氧化鎂法脫硫廢水的達標排放研究

汪志全

（金隆銅業(yè)有限公司，安徽 銅陵 244021）

氧化鎂法脫硫廢水的達標排放研究

汪志全

（金隆銅業(yè)有限公司，安徽 銅陵 244021）

金隆公司原有環(huán)集脫硫氧化鎂法脫硫廢水中銅、砷、COD、硫化物含量很高，經(jīng)過排水處理后，部分指標不能按《銅鎳鈷工業(yè)污染物排放標準》（GB25467-2010）穩(wěn)定達標排放。通過技術(shù)改進，降低了進入脫硫系統(tǒng)雜質(zhì)含量，提高和優(yōu)化了中和系統(tǒng)能力，使脫硫廢水處理后達標排放，該技術(shù)為銅冶煉行業(yè)鎂法脫硫廢水處理提供了新的方法。

環(huán)境集煙；除塵；亞硫酸鎂；pH；銅、砷、氧化；沉降；過濾

1 引言

金隆銅業(yè)有限公司于1997年4月8日建成投產(chǎn)，經(jīng)過多次技術(shù)改造，至2010年底形成高純陰極銅產(chǎn)能450kt/a，硫酸產(chǎn)能1200kt/a。冶煉系統(tǒng)采用閃速爐熔煉、PS轉(zhuǎn)爐吹煉、 陽極爐精煉工藝。為減少冶煉過程中溢出SO2煙氣對環(huán)境的影響，熔煉主廠房設(shè)置有環(huán)境集煙系統(tǒng)，較高濃度SO2煙氣亞硫酸鎂清液法脫硫后排放，雖然煙氣能達標排放，但脫硫排水含大量的銅、砷、鉛等重金屬污染物及亞硫酸鎂引起的硫化物超標，需對脫硫廢水進行處理才能確保系統(tǒng)正常運行［1］。

2 工藝簡介

2.1 脫硫工藝簡介

脫硫工藝系統(tǒng)主要由煙氣吸收系統(tǒng)、吸收液再生系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、漿液配制系統(tǒng)、脫硫產(chǎn)物處理系統(tǒng)等組成［2］。氧化鎂漿液與脫硫塔回流的亞硫酸氫鎂溶液混合后，與內(nèi)置的誘導(dǎo)結(jié)晶裝置產(chǎn)生的晶種充分混合，通過降低生成物的濃度達到加快氧化鎂轉(zhuǎn)化為亞硫酸鎂反應(yīng)速度并提高氧化鎂轉(zhuǎn)化率，以提高氧化鎂的利用率，經(jīng)過充分反應(yīng)的溶液流到固液分離池，富含亞硫酸鎂吸收劑的上清液回到塔內(nèi)循環(huán)吸收SO2，底流過量的固體亞硫酸鎂通過氧化器氧化為硫酸鎂溶液后送排水處理后排放。

2.2 脫硫系統(tǒng)廢水流量及成分

脫硫系統(tǒng)排出廢水流量30m3/h，每天排出廢水720m3。脫硫廢水成分見表1。

表1 2014年4月份廢水?dāng)?shù)據(jù) mg/L

2.3 排水工藝簡介及流程

在中和工序一次中和槽中加入As的共沉劑FeSO4，加消石灰調(diào)整pH等于7.0后進入氧化槽，處理液經(jīng)氧化槽氧化將其中的Fe2+氧化成Fe3+、As3+氧化成As5+，然后進入二次中和槽，在二次中和槽中添加消石灰調(diào)整pH9～11，再進入凝聚槽添加凝聚劑（聚丙烯酰胺），將沉淀物凝聚成大顆粒后，溢流到中和濃密機沉降濃縮，漿液送至真空過濾機過濾，濾餅送至渣場，濾液通過濃密機流槽進入澄清器進一步澄清，澄清器上清液與電化學(xué)處理后的水一道排放。

圖1 排水處理工藝流程圖

3 改造前排水指標及存在的問題

改造前排水指標見表2。

表2 2014年9月排水指標 mg/L

脫硫及廢水排水處理存在的問題：

（1）煙氣中大量有價金屬銅沒有得到回收。

（2）銅、砷及硫化物含量高，造成排水經(jīng)過中和處理后仍不能穩(wěn)定達標。

（3）由于排水含大量亞硫酸根，在中和系統(tǒng)與氫氧化鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣造成系統(tǒng)結(jié)垢嚴重，排水系統(tǒng)不能穩(wěn)定運行而且中和系統(tǒng)設(shè)備需每月需清理1次，不僅增加維修費用而且增加工作量［1］。

4 脫硫廢水銅砷超標原因及解決思路

4.1 脫硫廢水銅砷超標原因分析

環(huán)集煙氣中煙塵主要含銅、砷、鉛等重金屬污染物，在脫硫塔被洗滌下來后，脫硫循環(huán)液中銅砷含量高，超出了石灰石鐵鹽法中和法的處理能力，造成排放水超標。進入脫硫系統(tǒng)環(huán)集煙氣銅砷平均含量見表3。

