張仕艷

摘 要：冶煉企業(yè)生產(chǎn)廢水直接排入環(huán)境中造成的污染和危害極大，故采取措施妥善處理此廢水以減少其危害迫在眉睫，文章將提出銅冶煉企業(yè)工業(yè)廢水深度處理的方法和具體應(yīng)用。本項(xiàng)目實(shí)施后，將進(jìn)一步提高廢水回用率，從而全面提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：銅冶煉;工業(yè)廢水;深度處理;探討

中圖分類號(hào)：X758 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2021）01-014-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.01.005

隨著清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的深入，生態(tài)文明建設(shè)日益加強(qiáng)，生態(tài)文明建設(shè)正處于壓力疊加、負(fù)重前行的關(guān)鍵期，已進(jìn)入提供更多優(yōu)質(zhì)生態(tài)產(chǎn)品以滿足人民日益增長(zhǎng)的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需要的攻堅(jiān)期，也到了有條件有能力解決生態(tài)環(huán)境突出問(wèn)題的窗口期，必須樹(shù)立尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然的生態(tài)文明理念，走可持續(xù)發(fā)展道路。銅冶煉企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量生產(chǎn)廢水，不僅影響企業(yè)的排放指標(biāo)，也會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染。要提升銅冶煉企業(yè)的環(huán)境效益，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展，就必須加強(qiáng)工業(yè)廢水減排技術(shù)研究。

1 銅冶煉企業(yè)工業(yè)廢水深度處理方法

1.1 工業(yè)廢水深度處理工藝簡(jiǎn)介

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人類生活、生產(chǎn)活動(dòng)的加劇，水資源污染的嚴(yán)重，利用脫鹽技術(shù)對(duì)廢水進(jìn)行脫鹽處理，是解決當(dāng)前水資源短缺的方法之一。工業(yè)廢水零排放，脫鹽過(guò)程中不可避免地產(chǎn)生大量濃鹽水，濃鹽水的主要成分是無(wú)機(jī)鹽、重金屬，也含有預(yù)處理、氯化、脫氯和脫鹽等過(guò)程中所用的少量化學(xué)品。對(duì)于廢水脫鹽回用，要考慮本身帶來(lái)的水污染，對(duì)脫鹽產(chǎn)水率和避免二次污染的要求高。工業(yè)廢水脫鹽處理是企業(yè)廢水減排處理的主要方式?，F(xiàn)階段，超濾、反滲透膜工藝處理系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)逐步成熟，是目前應(yīng)用廣、具競(jìng)爭(zhēng)力的脫鹽技術(shù)，相對(duì)前述技術(shù)成本較低，可以有效促進(jìn)生產(chǎn)廢水100%綜合利用的發(fā)展[1]。

1.2 反滲透工藝技術(shù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

銅冶煉生產(chǎn)廢水外排將造成重金屬及鹽類對(duì)水體的累積影響、污染，所以銅冶煉生產(chǎn)廢水循環(huán)利用零外排將成為一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。反滲透工藝為廢水深度處理應(yīng)用較為成功的工藝。反滲透膜用處非常廣泛，很多行業(yè)都離不開(kāi)它。

2 銅冶煉企業(yè)工業(yè)廢水深度處理的具體應(yīng)用

2.1 項(xiàng)目背景

某銅冶煉廠環(huán)評(píng)報(bào)告書(shū)、環(huán)評(píng)批復(fù)，環(huán)保驗(yàn)收意見(jiàn)及排污許可證要求，生產(chǎn)廢水循環(huán)利用零外排。

