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1、科技论文西北铅锌冶炼厂重冶炼酸性废水处理达标排放工业实践白银有色金属公司 王新文 段宏志 万卷敏 2西北铅锌冶炼厂重冶炼酸性废水处理达标排放工业实践白银公司 730900 王新文 段宏志 万卷敏摘 要：全面介绍了西北铅锌冶炼厂废水处理车间技术改造工程试生产与废水处理达标排放的经过，介绍了生产工艺流程，再次技术改造完善的许多关键环节。最终达到了处理后废水达到国家一级排放标准，通过了省环保局组织的专家验收。在后续几年的生产实践中，通过不断工艺改进，提高废水除汞离子效率等措施，使得生产设施运转率达到了 98%以上，废水处理能力稳定在 100%，处理水质达标率由项目验收时的 80%上升到目前的 90%
2、以上，污泥完全过滤后进入渣厂堆存。关键词：重冶炼酸性废水、重金属离子污染、二段中和、硫化法除汞、技术改造、达标排放1、前 言西北铅锌冶炼厂是我国“七五”计划重点建设项目之一，是以生产铅、锌、锌基合金、硫酸为主的大型冶炼厂。设计一期工程年产铅锌 15 万吨，其中精铅 5万吨，电锌 10 万吨，硫酸 19 万吨，精镉 356 吨。最终形成规模年产电锌 20 万吨、精铅 7 万吨。我厂于 1986 年 9 月 8 日动工新建，1992 年 5 月 7 日锌系统投入生产，并于 1999 年实现达产达标。生产过程中排放的废水主要为含酸、含锌、3铅、铜、镉、汞、氟化物等危害性很强的物质，并具有不可降解性，
3、若直接排放，将对黄河白银段水质造成严重危害，影响白银市人民的饮水安全。西北铅锌冶炼厂废水处理车间，于 1992 年 9 月按照环保工作“三同时”的要求，与锌冶炼系统同时投入生产，原设计采用三个独立而又相互联系的处理系统，即一般酸性废水处理系统、铅锌酸性废水处理系统、污酸废水处理系统。污水排放与处理量分别为：840m3/d、1200m3/d|、3000m3/d，总处理量为5040m3/d。通过几年的生产运行发现，由于生产工艺过场复杂，酸性废水中各种污染物质含量大大超过设计范围，以及石灰乳渣量过大等种种原因，最终导致该车间生产基本处于瘫痪状态。处理后废水达标率低，排放废水中各种重金属离子严重超标，
4、影响了黄河白银段水质。针对上述实际情况，白银公司于 1996 年委托研究院所对我厂酸性废水处理排放达标情况进行了试验研究。摸清了全厂酸性废水污染源现状，废水水质特点，以及原处理工艺生产中存在的主要问题。同年又委托设计单位对我厂废水处理车间整体工艺流程，在考察国内其他厂家废水处理工程的基础上，重新进行了设计，提出将全厂生产中产生的所有重金属酸性废水全部进入一个调节池，采用二段石灰乳中和处理工艺流程。并于 1997 年 4 月通过了甘肃省环保局及白银公司安环处组织的专家鉴定。在公司具体部署下，西北铅锌冶炼厂全面组织了此次重大技术改造。由于资金缺乏等种种原因，改造工程终于于 2000 年 4 月完成
5、建设任务，2000 年 6 月进行了试生产，试生产打通了生产工艺流程，并发现了生产中存在的主要技术问题，在 2000 年 7 月的厂大修期间，车间再次组织人力、物力，进行了工艺管线改造、扩大了处理水量，部分设备重新进行了摆布。再次投入生4产后废水处理能力达到了 3500m3/d4000m3/d，满足了正常来水处理需要。通过几个月的试生产，证明技改工程投入生产后，处理废水水质达标情况良好，生产操作技术指标平稳，废水处理能力能够满足全厂的生产需要。岗位操作易于掌握。并于 2000 年 9 月，将该生产线纳入了厂正常生产管理。随着时间的推移，社会的发展，以及环保达标排放工作要求的提高，处理废水达标排
