銅冶煉制酸廢水處理系統(tǒng)升級改造工藝

　　本工程包括制酸系統(tǒng)體內提質減量濃縮和銅系統(tǒng)酸水處理工程。制酸系統(tǒng)體內提質減量濃縮，多車間分散建設，處理規(guī)模為4500m3/d(酸度2%~5%)，酸性廢水經過壓濾、絕熱蒸發(fā)后，大部分酸水回用于制酸系統(tǒng)的煙氣凈化，其余部分送至鎳酸水除雜濃縮子項和銅系統(tǒng)酸水處理工程;銅系統(tǒng)酸性廢水處理工程規(guī)模為1500m3/d(酸度3%~12%)，包括硫化段、石裔中和段、深度除氟及深度處理段。項目新建一套酸性廢水處理系統(tǒng)，用于處理制酸系統(tǒng)產生的酸性廢水，處理能力為1500m3/d。

　　1、銅酸性廢水水質

　　銅系統(tǒng)酸性廢水由53萬t硫酸、30萬t硫酸和亞鈉系統(tǒng)三部分組成。其酸性廢水水質見表1。

　　2、酸性廢水體內濃縮工藝

　　2.1 工藝流程

　　30萬t制酸系統(tǒng)、53萬t制酸系統(tǒng)和亞鈉凈化系統(tǒng)分散建設，酸水處理量大、酸度低(2%￣5%)。體內濃縮按現有的設備設施，經懸浮過濾器除塵后，底排液進人污泥罐，上清液進人清液罐。為防止系統(tǒng)瞬間底排量大導致污泥罐冒槽，污泥罐接溢流管道至清液罐。底排液和上清液可分別用泵輸送至壓濾機進行壓濾，保證系統(tǒng)連續(xù)、穩(wěn)定運行。系統(tǒng)壓濾后廢渣拉運至危廢堆場，體內濃縮后酸度15%左右的濾液進人濾液罐，一部分用泵輸送到凈化回用，一部分排人原酸水輸送地下管路進人硫化工序。減量濃縮工藝如圖1所示。

　　2.2 設備配置

　　酸性廢水體內濃縮主要設備配置見表2，其配置原則是利用原有的煙道及酸性廢水輸送管道。

　　(1)30萬t硫酸系統(tǒng)，為現有猹罐配備相應輸送泵，在現有鋼平臺北側新建鋼結構彩板房安裝1臺100m2壓濾機及配套設施。

　　(2)53萬t硫酸系統(tǒng)，為現有渣罐配備相應輸送泵，在電除霧東側空地新建鋼結構彩板房安裝1臺100m2壓濾機及配套設施。

　　(3)亞鈉系統(tǒng)，增加2臺渣罐輸送泵，利用系統(tǒng)南側現有鋼平臺安裝2臺80m2壓濾機及配套設施并用彩板房予以封閉，設計時考慮酸水回用問題。

　　2.3 平面布置

　　提質減量濃縮單元為化工廠各制酸系統(tǒng)內的酸性廢水減量濃縮單元，呈多車間分散建設，銅系統(tǒng)酸性廢水經過壓濾、絕熱蒸發(fā)后，大部分回用于制酸系統(tǒng)的煙氣凈化。53萬t硫酸提質減量設備露天布置在電除霧東側空地;30萬t硫酸提質減量設備露天布置在現有壓濾系統(tǒng)北側;亞鈉系統(tǒng)布置在現有大凈化東側除砷框架上，新建壓濾機房，提升栗布置在原有的平臺下。

　　3、酸性廢水處理系統(tǒng)升級改造

　　酸性廢水處理系統(tǒng)升級改造項目采用內濃縮與石灰鐵鹽法，處理能力為1500m3/d。本工程包括硫化段工序、石膏中和段工序、深度除氟及深度處理工序。

　　3.1 工藝流程及設備配置

　　石灰鐵鹽法所有設備全部新建，主要設備配置見表3，工藝流程見圖2。

　　3.1.1 硫化單元

　　酸性廢水利用原有的5000m3酸性水池提升泵站，均合廢水的pH、流量和水質，將配置好的濃度10%的硫化鈉溶液與銅冶煉煙氣制酸系統(tǒng)排放的酸度2%￣5%的含鎳銅及類金屬的酸性廢水經泵抽送至硫化反應器。在硫化反應器內投加硫化鈉使重金屬離子同硫離子反應生成難溶的金屬硫化物沉淀，其溶度積比相應的金屬氫氧化物小，更易脫水，進而去除酸水中的部分鎳、銅、鉛等重金屬及砷。然后進入濃密機進行固液分離，濃密機上部澄清液由頂部的環(huán)形溜槽排出至一級濃密機上清液儲罐，為后續(xù)反應設施提供穩(wěn)定流量控制。反應過程產生的硫化氫氣體采用稀酸處理+液堿吸收，吸收液進人硫化反應器回用。濃密機上清液及壓濾機濾液進人中和反應工序。

