公布日：2023.12.22
申請日：2023.10.13
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F5/02(2023.01)N;C02F3/
30(2023.01)N;C02F7/00(2006.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明的一種銅冶煉廠廢水分類收集及處理回用的工藝方法，包括以下步驟，S1、全廠廢水分類收集并輸送至各類廢水處理系統(tǒng)；S2、酸性廢水預處理；S3、重金屬污染廢水與處理后酸性廢水的處理；S4、處理后達標重金屬廢水的深度處理及回用；S5、初期雨水的預處理、深度處理及回用；S6、一般生產(chǎn)廢水的處理及排放；S7、生活污水的處理；本發(fā)明通過將銅冶煉廠酸性廢水、重金屬污染廢水、初期雨水、一般生產(chǎn)廢水、生活污水從源頭分類收集分質(zhì)處理，最終實現(xiàn)涉重廢水零排放、一般廢水減量化排放，使廢水處理減量化、資源化回收利用，克服了現(xiàn)有冶煉廠廢水處理消耗大、水循環(huán)利用率低、易造成二次污染等不足，適合各銅冶煉企業(yè)工業(yè)廢水的處理利用。
權(quán)利要求書
1.一種銅冶煉廠廢水分類收集及處理回用的工藝方法，其特征在于，包括以下步驟，S1、對全廠廢水分類進行收集并輸送至各類廢水處理系統(tǒng)；所述全廠廢水包括酸性廢水、重金屬污染廢水、初期雨水、一般生產(chǎn)廢水和生活污水；S2、采用氣液強化硫化技術對酸性廢水進行預處理；S3、采用石灰-鐵鹽-除硬工藝對重金屬污染廢水與處理后酸性廢水的處理；S4、采用超濾+反滲透的膜處理裝置對處理后達標重金屬廢水的深度處理及回用，回用包括脫鹽水和濃水在廠區(qū)內(nèi)回用；S5、對初期雨水的預處理、深度處理及回用；采用混凝沉淀的處理工藝，深度處理采用超濾+反滲透的膜處理裝置，脫鹽水回用及濃水進一步進行膜處理；S6、采用混凝沉淀處理后的廢水外排對一般生產(chǎn)廢水的處理及排放；S7、采用二級生化處理工藝即A/O生物接觸氧化工藝對生活污水進行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅冶煉廠廢水分類收集及處理回用的工藝方法，其特征在于：所述的步驟S1中，酸性廢水為重金屬污染物濃度最高的稀酸，由煙氣制酸凈化工序產(chǎn)出，產(chǎn)出后用儲罐收集，通過泵及架空管道送至酸性廢水預處理系統(tǒng)；重金屬污染廢水為廠區(qū)內(nèi)重污染區(qū)域產(chǎn)出的污染物濃度較低的廢水，包括精礦區(qū)沖洗水、冰銅�；h(huán)水、吹煉渣粒化循環(huán)水、分析化驗中心酸霧凈化塔排污水、電解酸霧凈化塔排污水、澆鑄循環(huán)水、制酸尾氣脫硫排污水、涉重區(qū)域初期雨水，就地區(qū)域收集后，通過泵及架空管道送至重金屬污染廢水處理系統(tǒng)；初期雨水為廠區(qū)除涉重區(qū)域以外的其他區(qū)域初期雨水，通過廠區(qū)雨水管網(wǎng)溝排集中收集于廠區(qū)初期雨水收集池；一般生產(chǎn)廢水為廠區(qū)其他循環(huán)水系統(tǒng)產(chǎn)出的強制排污水，不含重金屬污染物，通過就地收集泵及架空管道送至一般生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)；生活污水為廠區(qū)各公廁、辦公樓、食堂、洗浴中心產(chǎn)出的生活污水，由各產(chǎn)出點化糞池初級處理后，經(jīng)廠區(qū)內(nèi)獨立的生活排水管網(wǎng)集中收集至生活污水處理設置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅冶煉廠廢水分類收集及處理回用的工藝方法，其特征在于：所述的步驟2中包括將煙氣制酸凈化工序產(chǎn)出的酸性廢水通過泵送入氣液強化硫化反應器，與硫化氫氣體充分接觸反應，產(chǎn)生硫化物沉淀，脫除廢酸中絕砷、銅、鉛有害雜質(zhì)；硫化沉淀渣進入濃密池，再通過板