6、放工作难度越来越大。尤其近年以来，随着环保标准的提高与严格，我厂在处理废水达标排放工作方面又开展了很多技术改造工作，如各项源头控制措施，专门除汞离子试验，除汞离子达标技术攻关等等。使得我厂废水处理达标排放水平上了一个新的台阶。2、西北铅锌冶炼厂废水技改工程选择的工艺流程及设计参数2.1、来水水质特点及处理废水的基本原理西北铅锌冶炼厂生产过程产生的重金属酸性废水，水质变化幅度大、含酸高。和其他铅锌冶炼企业产生的酸性废水相比，污染负荷大几倍之多，具体废水水质监测结果如下：表 1 西北铅锌冶炼厂处理前酸性废水水质（mg/L）项 目PHCuPbZnCdHgAsF变化范围0.6 2.30.46 21.5
7、0. 41 4.4915.51 000.40.62 17.500.42 4.331.60 4.845.9 17.7平均值1.5 7.50 2.35 50.5 5.60 0.42 2.54 9.1设计值1.7 25 13 1000 3.50 1.00 0.30 12.0备注：废水水质监测时间为 1999 年 1 月2013 年 12 月设计中采用了两段石灰乳中和硫化纳除汞的工艺流程对酸性废水进行处5理，其处理过程基本原理为：重金属酸性废水中含有的Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As、F 等有毒有害物质，经石灰乳中和后，金属离子以氢氧化物沉淀形式生成污泥，和其他悬浮物一起沉淀到澄清池底部，由过滤机对
8、污泥过滤、过滤后污泥专门堆存。澄清后废水达到国家排放标准，部分回用、大部分外排。废水中部分金属离子生成沉淀的反应方程式如下：CuSO4 + Ca(OH)2 Cu(OH)2 + CaSO4PbO4 + Ca(OH)2 Pb（OH)2 + CaSO4ZnSO4 + Ca(OH)2 Zn(OH)2 + CaSO4CdSO4 + Ca(OH)2 Cd(OH)2 + CaSO4 2H3AsO3 +3Ca(OH)2 Ca(AsO3)2 + 6H2O2H3AsO4 + 3Ca(OH)2 Ca3(AsO4)2 + 6H2O2Hg2+ + Na2S HgS + Hg + 2H+ 在石灰乳中和过程中，一段中和 P
9、H 值控制在 8.08.5，主要去除废水中的酸，大部分重金属离子；二段中和 PH 值控制在 9.011.5 之间，基本全部除去废水中的重金属离子，二段加石灰乳的同时加入微量硫化纳，保证处理后废水汞离子达标。2.2、两段石灰乳中和处理工艺流程和基本工艺参数 设计的两段石灰乳中和处理工艺流程见图一。6设计的两段石灰乳中和处理工艺流程设备连接示意图见图 2。混合酸性废水 生石灰污泥 底流达标排放渣 场 底 流图一、两段中和处理混合酸性废水工艺流程调节池预浓缩池浓缩池带式压滤皮带运输一段中和澄清池储 槽 二段中和澄清池球磨机石灰乳S3#剂硫化纳7主要工艺技术参数：处理水量 15005000m3/d，即
10、 80200m3/h，一段中和PH 值控制在 8 左右；二段中和 PH 控制在 10.5 左右；二段中和的同时加入15mg/LNa2S，12mg/L3#剂；污水含固量在 6.8g/L，过滤渣含锌在 2.028.58%之间。3、具体试车结果，发现的技术问题及解决办法，达标验收情况3.1、第一阶段试车情况及存在的主要问题第一阶段试车具体时间为 2000 年 6 月 3 日至 7 月 1 日，通过试生产，打通了生产工艺流程，生产设备、改造投入的各种新型工艺管线等显示了其良好的使用性能。处理后水质达标情况良好，作业现场职工操作易于控制，和原来相比极大的降低了劳动强度，现场作业环境得到了根本改变，提到了
