貴溪冶煉廠節(jié)水減排與廢水處理實(shí)踐

賀 武（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

貴溪冶煉廠節(jié)水減排與廢水處理實(shí)踐

賀 武
（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

介紹貴溪冶煉廠實(shí)施節(jié)水減排與廢水綜合治理工程的改造實(shí)踐，主要包括冷卻水循環(huán)利用，場面水及初期雨水收集和處理，生活廢水收集和處理，工業(yè)廢水分級、分類處理和廢水應(yīng)急處理。改造后提升了工業(yè)水利用率，實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用；提升了廢水處理能力和處理效率，減少了污染物的排放；提升了廢水應(yīng)急處理能力，避免了廢水污染事故的發(fā)生。

廢水；節(jié)水減排；循環(huán)水率；綜合治理；應(yīng)急處理

1 引言

貴溪冶煉廠是國家“六·五”期間22個(gè)成套引進(jìn)項(xiàng)目之一，是我國第一座采用當(dāng)今世界最先進(jìn)的清潔生產(chǎn)技術(shù)—閃速煉銅技術(shù)的工廠。截至目前已經(jīng)形成100萬t銅的綜合生產(chǎn)能力。貴溪冶煉廠在發(fā)展生產(chǎn)的同時(shí)，非常重視環(huán)境保護(hù)工作，堅(jiān)持清潔生產(chǎn)，以“節(jié)能、降耗、減污、增效”為目標(biāo)，走可持續(xù)發(fā)展之路，堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)、高起點(diǎn)的污染防治，圍繞資源的循環(huán)利用，解決污染問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，建廠以來工廠用于環(huán)境保護(hù)的投資已達(dá)13億多元。但隨著新的環(huán)保法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的出臺，貴溪冶煉廠現(xiàn)有的廢水排放情況已不能滿足新的要求。為此貴溪冶煉廠廢水進(jìn)行了整體規(guī)劃，實(shí)施了節(jié)水減排與廢水處理項(xiàng)目，取得較好的治理效果。

2 改造前貴溪冶煉廠廢水分析

2010年，貴溪冶煉廠生產(chǎn)總用水是1127093m3/d，其中新水量169878m3/d，循環(huán)水用量957215m3/d，外排水量140786m3/d，工業(yè)水循環(huán)率為84.93%，噸銅廢水排放量為57噸水/噸銅［1］。貴溪冶煉廠外排廢水包括工業(yè)廢水、生活廢水和初期雨水三部分，其中工業(yè)廢水主要有工業(yè)冷卻水、設(shè)備冷卻水、處理后工藝廢水等。部分車間建有工業(yè)冷卻水循環(huán)設(shè)施，新材料車間和一車間建有廢水預(yù)處理設(shè)施，硫酸車間建有廢水處理設(shè)施處理全廠工藝廢水。

2.1 工業(yè)水循環(huán)利用和廢水排放量

貴溪冶煉廠工業(yè)水循環(huán)率不能滿足環(huán)境保護(hù)部2010年出臺的《清潔生產(chǎn)銅冶煉業(yè)》要求的工業(yè)用水重復(fù)利用率≥95%指標(biāo)［2］。噸銅排水量不能滿足環(huán)境保護(hù)部2010年出臺的《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求的噸銅排水量低于10噸水/噸銅指標(biāo)［3］。

2.2 廢水處理工藝

貴溪冶煉廠全廠的工業(yè)廢水集中在硫酸車間處理，采用石膏中和法，處理能力為3800m3/d，由于冶煉生產(chǎn)原料來源復(fù)雜，通過冶煉后進(jìn)入硫酸系統(tǒng)的雜質(zhì)較多，且成分復(fù)雜，致使處理后的廢水中部分重金屬元素難以達(dá)標(biāo)排放。加之各車間的地面沖洗水及場面、道路的初期雨水收集后需送入硫酸車間污水處理工序進(jìn)行處理，目前的處理能力已顯不足。一車間僅建設(shè)了廢酸預(yù)處理設(shè)施，經(jīng)預(yù)處理后的污水仍需送入硫酸車間再處理，并且該污水成分較為復(fù)雜，尤其是大量氯離子嚴(yán)重影響硫酸車間廢水處理指標(biāo)。

2.3 外排廢水污染物

貴溪冶煉廠的廢水由地面沖洗水及廠區(qū)初期雨水、工藝污水兩部分組成。地面沖洗水及初期雨水，目前廠區(qū)界內(nèi)除少數(shù)車間收集外，大多數(shù)均直接進(jìn)入廠區(qū)排水管網(wǎng)并經(jīng)串山壟水庫外排，排放量4000～5000m3/d。排水中含有重金屬離子，直接外排不符合環(huán)境保護(hù)要求。