2014年10月，某銅冶煉廠700t/d選礦項(xiàng)目投入試運(yùn)行，部分電爐渣不再水淬，用來(lái)緩冷作為選礦項(xiàng)目原料，水淬系統(tǒng)蒸發(fā)的水量大幅減少。今后，某銅冶煉廠將全部電爐渣用來(lái)緩冷，作為選礦原料，提高固廢綜合利用率，水淬系統(tǒng)每日蒸發(fā)的300m3將無(wú)法消耗;其次，循環(huán)水冷卻塔置換水（因氯離子高）約100m3、除鹽水站產(chǎn)生的濃鹽水約200m3/d，共300m3污水無(wú)法回用。約有600m3/d生產(chǎn)廢水無(wú)法利用，生產(chǎn)廢水將無(wú)法實(shí)現(xiàn)100%循環(huán)利用。擬處理的600m3/d生產(chǎn)廢水，主要水質(zhì)特征為硬度高，鈣鎂離子總濃度達(dá)3000mg/L～5000mg/L;氟離子、氯離子濃度高，氟離子9mg/L～10mg/L，氯離子500mg/L～7000mg/L;含一定濃度的金屬、重金屬離子。這部分污水達(dá)不到工業(yè)循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，只能用于用水水質(zhì)較低的生產(chǎn)系統(tǒng)、地坪沖洗等，現(xiàn)水淬系統(tǒng)即將停用，這部分廢水將無(wú)法再回收利用，無(wú)法實(shí)現(xiàn)廢水循環(huán)利用。故某銅冶煉廠擬建600m3/d生產(chǎn)廢水深度處理項(xiàng)目，將這部分廢水進(jìn)行深度處理，達(dá)到《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50050-2007）中再生水水質(zhì)指標(biāo)后，回用于工藝循環(huán)冷卻水，實(shí)現(xiàn)廢水100%循環(huán)利用不外排[2]。

2.2 可行性分析

除某銅冶煉廠現(xiàn)采用的中和法及化學(xué)沉淀法外，現(xiàn)有的廢水處理技術(shù)有氧化還原法、萃取法、離子交換法、吸附法、膜分離法等污水處理方法。

某銅冶煉廠工業(yè)廢水深度處理方法比較適合采用膜分離工藝及離子交換工藝。離子交換法需要經(jīng)常做樹(shù)脂的再生，再生原料使用量大，同時(shí)再生廢水難處理;膜分離中電滲析除鹽工藝安裝復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用高。以上兩種方法已經(jīng)逐漸被膜分離中納濾、反滲透膜法脫鹽工藝所取代，納濾、反滲透裝置利用反滲透特性可以去除水中絕大多數(shù)的可溶性鹽份、膠體和有機(jī)物及微生物，出水水質(zhì)優(yōu)異。由于納濾和反滲透技術(shù)對(duì)原水的預(yù)處理要求很高，傳統(tǒng)的反滲透預(yù)處理技術(shù)如多介質(zhì)過(guò)濾和活性炭過(guò)濾，基本上不能應(yīng)用于廢水的回用處理。所以，某銅冶煉廠擬采用除鈣預(yù)處理+超濾+反滲透工藝對(duì)廢水進(jìn)行深度處理。

因某銅冶煉廠污水硬度高，為使水質(zhì)滿足超濾進(jìn)水要求，減少膜的處理負(fù)荷，須對(duì)廢水進(jìn)行除鈣預(yù)處理。建設(shè)除鈣池，投加Na2CO3除鈣。

2.3 生產(chǎn)廢水除鈣預(yù)處理+超濾+反滲透工藝設(shè)計(jì)

擬建的600m3/d污水深度處理項(xiàng)目主要采用除鈣、超濾、高壓RO系統(tǒng)及低壓RO系統(tǒng)，系統(tǒng)產(chǎn)水回用于工藝循環(huán)冷卻水，產(chǎn)生的少量濃水回用于渣緩冷。設(shè)計(jì)工藝流程如下：

將現(xiàn)有污水處理站合格出水、循環(huán)水冷卻塔置換水、除鹽水站濃鹽水PH調(diào)整至10～11后，進(jìn)入除鈣反應(yīng)池，通過(guò)加入Na2CO3除鈣處理，再經(jīng)過(guò)絮凝池、沉淀池，沉淀池的泥漿壓濾外送，壓濾液返回絮凝池，沉淀池上清液進(jìn)入清水池。將PH調(diào)整至7～8后，水進(jìn)入超濾原水罐，經(jīng)過(guò)超濾系統(tǒng)，產(chǎn)水進(jìn)入超濾產(chǎn)水池，濃水返回沉淀池。超濾產(chǎn)水池的水進(jìn)入高壓RO系統(tǒng)，產(chǎn)水進(jìn)入高壓RO產(chǎn)水罐，約120m3/d的濃水用于渣緩冷。高壓RO1產(chǎn)水再進(jìn)入低壓RO系統(tǒng)，濃水返回超濾產(chǎn)水罐，產(chǎn)水進(jìn)入低壓RO產(chǎn)水罐，達(dá)到工藝循環(huán)冷卻水標(biāo)準(zhǔn)后回用。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)置產(chǎn)水率80%，濃水量20%。通過(guò)膜系統(tǒng)處理及濃水回用后，整個(gè)系統(tǒng)的所有工業(yè)廢水實(shí)現(xiàn)全部100%回收利用。

