貴溪冶煉廠節水減排與廢水處理實踐

賀 武（江西銅業集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

貴溪冶煉廠節水減排與廢水處理實踐

賀 武
（江西銅業集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

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

廢水；節水減排；循環水率；綜合治理；應急處理

1 引言

貴溪冶煉廠是國家“六·五”期間22個成套引進項目之一，是我國第一座采用當今世界最先進的清潔生產技術—閃速煉銅技術的工廠。截至目前已經形成100萬t銅的綜合生產能力。貴溪冶煉廠在發展生產的同時，非常重視環境保護工作，堅持清潔生產，以“節能、降耗、減污、增效”為目標，走可持續發展之路，堅持高標準、高起點的污染防治，圍繞資源的循環利用，解決污染問題。據統計，建廠以來工廠用于環境保護的投資已達13億多元。但隨著新的環保法律、法規和標準的出臺，貴溪冶煉廠現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行了整體規劃，實施了節水減排與廢水處理項目，取得較好的治理效果。

2 改造前貴溪冶煉廠廢水分析

2010年，貴溪冶煉廠生產總用水是1127093m3/d，其中新水量169878m3/d，循環水用量957215m3/d，外排水量140786m3/d，工業水循環率為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廢水、生活廢水和初期雨水三部分，其中工業廢水主要有工業冷卻水、設備冷卻水、處理后工藝廢水等。部分車間建有工業冷卻水循環設施，新材料車間和一車間建有廢水預處理設施，硫酸車間建有廢水處理設施處理全廠工藝廢水。

2.1 工業水循環利用和廢水排放量

貴溪冶煉廠工業水循環率不能滿足環境保護部2010年出臺的《清潔生產銅冶煉業》要求的工業用水重復利用率≥95%指標［2］。噸銅排水量不能滿足環境保護部2010年出臺的《銅、鎳、鈷工業污染物排放標準》要求的噸銅排水量低于10噸水/噸銅指標［3］。

2.2 廢水處理工藝

貴溪冶煉廠全廠的工業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，由于冶煉生產原料來源復雜，通過冶煉后進入硫酸系統的雜質較多，且成分復雜，致使處理后的廢水中部分重金屬元素難以達標排放。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行處理，目前的處理能力已顯不足。一車間僅建設了廢酸預處理設施，經預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雜，尤其是大量氯離子嚴重影響硫酸車間廢水處理指標。

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，目前廠區界內除少數車間收集外，大多數均直接進入廠區排水管網并經串山壟水庫外排，排放量4000～5000m3/d。排水中含有重金屬離子，直接外排不符合環境保護要求。

2.4 廢水應急處理

貴溪冶煉廠廢水通過串山壟水庫沉淀后直接外排至信江，發生故障或生產、設備事故時，廢水應急處理能力不足，事故廢水直接外排導致環境污染事故。

3 改造方案

改造方案分為節水減排與廢水綜合治理兩部分。節水減排包括對現有水復用率低的車間增設循環水系統，改造原有循環水系統，增加全廠給水計量系統；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收集系統，單獨設置一車間污水處理設施，對硫酸污水處理進行改擴建，對串山壟水庫進行改造并在此新建應急廢水處理設施。

3.1 節水減排

根據設備對水質、水溫及用水點的位置要求，分別對原有循環水設施改造，并新建部分循環水設施。一系統廠區新增備料車間循環水設施、綜合循環水設施、園盤澆鑄機循環水設施、新材料循環水設施，并對現有閃速爐循環水、電解區域循環水等2個循環水系統進行改擴建，渣選車間增設1個回用水設施，二系統直流供水方式改造。各改造項目見表1。

3.2 廢水綜合治理

3.2.1 廢水收集系統改造

根據《鷹潭市環境質量概況》，貴溪地區雨水pH值為4.2，酸雨頻率大于90%［4］。酸雨導致廠區內露天堆放的物料及部分作業區域殘留的物料中重金屬溶解或進入排水系統，嚴重影響排水指標。部分直接冷卻循環排污水重金屬濃度較高。根據對各區域初期雨水和循環排污水的監測，確定了熔煉車間、新材料車間、雜銅堆場、新產業公司部分區域增設初期雨水收集系統，對熔煉車間、傾動爐車間圓盤澆鑄直接冷卻循環排污水設置輸送系統，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標后外排。具體改造項目如下：