2.4 廢水應(yīng)急處理

貴溪冶煉廠廢水通過串山壟水庫沉淀后直接外排至信江，發(fā)生故障或生產(chǎn)、設(shè)備事故時(shí)，廢水應(yīng)急處理能力不足，事故廢水直接外排導(dǎo)致環(huán)境污染事故。

3 改造方案

改造方案分為節(jié)水減排與廢水綜合治理兩部分。節(jié)水減排包括對現(xiàn)有水復(fù)用率低的車間增設(shè)循環(huán)水系統(tǒng)，改造原有循環(huán)水系統(tǒng)，增加全廠給水計(jì)量系統(tǒng)；廢水綜合治理包括對被煙塵污染較重場地的初期雨水增設(shè)收集系統(tǒng)，單獨(dú)設(shè)置一車間污水處理設(shè)施，對硫酸污水處理進(jìn)行改擴(kuò)建，對串山壟水庫進(jìn)行改造并在此新建應(yīng)急廢水處理設(shè)施。

3.1 節(jié)水減排

根據(jù)設(shè)備對水質(zhì)、水溫及用水點(diǎn)的位置要求，分別對原有循環(huán)水設(shè)施改造，并新建部分循環(huán)水設(shè)施。一系統(tǒng)廠區(qū)新增備料車間循環(huán)水設(shè)施、綜合循環(huán)水設(shè)施、園盤澆鑄機(jī)循環(huán)水設(shè)施、新材料循環(huán)水設(shè)施，并對現(xiàn)有閃速爐循環(huán)水、電解區(qū)域循環(huán)水等2個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行改擴(kuò)建，渣選車間增設(shè)1個(gè)回用水設(shè)施，二系統(tǒng)直流供水方式改造。各改造項(xiàng)目見表1。

3.2 廢水綜合治理

3.2.1 廢水收集系統(tǒng)改造

根據(jù)《鷹潭市環(huán)境質(zhì)量概況》，貴溪地區(qū)雨水pH值為4.2，酸雨頻率大于90%［4］。酸雨導(dǎo)致廠區(qū)內(nèi)露天堆放的物料及部分作業(yè)區(qū)域殘留的物料中重金屬溶解或進(jìn)入排水系統(tǒng)，嚴(yán)重影響排水指標(biāo)。部分直接冷卻循環(huán)排污水重金屬濃度較高。根據(jù)對各區(qū)域初期雨水和循環(huán)排污水的監(jiān)測，確定了熔煉車間、新材料車間、雜銅堆場、新產(chǎn)業(yè)公司部分區(qū)域增設(shè)初期雨水收集系統(tǒng)，對熔煉車間、傾動(dòng)爐車間圓盤澆鑄直接冷卻循環(huán)排污水設(shè)置輸送系統(tǒng)，將含重金屬濃度較高的廢水輸送至硫酸廢水處理站處理達(dá)標(biāo)后外排。具體改造項(xiàng)目如下：

（1）增設(shè)一系統(tǒng)閃速爐、轉(zhuǎn)爐區(qū)域廢水收集設(shè)施；

（2）增設(shè)一系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐渣堆場廢水收集設(shè)施；

（3）增設(shè)一系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐包殼堆場冷卻水收集設(shè)施；

（4）增設(shè)一系統(tǒng)閃速爐包殼堆場冷卻水收集設(shè)施；

（5）增設(shè)二系統(tǒng)閃速爐區(qū)域廢水收集設(shè)施；

（6）增設(shè)二系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐區(qū)域廢水收集設(shè)施；

（7）增設(shè)二系統(tǒng)殘極堆場廢水收集設(shè)施；

（8）增設(shè)新材料生產(chǎn)區(qū)域場面廢水收集設(shè)施；

（9）增設(shè)渣選礦事故水改造；

（10）增設(shè)銅物料檢測、計(jì)量、運(yùn)輸場面水收集設(shè)施；

（11）增設(shè)新產(chǎn)業(yè)編織袋洗滌工序廢水輸送系統(tǒng)；

（12）增設(shè)新產(chǎn)業(yè)回收站區(qū)域廢水收集、輸送系統(tǒng)；

（13）增設(shè)新材料鉛爐收塵區(qū)域廢水收集設(shè)施；

（14）完善一、二系統(tǒng)備料車間地面沖洗水設(shè)施及深井水輸送管線；

（15）完善新產(chǎn)業(yè)編織袋洗滌工序堆場設(shè)施及清洗水循環(huán)使用設(shè)施，增設(shè)廢水輸送管線；

（16）完善二系統(tǒng)精礦庫地面沖洗水設(shè)施和輸送管線；

（17）增設(shè)陽極爐、傾動(dòng)爐、反射爐園盤澆鑄機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)排污水輸送管線。

