行 pH回調(diào)，將出水pH控制在6～9。

3 改造后期效果

處理后的廢水部分提升至新建高位廢水回用池回用于選廠尾砂分級(jí)稀釋、北礦帶井下膠結(jié)充填等處，多余部分pH回調(diào)至6～9后達(dá)標(biāo)排放。目前井下廢水全部泵入選廠1800m3水池：一部分用于中和尾礦漿，隨尾礦排入尾礦庫(kù)；一部分進(jìn)入沉淀池中，經(jīng)自然沉淀后由南橋排口排入南橋河，最終排入赤湖；其它廢水部分泵入北礦帶廢水處理站處理，部分隨北礦帶廢水站出水由南橋排口排入南橋河，最終排入赤湖。本方案擴(kuò)大北礦帶廢水站處理能力之后，北礦帶井下廢水完全進(jìn)入北礦帶廢水處理站，處理達(dá)標(biāo)后部分回用，其余部分由南橋排口排入南橋河，最終排入赤湖。

4 結(jié)語

礦井廢水處理系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)改造后，出水水質(zhì)有了明顯改善，在降低污染因子對(duì)周邊水體環(huán)境影響的同時(shí)，也減少了新鮮水的投入，節(jié)約了大量的水資源。此次廢水處理系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)改造的成功，不僅進(jìn)一步體現(xiàn)了我礦大力開展環(huán)保工作的決心和信心，而且為我礦今后的節(jié)能減排和環(huán)保工作探索了一條新路，提供了無限的發(fā)展空間。