楚雄滇中有色金屬有限責任公司屬于有色金屬冶煉企業(yè)，生產(chǎn)廢水主要為制酸系統(tǒng)產(chǎn)生的污酸，污酸處理采用石灰乳+鐵鹽二級中和處理工藝，出水達到GB25467—2010《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標準》要求，但出水總硬度高、鹽分高，只能回用于用水水質(zhì)較低的水淬系統(tǒng)、地坪沖洗等，難以實現(xiàn)廢水循環(huán)利用零排放。而該公司的循環(huán)水系統(tǒng)日耗水量達3000m3，如將該部分廢水處理達到循環(huán)水水質(zhì)要求，廢水循環(huán)利用零排放的問題將迎刃而解。該公司擬建600m3/d生產(chǎn)廢水深度處理項目，將這部分廢水進行深度處理，達到GB50050—2007《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》中再生水水質(zhì)指標后回用于工藝循環(huán)冷卻水，實現(xiàn)廢水循環(huán)利用零排放。
1、項目概況
現(xiàn)有的工業(yè)廢水處理技術(shù)有化學(xué)法、氧化還原法、萃取法、離子交換法、吸附法、膜分離法等，該公司污酸經(jīng)處理后出水水質(zhì)達到GB25467—2010《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標準》要求，但出水總硬度達3～5g/L、氯離子質(zhì)量濃度500～7000mg/L、TDS6～8g/L，還含有一定濃度的鐵、鋅、銅等離子。針對該水質(zhì)特性，600m3/d生產(chǎn)廢水深度處理項目擬采用化學(xué)法+膜分離法組合處理工藝，化學(xué)法用于預(yù)處理，膜分離用于深度處理。預(yù)處理主要除鈣、除鐵，使該廢水總硬度降到300mg/L以下，鐵離子質(zhì)量濃度低于0.1mg/L，達到膜深度處理進水水質(zhì)指標要求;膜深度處理系統(tǒng)主要除去溶解于水中的鹽類及各種離子，使出水水質(zhì)達到循環(huán)水回用的水質(zhì)要求。
2、廢水深度處理工藝原理及流程
2.1 預(yù)處理
通過原水泵將高硬度工業(yè)廢水抽入調(diào)節(jié)池，均勻進水水質(zhì)、水量;在調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置氧化風管，將原水水質(zhì)中Fe2+離子氧化為Fe3+離子。氧化后的廢水進入除鈣池，通過加入w(NaOH)為30%的氫氧化鈉溶液進行調(diào)節(jié)pH值為10～12;通過加藥管道連續(xù)均勻地加入質(zhì)量分數(shù)為10%的純堿溶液，使廢水中鈣、鎂、銅、鋅、鐵等離子發(fā)生沉淀反應(yīng)。反應(yīng)后的廢水自流進入絮凝池，通過加藥管道連續(xù)均勻的往絮凝池里加入PAC、PAM進行絮凝反應(yīng)，廢水中形成了大量的膠絮狀物體;然后流入斜管沉淀池中進行固液分離，沉淀池的泥漿壓濾外送，壓濾液回流至絮凝池。上清液送至清水池，經(jīng)檢測水質(zhì)達到膜處理系統(tǒng)進水條件后送膜處理系統(tǒng)處理。
預(yù)處理反應(yīng)方程式如下：
2.2 膜深度處理
預(yù)處理達標的廢水進入多介質(zhì)過濾器、超濾裝置去除細小的不能夠自然沉降的顆粒物質(zhì)，如懸浮物、膠體、有機物、濁度等。經(jīng)過濾后再分別進入一級反滲透裝置、濃水反滲透裝置、二級反滲透裝置，整套系統(tǒng)通過PLC實現(xiàn)設(shè)備的啟動、運行、反洗、停機備用等操作的自動控制。超濾裝置前設(shè)置殺菌裝置，殺滅水中的細菌、微生物等。反滲透系統(tǒng)作為系統(tǒng)的主要除鹽設(shè)備，采用進口的DOW低壓膜元件，同時配備氣動蝶閥及流量、電導(dǎo)率、pH、ORP、SDI等檢測儀表，并通過PLC實現(xiàn)自動控制。