　　3.1.2 中和單元

　　從硫化單元來的上清夜進人一段中和反應器并加人CaO，將PH調至3.5左右。反應液進人中和一段濃密機，濃密機底泥進人中和一段沉淀池，經過一段壓濾機壓濾后將底泥送到廢渣處置中心。上清液及壓濾清液進入二段中和反應器，將PH調至9左右。中和液進入中和二段濃密機，濃密機底泥進入中和二段污泥池，經過中和二段壓濾機壓濾后送到廢渣處置中心，上清液和壓濾后清液進行深度除氟工序。

　　3.1.3 深度除氟單元

　　經過兩段中和后的酸性廢水，其中氟離子濃度在30￣50mg/L左右，不能夠達到排放要求，需要進一步的深度處理才能夠達到5mg/L以下。因此中和后的廢水需進入深度除氟反應器內，在反應器中加入鋁鹽、氯化鈣、絮凝劑及除氟劑與廢水中的氟發(fā)生絮凝反應。充分反應后，進人深度除氟段濃密機中沉淀，濃密機底泥進入污泥池，經泵打人壓濾機壓濾后，壓濾液和清液進入深度處理單元，壓濾渣送至廢猹處置中心。

　　3.1.4 深度處理單元

　　深度處理單元即采用羥基鐵對低濃度重金屬進行深度處理。用鐵基藥劑作為去除重金屬的處理劑，以改善廢水處理條件及環(huán)境。所用鐵基藥劑是具有羥基和陰離子層雙層狀獨特結構的活性藥劑，具有大于傳統(tǒng)材料10???倍以上的比表面積和界面反應活性，對廢水中的重金屬離子具有特效網捕功能。通過鐵基藥劑的特殊結構能與廢水中的金屬發(fā)生還原、吸附絡合、離子交換、包裹共沉淀和晶格取代等作用，能同步還原吸附多種重金屬，從而使重金屬從水中分離，廢水達標排放。

　　深度處理單元由一級反應處理池和一級高密度沉淀池組成。石灰中和段輸送來的上清液進入曝氣池，出水重力流入一級反應處理池，在一級反應處理池中投加活性鐵基藥劑，去除預處理后廢水中殘留的重金屬、砷等污染物質。廢水充分反應后重力流入高密度澄清池進行固液分離，污泥經栗抽送至原有的反應槽中。

　　3.2 平面布置

　　污水處理廠平面布置的總原則是：符合工藝流程、順暢連續(xù)短捷、適應生產彈性、合理預留發(fā)展;布置緊湊合理、節(jié)約建設用地，基礎放在原狀土層，盡量做到減少土方開挖、回填及外運，以保證安全運行和節(jié)省基建投資;根據現場地形特點，兼顧工程地質特征，因地制宜布置;豎向布置在實現一次提升后自流的前提下，盡量減少提升高度，降低提升動力消耗，降低運行成本;注意方位朝向、滿足通風采光，爭取最佳布置設計。

　　新建石灰鐵鹽法處理裝置位于選冶化廠區(qū)東北角，占地面積約為8000m2。東邊鄰近銅廠原料預處理車間，北邊為圍墻外的閑置區(qū)域，西邊為硬化后的廢水大坑，南邊為酸水應急水處理站。項目邊界外無居住區(qū)，廠界以內有空曠的預留場地。

　　4、改造效果

　　酸性廢水處理系統(tǒng)采用體內濃縮與石灰鐵鹽法升級改造，經過一系列工藝處理后，其出水水質達到GB25467―2010標準，具體指標見表4。該項目已于2017年12月建設完成，同期銅廠接手調試運行兩個月，現已完成正式投入生產。(來源：金川集團股份有限公司)