框壓濾機進行壓濾分離，硫化處理后液送至石膏工序再處理，硫化后液含砷≤5mg/L、銅≤1mg/L；硫化氫采用液態(tài)硫氫化鈉與稀硫酸反應制備，制備殘留的硫酸鈉溶液采用設定量的氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH后，經(jīng)雙效蒸發(fā)處理得到硫酸鈉產(chǎn)品；氣液強化硫化反應器和氣體發(fā)生器中產(chǎn)生的尾氣先經(jīng)預處理罐吸收殘留的硫化氫，最后的尾氣送至尾吸塔處理，經(jīng)在線監(jiān)測系統(tǒng)檢測后由排放煙囪統(tǒng)一排放；除害塔采用堿液吸收硫化氫，一段時間后吸收液轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧c溶液，每隔一段時間將硫化鈉溶液送至氣體發(fā)生器處理，實現(xiàn)硫化鈉溶液的資源化利用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅冶煉廠廢水分類收集及處理回用的工藝方法，其特征在于：所述的步驟3中，步驟S2處理后酸性廢水先經(jīng)石灰石中和，再與S1中收集的重金屬污染廢水一并采用“石灰-鐵鹽中和-除硬”工藝處理，石灰石中和產(chǎn)出的石膏各項污染物指標達到《GB5085.7-2007危險廢物鑒別標準通則》標準中一般固廢要求。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅冶煉廠廢水分類收集及處理回用的工藝方法，其特征在于：所述的步驟4中，步驟S3處理后達標廢水通過一套“超濾+反滲透”裝置處理后，產(chǎn)出的淡水回用于廠區(qū)循環(huán)水補水，濃水回用于渣緩冷場渣包冷卻水；產(chǎn)出的淡水和濃水全部回用于廠區(qū)內(nèi)，實現(xiàn)了涉重廢水零排放。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅冶煉廠廢水分類收集及處理回用的工藝方法，其特征在于：所述的步驟5中，步驟S1收集的初期雨水通過“混凝沉淀”工藝處理后，再經(jīng)另一套“超濾+反滲透”裝置處理，產(chǎn)出的淡水回用于廠區(qū)循環(huán)水補水，濃水送至步驟S4，與步驟S3處理后達標廢水一并處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅冶煉廠廢水分類收集及處理回用的工藝方法，其特征在于：所述步驟S3具體包括硫化處理后液送至石膏反應槽，在石膏反應槽中加入20%石灰石乳液，控制石膏工序pH值在3~4之間和一定的反應時間，廢酸中的氟離子及大部分硫酸和碳酸鈣反應生成石膏，反應后液通過濃密機沉降，用濃密機底流泵打入高位給液槽并經(jīng)石膏離心機分離出石膏，石膏外售用于水泥摻和料，濾后液送入地坑并經(jīng)泵打回濃密機，濃密機上清液溢流至一段中和反應槽；一段中和反應后液溢流至一組敞開的四聯(lián)槽，控制pH在8.5，用空氣曝氣氧化，其中的三價砷氧化為五價砷，二價鐵氧化成三價鐵；最后，控制pH在10.5；在反應后液中加入絮凝劑，再通過濃密機沉降，底流送中和壓濾機壓濾，壓濾機濾液送至一段中和濃密機，一段中和濃密機上清液再經(jīng)過二段中和，流程按二段中和→二段四聯(lián)槽氧化→二段絮凝進行，二段中和濃密機上清液溢流至三段反應槽，三段反應槽中投加碳酸鈉溶液去除廢水硬度，出水硬度<200mg/L，底流用泵打回一段中和反應槽；三段反應槽上清液溢流至三段凝聚槽，再溢流至三段沉降槽，沉降槽上清液溢流至中間水池，并用排液泵再送至氣液分離器、懸浮過濾器，沉降槽底流打回一號石膏反應槽；懸浮過濾器底流送至過濾器渣漿槽并用排液泵送回石灰石乳槽，懸浮過濾器上清液溢流至pH調(diào)節(jié)池，再溢流至回用水池并經(jīng)回用水泵送至廢水深度處理系統(tǒng)，在pH調(diào)節(jié)池中加稀釋后的硫酸來調(diào)節(jié)pH值。