有色冶炼厂废水减排提标技术

大冶有色金属股份有限公司(以下简称大冶有色)冶炼厂是我国大型铜冶炼基地，阴极铜产能600kt/a，硫酸产能1 mt/a，设有污水处理站处理工厂废水。2015年以来，为满足国家环保政策和企业绿色发展的要求，冶炼厂废水处理进行了整体规划，先后实施了雨污分流、污水净化分流及废水梯级利用等水处理工程和污水处理站外排水升级改造，实现了外排水和污染物总量的削减。

1.改造前的废水处理和循环利用

1.1废水处理

大冶有色冶炼厂的废水主要是雨水、生产废水和生活废水。不同种类的废水混合后送至污水处理站处理。废水水量大，呈酸性，含有重金属离子。废水量及主要成分见表1。

冶炼厂的废水混合后将进入污水处理站进行处理。外排指标满足GB25467—2010《铜、镍、钴工业污染物排放标准》，但离废水回用的基本要求还有一定差距。

1.2废水回用

2014年，大冶有色冶炼厂生活用水和生产用水平均用水量为18.3kt/d，其中新鲜水用量为15.0kt/d，排水量为7.2kt/d，吨铜新鲜水单耗约为18.16t，部分厂区有废水回用设施，水循环(回用)量约为3300t/d。

2.重建计划

为响应国家节能减排政策，满足日益严格的环保政策，有必要对工厂废水处理设施进行改造，提高废水的循环利用率，减少废水和污染物的排放。

2.1雨污分流

大冶有色冶炼厂占地面积约9.0×105m2，年平均降雨量1330mm，年降雨天数130 ~ 150 d，雨量充沛。根据厂区布局，在厂区边界线处设置一条截洪沟，防止厂区外干净的雨水进入厂区而被污染。厂区内增设雨水收集池和东、西区雨水运输提升系统，对雨水进行分类收集和处理。

厂区外截洪沟的洁净雨水直接排放。初期雨水收集池设在厂区东区，收集30分钟内的初期雨水，由污水处理站排放或回用。30分钟后，干净的雨水将被排出。初期雨水收集池和后期雨水收集池设置在西区。初期雨水由雨水管网收集至初期雨水收集池，然后通过雨水管道输送至污水处理站进行处理，后期清洁雨水进入。厂区雨水处理流程见图1。

2.2清理分流

通过对厂区水系的全面梳理，根据不同的水质，对重污染废水和非重污染废水进行分类收集。同时，在全厂范围内按照厂级、职能部门与车间共管级、车间级设置一、二、三级废水排放口，并制定相应的管理制度，加强控制。厂区污水清污分流及三级排放口见图2。

1)全厂外环境设置的废水总排放口和污水处理站排放口为一级排放口，重负荷废水经污水处理站处理后排放或回用，由厂级监管。

2)污酸处理站、电解区、备料区分别收集重负荷废水，设置三个重负荷废水排放口，为二级排放口，由职能部门和车间共同监管。制酸区的重负荷废水收集后，泵送到污酸处理站处理后排放。备料区的抑尘、冲洗等重型废水收集在洗车平台的沉淀池中。沉淀后，上清液循环使用，剩余的水排出。电解区的重负荷废水收集在西区的初期雨水收集池中，然后排放。三个重型废水排放口均通过管道输送至污水处理站，经深度处理后回用或排放。

3)厂区非重工业废水、清水或雨水排放口为三级排放口，由相关车间监管。非重废水也集中收集，然后通过管道输送到炉渣缓冷区使用。

2.3梯级利用

根据梯级利用的原则，工艺废水、冷却水和蒸汽冷凝水不会进入重负荷废水系统，非重负荷废水将进行梯级利用。

1)制酸区和发电区循环水系统排水量为400t/d，水硬度≤600mg/L，总盐浓度≤1.2g/L，可直接回用于渣缓冷区，用于渣包冷却。

2)收集各生产区的工艺排放水，设置清水池，在水质要求不高的地方回用。例如用于冲洗地面的水、用于制备由该过程产生的化学品的水等。

3)收集优质设备冷凝水和蒸汽冷凝水用于设备冷却或循环水补充。

2.4新的生活水处理系统

生活废水包括工厂工人的浴室排水、食堂排水和厕所冲洗水。其特点是水质稳定，可生化性好，属于低浓度有机废水。新建550m3/d生活水处理系统处理生活污水，采用曝气生物滤池工艺处理。处理后的废水作为转炉循环水补水。

2.5外部排水系统升级

2013年，Station 污水处理开始使用生物制剂处理工厂废水。技术比较成熟可靠，可以同时去除多种重金属。超滤是一种采用中空纤维过滤法，以压力为动力，配合预处理过滤去除水中杂质的膜分离技术。具有过滤精度高、抗污染能力强、易清洗、设备设施占地面积小等特点。

在污水处理站原有设备设施的基础上，增加一个三级生物药剂加药点和超滤装置，实现外排水达标排放。

1)增加三级生物药剂投加点，深度处理冶炼废水中的砷、铜、镉等重金属。

2)建立4500m3/d的超滤系统，用超滤膜截留水中悬浮物(SS)等杂质。

3)新增150m3/h废水回用设施。

改造后的污水处理站工艺流程见图3。

3.主要结构和设备的配置

大冶有色冶炼厂雨污分流系统、循环水回用系统、重废水收集系统、生活水处理系统及污水处理站的主要构筑物及设备配置见表2。

4.操作效果

4.1节水减排效果

改造后增加的中水回用点见表3。

改造后，全厂新增废水循环量为6250t/d，新增用水量减少6.0kt/d，吨铜新增水单耗由18.16t降至13.6t，外排由7.2kt/d降至3.0 kt/d

4.2外部排水指示器

改造后污水处理站运行稳定，外排重金属和悬浮物(SS)指标持续满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中的一级A标准。具体指标见表4。

4.3经济效益

与改造前相比，废水处理费用由5500元/d提高到9500元/d，新水消耗费用降低了9000元/d，实际费用降低了5000元/d，取得了一定的经济效益。

5.存在的问题

1)大冶有色冶炼厂属于老厂，排水管网复杂，排水点广，受地形条件限制，部分雨水无法完全分流。

2)由于历史原因，整个冶炼厂区有三个外单位，其排水也流入冶炼厂排水管网，需要完善外单位的排污和雨污分流设施。

6.结论。

针对大冶有色冶炼厂有色冶炼废水水量大、成分复杂等问题，采用雨污分流、清洗污水分流和污水处理站梯级利用升级相结合的方式，实现了外水排放量和污染物总量的良好削减，取得了巨大的经济效益和环境效益。同时为后期废水“零排放”奠定了基础。(来源:大冶有色金属股份有限公司冶炼厂，湖北省有色金属冶金与回收重点实验室)

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