3.2.2 廢水處理系統(tǒng)改造

根據(jù)對現(xiàn)有廢水處理系統(tǒng)的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，硫酸車間使用的中和廢水處理工藝對部分重金屬處理效果不佳，一車間廢水經(jīng)預(yù)處理后成分復(fù)雜，對硫酸車間廢水處理影響較大。對廢水處理系統(tǒng)的改造主要為更換硫酸車間廢水處理工藝，將一車間復(fù)雜多金屬廢水單獨(dú)處理。同時(shí)考慮到廠區(qū)生活用水量較大，實(shí)施節(jié)水減排后外排水量減少，含高COD、氨氮生活廢水將影響外排水指標(biāo)，在廠區(qū)一、二系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)1座生活廢水處理設(shè)施。

（1）硫酸車間廢水處理系統(tǒng)改造。硫酸車間廢水處理采用電化學(xué)處理工藝。工程項(xiàng)目由長沙華時(shí)捷環(huán)?？萍加邢薰矩?fù)責(zé)，用電能代替昂貴的化學(xué)試劑，能夠同時(shí)去除水中的重金屬、懸浮固體、乳化有機(jī)物和其它多種污染物［5］。處理工藝流程如圖1。

圖1 電化學(xué)處理工藝

（2）一車間新增1套污水處理設(shè)施。一車間復(fù)雜多金屬廢水處理采用催化還原、吸附絮凝、共沉淀為一體的高效集成TN-CMF技術(shù)。工程項(xiàng)目由上海富大同諾環(huán)境科技有限公司負(fù)責(zé)，利用零價(jià)納米鐵比表面積大、反應(yīng)活性強(qiáng)，對重金屬離子、砷去除效率高；在反應(yīng)中充分發(fā)揮催化還原、吸附絮凝、共沉淀等多種功能，使多種污染物均能得到較好的去除。處理工藝流程見圖2。

圖2 復(fù)雜多金屬廢水處理工藝流程圖

（3）生活污水處理。廠區(qū)生活污水處理系統(tǒng)共2套，一系統(tǒng)設(shè)計(jì)污水處理總量為400t/d，二系統(tǒng)設(shè)計(jì)污水處理總量為200t/d。主要處理廠區(qū)澡堂、食堂廢水，通過隔油、除雜、消毒處理，使其達(dá)到國家一級A類排放標(biāo)準(zhǔn)，滿足回用要求。處理工藝流程見圖3。

圖3 生活廢水處理工藝

3.2.3 應(yīng)急廢水收集及處理改造

根據(jù)《化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50483-2009）》-6.6事故應(yīng)急措施要求，化工建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)設(shè)計(jì)事故水池［6］。為確保廠區(qū)出現(xiàn)事故時(shí)，外泄的廢液不對外排水造成影響，項(xiàng)目確定建造事故應(yīng)急池和應(yīng)急廢水處理站設(shè)施。

（1）事故應(yīng)急池。事故應(yīng)急池的建設(shè)主要是利用串山壟水庫的一部分庫容改造成污水應(yīng)急池。在串山壟水庫東西擬各設(shè)置2個(gè)污水應(yīng)急池。在1#水庫及2#水庫的位置上設(shè)置容積為50000 m31#污水應(yīng)急池用于收集1#排口及新材料排口排出的超標(biāo)廢水，在3#水庫西北角設(shè)置容積為60000m32#污水應(yīng)急池，用于收集銅材公司、西區(qū)排口及反射爐排口排出的超標(biāo)廢水。在各應(yīng)急池入口處設(shè)置pH 、銅、砷在線監(jiān)測儀，對外排廢水進(jìn)行在線監(jiān)測，達(dá)標(biāo)生產(chǎn)廢水外排，超標(biāo)生產(chǎn)廢水切換至污水應(yīng)急池內(nèi)，再送至串山壟廢水應(yīng)急處理站處理。