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的銅冶煉廠廢水分類收集及處理回用的工藝方法，其特征在于：所述步驟S4中，處理達標后的中和后液送入原水池，經(jīng)多介質(zhì)過濾器過濾后，送入超濾裝置，控制清水產(chǎn)水率≥90%，產(chǎn)水SDI＜3，濃水返回工藝前端原水池繼續(xù)循環(huán)，清水進反滲透系統(tǒng)，反滲透產(chǎn)水率≥75%，脫鹽率≥95%，總鈣鎂脫除率≥95%，產(chǎn)出脫鹽水回用于制酸循環(huán)水補水，濃鹽水回用于渣緩冷場循環(huán)水池補水，實現(xiàn)涉重廢水零排放。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的銅冶煉廠廢水分類收集及處理回用的工藝方法，其特征在于：所述步驟S5包括來自步驟S1初期雨水收集池的廢水，經(jīng)由初期雨水收集池提升泵送至PFS反應池；在PFS反應池中投加聚合硫酸鐵PFS，經(jīng)攪拌充分混合反應后形成礬花，去除廢水中少量的砷及銅、鉛等重金屬；反應后溶液溢流至pH調(diào)節(jié)池，同時在調(diào)節(jié)池中投加NaOH溶液，將廢水pH調(diào)節(jié)至6～9后溢流至DCTR反應池；在DCTR反應池中投加重金屬捕集劑DCTR，進一步去除廢水中殘留的砷及銅、鉛重金屬后，混合溶液溢流至絮凝池，在絮凝池中投加0.1%濃度的絮凝劑PAM，使混凝沉淀物增大，溢流至沉淀池沉淀；沉淀物經(jīng)由重力自然沉降后，從沉淀池底部排泥管排入集泥池，上部溢流清液進入中間水池，再通過中間水池提升泵送入懸浮填料過濾器即FBl過濾器去除水中殘留懸浮物，濾出液送入廢水深度處理站初期雨水調(diào)節(jié)池，過濾器沉淀物從過濾器底部排泥送入集泥池；集泥池內(nèi)的泥漿通過泵送入污泥濃密機，上清液溢流至初期雨水處理站絮凝池，底部濃漿通過底流泵泵入污泥壓濾機，壓濾機濾后液返回濃密機；初期雨水原水池的廢水經(jīng)多介質(zhì)過濾器過濾后，送入超濾裝置，控制清水產(chǎn)水率≥90%，產(chǎn)水SDI＜3，濃水返回工藝前端原水池繼續(xù)循環(huán)，清水進反滲透系統(tǒng)，反滲透產(chǎn)水率≥75%，脫鹽率≥95%，總鈣鎂脫除率≥95%，產(chǎn)出脫鹽水回用于制酸循環(huán)水補水，濃鹽水送至步驟S4中原水池。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅冶煉廠廢水分類收集及處理回用的工藝方法，其特征在于：所述步驟S6包括步驟S1中一般生產(chǎn)廢水集中在廢水調(diào)節(jié)池收集，通過輸送泵輸送到pH調(diào)節(jié)池，在pH調(diào)節(jié)池中加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為6-9后，再到軟化池，加碳酸鈉溶液除去Ca2+、Mg2+等離子；然后到反應池，在反應池中加PFS，進行初步絮凝沉降；反應池中的廢水流到與之相鄰的絮凝池，在絮凝池中加PAM，進行再次絮凝沉降；每個池子中都有攪拌槳；然后廢水流到沉淀池進行沉淀，沉淀池底部污泥排至集泥池，上層清液溢流到濾前水池；集泥池內(nèi)污泥由水泵提升至濃密機濃縮，濃密機上清液返回沉淀池澄清，濃密機底流用泵送至壓濾進行固液分離；濾前水池廢水送至懸浮填料過濾器進行過濾，過濾后送至濾后水池，最終外排。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的一種銅冶煉廠廢水分類收集及處理回用的工藝方法，可至少解決上述技術問題之一。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案：一種銅冶煉廠廢水分類收集及處理回用的工藝方法，包括以下步驟：S1、全廠廢水分類收集并輸送至各類廢水處理系統(tǒng)；S2、酸性廢水預處理；S3、重金屬污染廢水與處理后酸性廢水的處理；S4、處理后達標重金屬廢水的深度處理及回用；S5、初期雨水的預處理、深度處理及回用；S6、一般生產(chǎn)廢水的處理及排放；S7、生活污水的處理；進一步地，所述的步驟S1中，根據(jù)全廠廢水成分特點，將廢水按酸性廢水、重金屬污染廢水、初期雨水、一般生產(chǎn)廢水、生活污水進行分類收集。