600m3/d污水深度處理項(xiàng)目，擬建在廠區(qū)綜合辦公樓北面與熔煉平臺(tái)下方循環(huán)水池間，占地面積約920m2，平面布置圖如圖1所示。

現(xiàn)有工程污酸廢水處理站采用石灰乳加鐵鹽二級(jí)中和反應(yīng)沉淀處理工藝處理，產(chǎn)生中和渣，主要成分為：CaSO4、Ca（AsO3）2、FeAsO4、FeAsO3等，產(chǎn)出量為1200t/a，產(chǎn)生的渣送往廠棄渣危廢場(chǎng)填埋。

2.4 實(shí)施目標(biāo)

現(xiàn)有污水處理站出水硬度高、氯離子濃度高，含低濃度的重金屬，經(jīng)該項(xiàng)目處理后達(dá)到《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50050-2007）中再生水水質(zhì)指標(biāo)（Cu、Pb、Zn、Cd、As、Cr、F-執(zhí)行水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅳ類水工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)）。該項(xiàng)目出水水質(zhì)達(dá)到以上要求后，回用于生產(chǎn)工藝用水，循環(huán)利用零外排，可大大減少污水排放的環(huán)境負(fù)擔(dān)，減少污水超標(biāo)排放污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，還可以將污水資源化，減少新鮮用水量，達(dá)到水資源綜合利用的目的。

2.5 取得績(jī)效

2.5.1 環(huán)境效益

經(jīng)該項(xiàng)目處理后，達(dá)到《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50050-2007）中再生水水質(zhì)指標(biāo)，Cu、Pb、Zn、Cd、As、Cr、F-達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）Ⅳ類水工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)后回收利用。該項(xiàng)目回收廢水480m3，減少了480m3新鮮水消耗。

2.5.2 經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益

由于納濾和反滲透技術(shù)對(duì)原水的預(yù)處理要求很高，傳統(tǒng)的反滲透預(yù)處理技術(shù)如多介質(zhì)過(guò)濾和活性炭過(guò)濾，基本上不能應(yīng)用于廢水的回用處理，本實(shí)用方法具有工藝簡(jiǎn)單、投資費(fèi)用低、除硬度效率高等特點(diǎn)，廣泛適用于高硬度冶金廢水回收利用領(lǐng)域。污水完全處理成本為22.1元/m3，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)廢水100%循環(huán)利用不外排。

本技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)在于預(yù)處理，預(yù)處理由鐵離子氧化、PH調(diào)節(jié)、工藝反應(yīng)及沉淀分離四部分組成。高硬度冶金廢水經(jīng)該方法預(yù)處理后，水質(zhì)條件大幅改善，達(dá)到深度凈化工藝進(jìn)水要求，為回收利用、廢水零外排提供保障，是處理效率高、效果明顯，用于高硬度冶金廢水回用處理的方法，可解決高硬度冶金廢水難以深度凈化的瓶頸問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

銅冶煉企業(yè)只有認(rèn)識(shí)到工業(yè)廢水深度處理的意義，并在生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行應(yīng)用，體現(xiàn)水資源的“優(yōu)質(zhì)優(yōu)用、低質(zhì)低用”原則，緩解水資源的供需矛盾，才能確保工業(yè)廢水綜合利用率的提升，進(jìn)而推動(dòng)企業(yè)的可持續(xù)綠色發(fā)展[3]。

參考文獻(xiàn)

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