（2）應(yīng)急廢水處理站。應(yīng)急廢水處理站主要是處理進(jìn)入1#、2#應(yīng)急池的超標(biāo)廢水，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為15000m3/d，處理工藝流程如下：事故應(yīng)急池廢水→pH 調(diào)整池→重金屬捕聚劑（DTCR）反應(yīng)槽→凝聚劑反應(yīng)池→斜管沉淀池→砂濾池→達(dá)標(biāo)排放。

4 實(shí)施效果評價(jià)

4.1 節(jié)水減排效果

（1）工業(yè)用水循環(huán)水率提升11.5%，達(dá)到96%以上，達(dá)到了《清潔生產(chǎn) 銅冶煉業(yè)》工業(yè)用水重復(fù)利用率≥95%的要求；

（2）工業(yè)廢水外排量降低79%，減少至約3 萬m3/d。

4.2 廢水綜合治理效果

（1）外排廢水各項(xiàng)污染物指標(biāo)均達(dá)到《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求；

（2）各項(xiàng)污染物減排效果明顯，其中銅冶煉行業(yè)主要污染物銅、砷外排量減少60%以上，《國家十二五減排規(guī)劃》主要污染物氨氮減少外排量40%以上；

（3）應(yīng)急事故池和應(yīng)急廢水處理站的建設(shè)杜絕了生產(chǎn)事故導(dǎo)致環(huán)境污染事故發(fā)生。

5 遺留問題

5.1 節(jié)水減排

從實(shí)際運(yùn)行效果來看，循環(huán)水設(shè)施因缺乏有效的管理和控制手段，循環(huán)水處理工藝較為落后，導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)排污水量大于設(shè)計(jì)值。外排廢水量未達(dá)到《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求?？梢钥紤]采用國內(nèi)較為先進(jìn)的處理工藝如臭氧處理。增加循環(huán)水濃縮倍數(shù)，減少排污量。

5.2 廢水回用

貴溪冶煉廠部分用水點(diǎn)對水質(zhì)要求不高，如陽極爐、傾動(dòng)爐澆鑄冷卻水、渣緩冷水等?？梢钥紤]將硫酸車間收集的廢水、串山壟水庫應(yīng)急池收集的廢水經(jīng)過預(yù)處理回用，一方面可以進(jìn)一步減少廢水外排量，另一方面可以減少廢水處理量，減少廢水處理費(fèi)用。

6 結(jié)語

有色金屬冶煉行業(yè)產(chǎn)生的廢水水量大、種類多、水質(zhì)復(fù)雜多變，治理難度較大。貴溪冶煉廠采用的節(jié)水減排與廢水綜合治理結(jié)合，較好地解決了重金屬廢水污染的問題，可以作為同行業(yè)廢水整治的參考。

［1］姚素平, 何小英, 馬天禧， 等. 江西銅業(yè)股份有限公司貴溪冶煉廠節(jié)水減排及廢水綜合治理改造工程可行性研究報(bào)告[R]. 貴溪: 貴溪冶煉廠, 2011:3.

［2］HJ558-2010, 清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn) 銅冶煉行業(yè)[S].

［3］GB25467-2010， 銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

［4］鷹潭市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站. 2011年鷹潭市環(huán)境質(zhì)量概況[R]. 鷹潭: 鷹潭市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站, 2011:3.

［5］長沙華時(shí)捷環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司. 江銅集團(tuán)貴溪冶煉廠綜合(重金屬)廢水電化學(xué)法深度處理工程[R]. 貴溪: 貴溪冶煉廠, 2009:6.

［6］GB50483-2009， 化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

Water Saving, Emission Reduction and Wastewater Treatment Practices at Guixi Smelter

HE Wu
（Guixi Smelter, Jiangxi Copper Corporation, Guixi 335424, Jiangxi, China）

This paper introduces the reforming practice implementation of water saving, emission reduction and wastewater comprehensive treatment engineering at Guixi Smelter, mainly including the cooling water recycling, water scenes and initial rainwater collection and processing, sanitary wastewater collection and treatment, industrial wastewater grading, classification, and wastewater emergency treatment. After the improvement of the industrial water utilization rate, we realized the recycling of water resources, improved the wastewater treatment capacity and efficiency, reduced the emissions of pollutants, enhanced the wastewater emergency handling capacity, and avoided the waste water pollution accidents.

waste water；water saving and emissions reduction；rate of circulating water；comprehensive control；emergency treatment

X75

B

1009-3842（2015）03-0032-04

2014-10-13

賀武（1981-），男，湖南益陽人，主要從事環(huán)境管理和監(jiān)測工作。E-mail: 53896456@qq.com