為獲得水質(zhì)較高的產(chǎn)水回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，改善循環(huán)水水質(zhì)，選用兩級反滲透處理工藝，使產(chǎn)水水質(zhì)指標接近鍋爐用水水質(zhì)指標。為減少濃水量，確保系統(tǒng)產(chǎn)水率達80%以上，在兩級反滲透處理工藝的基礎(chǔ)上，采用了濃水反滲透工藝，將一級反滲透濃水回收處理。
2.3 濃水回用途徑
該項目產(chǎn)出的濃水約120m3/d，用于渣緩冷及水淬系統(tǒng)。轉(zhuǎn)爐渣緩冷消耗濃水10m3/d，電爐渣緩冷消耗濃水20m3/d，電爐渣水淬系統(tǒng)消耗水量為300m3/d。該項目產(chǎn)出的濃水約120m3/d可完全被消耗完，實現(xiàn)廢水循環(huán)利用零外排。
2.4 工藝流程簡述
通過原水泵將高硬度工業(yè)廢水抽入調(diào)節(jié)池，氧化二價鐵離子后打到除鈣池除鈣;出水經(jīng)過絮凝沉淀后，上清液進入多介質(zhì)過濾器去除懸浮物，然后進入超濾系統(tǒng)，經(jīng)過超濾系統(tǒng)進一步去除較小的顆粒物，產(chǎn)水進入RO1系統(tǒng)，再進入RO2系統(tǒng)，達到工藝循環(huán)冷卻水標準后回用。RO1、RO2濃水分別進入RO3、RO1系統(tǒng)回收，RO3產(chǎn)水進入RO2系統(tǒng)再處理，RO3濃水開路用于渣緩冷及水淬。整個系統(tǒng)設(shè)置產(chǎn)水率大于等于80%，濃水量小于20%，通過膜系統(tǒng)處理及濃水回用后，整個系統(tǒng)達到零排放的效果。600m3/d生產(chǎn)廢水工藝流程如圖1。
3、運行效果
該項目于投入運行后，逐步調(diào)試達到滿負荷生產(chǎn)。該公司對滿負荷生產(chǎn)情況進行了統(tǒng)計分析，生產(chǎn)時間共計72h，試車期間處理原水量1990m3，系統(tǒng)處理水量633.33m3/d，其中產(chǎn)水量1673m3，濃水量317m3，產(chǎn)水率84%，濃水率16%。廢水處理效果、設(shè)備運行及藥劑使用情況如下。
3.1 出水水質(zhì)
原水硬度高、鹽分高，成分較為復(fù)雜，處理后出水中各離子含量很低，遠遠優(yōu)于GB50050—2007《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》中再生水水質(zhì)指標，回用于循環(huán)水系統(tǒng)后，循環(huán)水水質(zhì)得到了很大改善。處理前、后的各指標見表1。
3.2 設(shè)備運行
投運后設(shè)備運行情況見表2。
3.3 藥劑使用
裝置滿負荷試生產(chǎn)藥劑使用情況如下：聚合氯化鋁90kg/d、碳酸鈉1666.7kg/d、助凝劑0.6kg/d、氧化性殺菌劑8kg/d、亞硫酸氫鈉11kg/d、鹽酸400kg/d、氫氧化鈉58.3kg/d、一二級RO阻垢劑2.5kg/d、濃酸RO阻垢劑1.7kg/d。藥劑使用量與設(shè)計基本使用量一致。
4、結(jié)語
這種高硬度的冶煉煙氣制酸工業(yè)廢水，經(jīng)氧化、除鈣、絮凝沉淀及除鹽后，達到工業(yè)循環(huán)冷卻水再生水水質(zhì)指標后回用，實現(xiàn)廢水循環(huán)利用“零”排放。該廢水深度處理項目在處理負荷、產(chǎn)水率、指標控制方面達到項目建設(shè)預(yù)定目標，一直穩(wěn)定、達標運行，對同行業(yè)具有借鑒意義。(來源：楚雄滇中有色金屬有限責任公司)