11、职工干好岗位工作的积极性。第一阶段试车处理后水质监测结果见表 2。表 2、第一阶段试生产处理后排放废水水质监测结果（mg/L）项 目PH Cu Pb Zn Cd Hg As F SS变化范围9.6011.50.200.440.081.060.563.430.020.430.02o.450.010.024.27.23248平均值10.80 0.32 0.43 1.57 0.14 0.13 0.01 6.3 36设计值 69 0.5 1.0 2.0 0.10 0.05 0.05 10 70从表中可以看出，处理后废水监测 9 项指标，基本均可达到国家一级排放标准。其中 Cd、Hg 两项指标不稳定。计
12、算总达标率 80%以上。试车期间废水处理能力为 20002400m3/d。而厂里来为 30003500m3/d。废水处理率为 70%左右。即设计安装工艺管线不能满足实际生产需要，也没有达8到设计指标。通过第一阶段试车，主要在生产上发现如下问题:按照设计安装的工艺管线，有些地方不合理，阻力太大；污泥泵房部分阀门安装过于复杂，不利与操作；污泥操作不易掌握；废水中 Hg、Cd 的达标率不理想等。针对上述情况，在 2000 年 7 月份的全厂大修停产期间，车间技术人员对发现的问题，一一进行了改进，取消了工艺管线部分弯头，拆除了一段、二段反应罐进出口阀门，污泥泵房底流泵阀门进行了调整，3#剂加药罐进行了
13、改造，对于除 Hg 不稳定的情况，对 Na2S 加药罐采取了稳定加药等措施，改造完成后，于 2000 年 8 月初投入第二阶段试车。3.2、第二阶段试车情况及达标验收到二阶段试生产于 2000 年 8 月 5 日开始，至本月底结束，通过试车，废水处理量达到了 35004300m3/d，正常生产条件下完全满足了全厂生产过程中产生的酸性废水来量。废水处理达标率稳定在 85%90%之间，技改投入的各种设施设备，除带式压滤机外，全部运转良好。鉴于上述情况，厂污水技改领导小组召开了专题分析会议，认为技术改造是成功的，可以将此项工程纳入厂正常生产管理。2000 年 12 月 4 日至 7 日，由甘肃省环保
14、局、白银市环保局、白银公司安环处联合组成专家验收组，对此项工程进行了现场验收。通过专家组现场监测分析，实际处理水量测定，证明该项工程达到了设计要求，处理后废水水质能够满足甘肃省黄河段废水排放国家以及标准。并召开了现场验收会议。具体验收监测分析结果见表 3。表 3、现场验收处理废水水质监测结果 （mg/L）9项 目PH SS F As Cu Pb Zn Cd HgCODcr原水 水质1.65 26621.51.05 1.03 3.56480.00 3.600.55 86.3处理后 水质10.56 458.00.04 0.05 0.16 0.75 0.060.02 25.3标 准69 700.50
15、 0.5 1.0 2.0 0.100.05 100达标率（%）/ 100 100 100 100 100 100 100 100 100 去处率（%）/ 82.548.596.6 92.4 96.4 98.8 98.897.4 71.0备注：试车期间处理水量为 4056m3/d。检测时间：2000 年 12 月通过验收组现场水质监测分析，设备设施运转查看，水量实测，工程评价认为水质达标率达到了 80%以上，处理能力已达设计能力的 81%，能够满足铅锌厂实际生产需要、达到了甘肃省环保局工程验收标准，准予验收。同年颁发了“甘肃省重点污染源限期治理达标排放先进企业”。4、后续生产中出现的问题及采取的工程技术措施自 2011 年以来，随着正常生产的长周期运行，生产上又出现了一系列没有预料到的问题。主要有：三台带式压滤机过滤污泥一直不稳定，职工劳动强度大；一段、二段工艺管线结钙严重，造成废水处理量几个月以后逐步降低；2#预浓缩池上清水经监测已达标，仍然返回二段不合理；澄清池在来水中酸性过大时易压死耙子；处理废水中 Cd、Hg 达标率不稳定等。由于上述种种情况综合作用，严重影响了水处理车间的正常生产，降低了废水处理率、降低了水质达标率。针对上述