表3 煙氣重金屬含量 mg/Nm3

4.2 煙氣中銅砷含量高的解決思路和方法

4.2.1 解決思路

由于煙氣中銅含量高且銅屬于有價金屬，根據(jù)計算每年煙氣中含銅47t，因此考慮對環(huán)集煙氣進行除塵回收銅金屬同時將砷一并去除，并且決定從源頭解決，將含重金屬的煙塵在進入脫硫塔前捕集下來，確保進入脫硫塔的煙塵銅砷含量在中和系統(tǒng)處理能力范圍內(nèi)，從而解決排水銅砷超標問題［4］。

4.2.2 解決方法

通過對不同收塵裝置的投資、運行費用及管道配置可靠性等方面進行對比，確定在閃速爐及轉(zhuǎn)爐收集煙氣管上各增加1臺布袋除塵器。2015年1月布袋投運后脫硫廢水成分見表4。

表4 脫硫廢水成分 mg/L

增加布袋收塵后的效果：

（1）按含水率95%計算，每年回收銅約46t。

（2）由于銅砷等重金屬通過布袋回收后，脫硫廢水中銅砷含量明顯下降，為排水的銅砷處理打下良好基礎(chǔ)。

5 環(huán)集廢水硫化物的處理

5.1 環(huán)集廢水硫化物高的原因

SO2在脫硫系統(tǒng)被氧化鎂吸收后生成亞硫酸鎂，由于亞硫酸根存在還原性，因此在中和系統(tǒng)氧化能力不足時造成硫化物超標，另外由于采用碘量法測定硫化物含量，亞硫酸根離子的還原性影響硫化物的測定造成硫化物超標［3］。

5.2 降低硫化物的措施

（1）在脫硫系統(tǒng)固液分離器底流增加1個Φ2500mm×7500mm氧化罐，配LJX（PP600）-Ⅱ型射流氧化器1臺（氧化空氣氣量為600m3/h），將大部分固體亞硫酸鎂氧化，解決因固體量大而堵塞設(shè)備及管道的問題。

（2）在中和系統(tǒng)一次反應(yīng)槽增加射流氧化泵，進一步提高中和系統(tǒng)的氧化能力。根據(jù)計算，采用LJX（PP600）-Ⅱ型射流氧化器1臺（氧化空氣量為600m3/h），將大部分溶解的亞硫酸鎂氧化。因亞硫酸根大部分被氧化，解決了亞硫酸根結(jié)垢及堵塞的問題。

（3）中和系統(tǒng)處理后的排水含硫化物降到20mg/L，仍不能滿足銅鈷鎳排放標準，因此需進一步深度處理。為提高氧化效率，將排水加鹽酸使pH值由9調(diào)整到6～7，配LJX（PP600）-Ⅱ型射流氧化器1臺（氧化空氣量為600m3/h），對中和處理后的排水進行氧化，然后調(diào)整pH至8，經(jīng)沉降后的排水達到銅鈷鎳排放標準后排放。

6 處理后的排水指標

通過布袋除塵及提高氧化效率后，排水指標達到銅鈷鎳的排放標準。改造后排水指標見表5。

表5 排水指標 mg/L

7 結(jié)語

通過對環(huán)集脫硫系統(tǒng)煙氣除塵，調(diào)整pH提高亞硫酸鎂的氧化效率，不僅可以滿足《銅鎳鈷工業(yè)污染物排放標準》（GB25467-2010）中銅、砷、硫化物的排放要求，每年還回收有價金屬銅46t，具有較好的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益，也為同類企業(yè)提供了有益的經(jīng)驗。

［1］吳新民, 汪衛(wèi)東. 亞硫酸鎂清液脫硫技術(shù)在金隆公司的應(yīng)用[J]. 硫酸工業(yè), 2014(6):42-45.

［2］張晏, 梁海衛(wèi). 化學(xué)沉淀法處理高濃度含氟廢水的研究[J]. 中國資源綜合利用, 2012(5):37-39.

［3］王成. 碘量法測定廢水中硫化物的效果分析[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報, 2013(14):125.

［4］張亞斌. 鎂法脫硫系統(tǒng)脫硫液中重金屬的去除研究[J]. 無機鹽工業(yè), 2014(1):49-51.

［5］劉春爽. 廢水中硫化物、硝酸鹽和氨氮生物同步去除及其機理[J].化工學(xué)報, 2015(2):779-784.

Study on the Standard Discharge of the Desulfurization and Extraction Solution of Magnesium Oxide

WANG Zhi-quan
（Jinlong Copper Co., Ltd., Tongling 244021, Anhui, China）

Jinlong originaldesulfurization wastewater which desulfurizated by ring set magnesium oxide desulfurization, contains copper, arsenic, COD and high sulfide content. After wastewater treatment, still have some indicators can not be discharged by " coppernickel- cobalt industry emission standards "（GB25467- 2010）with stable discharge standards. Through technical improvements, the content of impurities which came into the desulfurization system are reduced, the systems and capabilities are improved and optimized,the wastewater after the desulfurization process can be standards discharged. This technology provides a new approach for copper smelting industry magnesium desulfurization wastewater treatment.

environmental the smoke；dust；magnesium sulfite；pH；copper；arsenic oxide；sedimentation；filter

X703

A

1009-3842（2016）06-0067-03

2015-08-17

汪志全（1966-），男，安徽樅陽人，工程師，主要從事給水排水與供熱通風(fēng)方面的生產(chǎn)技術(shù)工作。E-mail: wzq@jinlongcopper.com