進一步地，所述的步驟2中，步驟S1收集的酸性廢水采用“氣液強化硫化”工藝處理，處理后廢水重金屬污染物砷、銅、鉛含量低，其特征在于，硫化劑采用硫化氫氣體，硫化劑的制備采用硫氫化鈉/硫化鈉與稀硫酸反應制取，產(chǎn)出的硫酸鈉溶液進行蒸發(fā)干燥生產(chǎn)無水硫酸鈉產(chǎn)品，避免了硫酸鈉混入廢水中，大幅降低廢水鹽分，利于后續(xù)廢水的回用。
進一步地，所述的步驟3中，步驟S2處理后酸性廢水先經(jīng)石灰石中和，再與S1中收集的重金屬污染廢水一并采用“石灰-鐵鹽中和-除硬”工藝處理，處理后廢水含砷、銅、鉛及其他污染物指標優(yōu)于《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標準》（GB25467-2010）中相關標準要求。其特征在于，石灰石中和產(chǎn)出的石膏各項污染物指標達到《GB5085.7-2007危險廢物鑒別標準通則》標準中一般固廢要求，可作為制造水泥的摻和料，實現(xiàn)資源化回收，同時處理后廢水回用于石灰石乳、石灰乳的配置，大幅減少新水消耗。
進一步地，所述的步驟4中，步驟S3處理后達標廢水通過一套“超濾+反滲透”裝置處理后，產(chǎn)出的淡水回用于廠區(qū)循環(huán)水補水，濃水回用于渣緩冷場渣包冷卻水。其特征在于，產(chǎn)出的淡水和濃水全部回用于廠區(qū)內(nèi)，實現(xiàn)了涉重廢水零排放。
進一步地，所述的步驟5中，步驟S1收集的初期雨水通過“混凝沉淀”工藝處理后，再經(jīng)另一套“超濾+反滲透”裝置處理，產(chǎn)出的淡水回用于廠區(qū)循環(huán)水補水，濃水送至S4，與S3處理后達標廢水一并處理。其特征在于，提高了膜處理系統(tǒng)的產(chǎn)水率。
進一步地，所述步驟6中，步驟S1收集的一般生產(chǎn)廢水采用“混凝沉淀”處理后外排。
進一步地，所述步驟7中，步驟S1收集的生活污水采用“二級生化處理工藝”（A/O生物接觸氧化工藝），處理后水質(zhì)指標達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）規(guī)定的一級A標準。
進一步地，所述步驟S2中硫酸鈉溶液蒸發(fā)干燥可選用MVR或多效蒸發(fā)技術。
進一步地，所述步驟S2中硫化氫制備可選用硫氫合成技術，若選擇該技術，則無硫酸鈉溶液產(chǎn)出。
進一步地，所述步驟S3中重金屬廢水除硬技術可選用碳酸鈉或二氧化碳除硬技術。
由上述技術方案可知，本發(fā)明的銅冶煉廠廢水分類收集及處理回用的工藝方法，使冶煉廠廢水處理減量化、資源化，提高水循環(huán)利用率，同時實現(xiàn)危險固廢減量化。本發(fā)明以分類收集、分質(zhì)處理、優(yōu)先回用為原則，使廢水處理減量化、資源化，排放量大幅減少、水循環(huán)利用率大幅提高。
具體的說，本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明全廠廢水的分類收集分質(zhì)處理可有效避免廠區(qū)內(nèi)廢水混合污染，有效降低廢水處理消耗。
2、本發(fā)明酸性廢水處理方法相比于傳統(tǒng)硫化工藝可大幅降低處理后廢水鹽分，提高膜系統(tǒng)產(chǎn)水率。
3、本發(fā)明分質(zhì)處理方法可使產(chǎn)出的石膏各項污染物指標達到《GB5085.7-2007危險廢物鑒別標準通則》標準中一般固廢要求，可作為制造水泥的摻和料，大幅減少危險固廢的產(chǎn)生量，同時實現(xiàn)資源化回收。
4、本發(fā)明涉重廢水經(jīng)深度處理后，產(chǎn)出的脫鹽水和濃水全部回用于廠區(qū)內(nèi)，大幅減少廢水排放量，提高水循環(huán)利用率，實現(xiàn)廢水資源化回收及涉重廢水零排放。
（發(fā)明人：駱祎;董冕;張冠華;陸海;向陽;鄧方林;謝鵬）