（1）增設一系統閃速爐、轉爐區域廢水收集設施；

（2）增設一系統轉爐渣堆場廢水收集設施；

（3）增設一系統轉爐包殼堆場冷卻水收集設施；

（4）增設一系統閃速爐包殼堆場冷卻水收集設施；

（5）增設二系統閃速爐區域廢水收集設施；

（6）增設二系統轉爐區域廢水收集設施；

（7）增設二系統殘極堆場廢水收集設施；

（8）增設新材料生產區域場面廢水收集設施；

（9）增設渣選礦事故水改造；

（10）增設銅物料檢測、計量、運輸場面水收集設施；

（11）增設新產業編織袋洗滌工序廢水輸送系統；

（12）增設新產業回收站區域廢水收集、輸送系統；

（13）增設新材料鉛爐收塵區域廢水收集設施；

（14）完善一、二系統備料車間地面沖洗水設施及深井水輸送管線；

（15）完善新產業編織袋洗滌工序堆場設施及清洗水循環使用設施，增設廢水輸送管線；

（16）完善二系統精礦庫地面沖洗水設施和輸送管線；

（17）增設陽極爐、傾動爐、反射爐園盤澆鑄機循環水系統排污水輸送管線。

3.2.2 廢水處理系統改造

根據對現有廢水處理系統的調研發現，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，一車間廢水經預處理后成分復雜，對硫酸車間廢水處理影響較大。對廢水處理系統的改造主要為更換硫酸車間廢水處理工藝，將一車間復雜多金屬廢水單獨處理。同時考慮到廠區生活用水量較大，實施節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，在廠區一、二系統分別設計1座生活廢水處理設施。

（1）硫酸車間廢水處理系統改造。硫酸車間廢水處理采用電化學處理工藝。工程項目由長沙華時捷環保科技有限公司負責，用電能代替昂貴的化學試劑，能夠同時去除水中的重金屬、懸浮固體、乳化有機物和其它多種污染物［5］。處理工藝流程如圖1。

圖1 電化學處理工藝

（2）一車間新增1套污水處理設施。一車間復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。工程項目由上海富大同諾環境科技有限公司負責，利用零價納米鐵比表面積大、反應活性強，對重金屬離子、砷去除效率高；在反應中充分發揮催化還原、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 復雜多金屬廢水處理工藝流程圖

（3）生活污水處理。廠區生活污水處理系統共2套，一系統設計污水處理總量為400t/d，二系統設計污水處理總量為200t/d。主要處理廠區澡堂、食堂廢水，通過隔油、除雜、消毒處理，使其達到國家一級A類排放標準，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 應急廢水收集及處理改造

根據《化工建設項目環境保護設計規范（GB50483-2009）》-6.6事故應急措施要求，化工建設項目應設計事故水池［6］。為確保廠區出現事故時，外泄的廢液不對外排水造成影響，項目確定建造事故應急池和應急廢水處理站設施。

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

（2）應急廢水處理站。應急廢水處理站主要是處理進入1#、2#應急池的超標廢水，設計處理規模為15000m3/d，處理工藝流程如下：事故應急池廢水→pH 調整池→重金屬捕聚劑（DTCR）反應槽→凝聚劑反應池→斜管沉淀池→砂濾池→達標排放。

4 實施效果評價

4.1 節水減排效果

（1）工業用水循環水率提升11.5%，達到96%以上，達到了《清潔生產 銅冶煉業》工業用水重復利用率≥95%的要求；

（2）工業廢水外排量降低79%，減少至約3 萬m3/d。

4.2 廢水綜合治理效果

（1）外排廢水各項污染物指標均達到《銅、鎳、鈷工業污染物排放標準》的要求；

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

（3）應急事故池和應急廢水處理站的建設杜絕了生產事故導致環境污染事故發生。

5 遺留問題

5.1 節水減排

從實際運行效果來看，循環水設施因缺乏有效的管理和控制手段，循環水處理工藝較為落后，導致循環水系統排污水量大于設計值。外排廢水量未達到《銅、鎳、鈷工業污染物排放標準》的要求。可以考慮采用國內較為先進的處理工藝如臭氧處理。增加循環水濃縮倍數，減少排污量。

5.2 廢水回用

貴溪冶煉廠部分用水點對水質要求不高，如陽極爐、傾動爐澆鑄冷卻水、渣緩冷水等?？梢钥紤]將硫酸車間收集的廢水、串山壟水庫應急池收集的廢水經過預處理回用，一方面可以進一步減少廢水外排量，另一方面可以減少廢水處理量，減少廢水處理費用。

6 結語

有色金屬冶煉行業產生的廢水水量大、種類多、水質復雜多變，治理難度較大。貴溪冶煉廠采用的節水減排與廢水綜合治理結合，較好地解決了重金屬廢水污染的問題，可以作為同行業廢水整治的參考。

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

［2］HJ558-2010, 清潔生產標準 銅冶煉行業[S].

［3］GB25467-2010， 銅、鎳、鈷工業污染物排放標準[S].

［4］鷹潭市環境保護監測站. 2011年鷹潭市環境質量概況[R]. 鷹潭: 鷹潭市環境保護監測站, 2011:3.

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

［6］GB50483-2009， 化工建設項目環境保護設計規范[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，主要從事環境管理和監測工作。E-mail: 53896456@qq.com