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、地坪沖洗等，難以實(shí)現廢水循環(huán)利用零排放。而該公司的循環(huán)水系統日耗水量達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(wèn)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(jìn)行深度處理，達到GB50050—2007《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規范》中再生水水質(zhì)指標后回用于工藝循環(huán)冷卻水，實(shí)現廢水循環(huán)利用零排放。
1、項目概況
現有的工業(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)法用于預處理，膜分離用于深度處理。預處理主要除鈣、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(jìn)水水質(zhì)指標要求;膜深度處理系統主要除去溶解于水中的鹽類(lèi)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 預處理
通過(guò)原水泵將高硬度工業(yè)廢水抽入調節池，均勻進(jìn)水水質(zhì)、水量;在調節池內設置氧化風(fēng)管，將原水水質(zhì)中Fe2+離子氧化為Fe3+離子。氧化后的廢水進(jìn)入除鈣池，通過(guò)加入w(NaOH)為30%的氫氧化鈉溶液進(jìn)行調節pH值為10～12;通過(guò)加藥管道連續均勻地加入質(zhì)量分數為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。反應后的廢水自流進(jìn)入絮凝池，通過(guò)加藥管道連續均勻的往絮凝池里加入PAC、PAM進(jìn)行絮凝反應，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(jìn)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)達到膜處理系統進(jìn)水條件后送膜處理系統處理。
預處理反應方程式如下：
2.2 膜深度處理
預處理達標的廢水進(jìn)入多介質(zhì)過(guò)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(guò)濾后再分別進(jìn)入一級反滲透裝置、濃水反滲透裝置、二級反滲透裝置，整套系統通過(guò)PLC實(shí)現設備的啟動(dòng)、運行、反洗、停機備用等操作的自動(dòng)控制。超濾裝置前設置殺菌裝置，殺滅水中的細菌、微生物等。反滲透系統作為系統的主要除鹽設備，采用進(jìn)口的DOW低壓膜元件，同時(shí)配備氣動(dòng)蝶閥及流量、電導率、pH、ORP、SDI等檢測儀表，并通過(guò)PLC實(shí)現自動(dòng)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，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，確保系統產(chǎn)水率達80%以上，在兩級反滲透處理工藝的基礎上，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。轉爐渣緩冷消耗濃水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(shí)現廢水循環(huán)利用零外排。
2.4 工藝流程簡(jiǎn)述
通過(guò)原水泵將高硬度工業(yè)廢水抽入調節池，氧化二價(jià)鐵離子后打到除鈣池除鈣;出水經(jīng)過(guò)絮凝沉淀后，上清液進(jìn)入多介質(zhì)過(guò)濾器去除懸浮物，然后進(jìn)入超濾系統，經(jīng)過(guò)超濾系統進(jìn)一步去除較小的顆粒物，產(chǎn)水進(jìn)入RO1系統，再進(jìn)入RO2系統，達到工藝循環(huán)冷卻水標準后回用。RO1、RO2濃水分別進(jìn)入RO3、RO1系統回收，RO3產(chǎn)水進(jìn)入RO2系統再處理，RO3濃水開(kāi)路用于渣緩冷及水淬。整個(gè)系統設置產(chǎn)水率大于等于80%，濃水量小于20%，通過(guò)膜系統處理及濃水回用后，整個(gè)系統達到零排放的效果。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，逐步調試達到滿(mǎn)負荷生產(chǎn)。該公司對滿(mǎn)負荷生產(chǎn)情況進(jìn)行了統計分析，生產(chǎn)時(shí)間共計72h，試車(chē)期間處理原水量1990m3，系統處理水量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)冷卻水處理設計規范》中再生水水質(zhì)指標，回用于循環(huán)水系統后，循環(huán)水水質(zhì)得到了很大改善。處理前、后的各指標見(jiàn)表1。
3.2 設備運行
投運后設備運行情況見(jiàn)表2。
3.3 藥劑使用
裝置滿(mǎn)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。藥劑使用量與設計基本使用量一致。
4、結語(yǔ)
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(shí)現廢水循環(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預定目標，一直穩定、達標運行，對同行業(yè)具有借鑒意義。(來(lái)源：楚雄滇中有色金屬有限責任公司)
