生物制劑深度處理銅礦污水的生產實踐

唐智勇

（五礦銅業（湖南）有限公司，湖南衡陽 421513）

生物制劑深度處理銅礦污水的生產實踐

唐智勇

（五礦銅業（湖南）有限公司，湖南衡陽 421513）

介紹了生物制劑去除污水中重金屬離子的反應機理。經過多種試驗，確定采用生物制劑深度處理技術處理銅礦生產污水的工藝方案。該工藝處理銅礦生產污水的效果達到《銅、鎳、鈷工業污染物排放標準》（GB25467－2010）的要求，可以長周期穩定運行。

生物制劑；水解；達標排放；減排

某銅礦始建于1958年，由于歷史原因該銅礦在為國家作出巨大貢獻的同時環保投入欠賬較多，隨著國家對環保的要求越來越嚴格，使得該銅礦的環保形勢非常嚴峻。其中較突出的問題主要體現在廢水治理方面，由于大氣沉降長期作用，礦區周邊的地表也不同程度受到重金屬污染，造成總排口Cd等重金屬超標，直接對湘江用水安全造成較大的危害。因此，必須對該銅礦廢水處理進行治理，防范于未然，避免重大環境污染事故發生。

原來采用對廢水添加生石灰并進行攪拌的方法，由于原水重金屬離子存在波動，處理效果較差，難以達標排放。為此，2011年以來，該銅礦通過與長沙某環保科技有限公司、湖南某重金屬污染治理工程有限公司和中南大學等單位合作，在用生物制劑深度處理技術對廢水處理方面進行了深入研究，確定了最佳處理工藝。

1 生物制劑深度處理工藝

目前該銅礦廢水為冶煉廢水，廢水平均日產量200 t左右，雨季時，由于地表水的進入，會增加到500～1 000 t。廢水的水質指標見表1。該銅礦廢水中重金屬離子濃度Cd為73mg／L、Zn為45.83mg／L，還有Pb、As、Cu等重金屬。

表1 廢水水質分析mg／L

根據銅礦污水的污染物特性，考慮銅礦在現址的生產時限和投資效益，選擇生物制劑深度處理技術為銅礦生產污水處理工藝。

1.1 生物制劑深度處理工藝去除重金屬的機理

生物制劑是以硫桿菌為主的復合功能菌群代謝產物與其它化合物進行組分設計，通過基團嫁接技術制備了含有大量羥基、巰基、羧基、氨基等功能基團組的制劑。生物制劑在pH 3～4時開始水解，誘導生物配位體形成的“膠團”長大，并形成溶度積非常小的、含有多種元素（如Mn、Si、Mg、Al、O、S、Pb、Cd、Ca、Fe、C、Cu、Zn）的非晶態的化合物，從而使重金屬離子高效脫除［1］。

“生物制劑配合－水解”是目前重金屬廢水深度進化的首選技術，也可作為膜系統最佳預處理工藝。冶煉重金屬廢水通過生物制劑多基團的協同配合，形成穩定的重金屬配合物。由于水處理劑同時兼有高效絮凝作用，當重金屬配合物水解形成顆粒后很快絮凝形成膠團，實現重金屬離子的同時高效凈化。

1.2 污水處理工藝流程簡介

根據銅礦廢水排放規模和廢水的水質指標和前期生物制劑處理的試驗研究結果，擬采用生物制劑直接深度處理工藝，利用生物制劑將廢水中的重金屬離子實現深度脫除，實現廢水的全面達標。綜合考慮了廢水建設和處理過程的經濟性，廢水生物制劑處理與回用工藝流程如圖1所示。

工藝過程：銅礦廢水首先進入調節池，經提升泵進入反應池，生物制劑在提升泵的出水管道的管道反應器中加入，通過管道混合器高效混合后進入一級反應池，在一級反應池內進行配合反應，隨后在二次反應池內加入氫氧化鈉調節體系pH值為10左右，水解完成后加入少量絮凝劑進行絮凝反應，然后進入斜板沉淀池實現固液分離，上清液直接回用或直排［2］。

圖1 生物制劑深度處理銅礦污水工藝流程圖

2 試驗結果及分析

2.1 出水數據檢測

工程試運行期間，由湖南水口山有色金屬集團有限公司科研所負責廢水樣品檢測，檢測內容包括：Pb、Zn、Cu、Cd、As。檢測結果見表2和表3。

化驗中心利用ICP6500儀器對樣品進行檢測，其中對銅礦污水處理工程檢測記錄為2011年12月28日至2012年1月25日。

2.2 數據統計及分析

依據表2和表3的數據統計結果見表4。

表2 某銅礦污水處理站原水記錄表（2011.12.28—2012.1.25）

表3 某銅礦污水處理站凈化水記錄表（2011.12.28—2012.1.25）

由統計數據可以看到，表2原水重金屬離子存在波動的原因是定期抽排銅冶煉精礦倉的積水，積水中重金屬含量高，進入到污水處理池中，所以造成污水處理池中原水重金屬離子波動大。銅礦污水處理工程試運行1個月期間，凈化水所有重金屬及pH全部達到《污水綜合排放標準》（GB9878－1996）一級標準和國家《銅、鎳、鈷工業污染物排放標準》（GB25467－2010），出水實現了Zn、Pb、Cd、As、Cu等重金屬離子的達標排放。

2.3 運行成本分析

銅礦污水處理工程從2011年12月28日試運行開始到正常運行一年有余，以2012年1～7月的生產情況為例，進行成本分析。2012年1～7月累計開機時間2 583 h，累計處理廢水總量64 575 t左右。消耗的主要物質及單耗見表5。

由以上藥劑成本與其他消耗成本可得出生物制劑深度處理該銅礦廢水的單位處理成本為：4.82元／t。

表4 某銅礦污水處理站凈化水和原水數據統計表

表5 某銅礦污水處理站主要物質消耗成本表

3 建 議

本工程的實施消除或降低了生產廢水和地表水的危害，減排的同時也達到了節能的效果。但是該工程仍然存在以下一些問題。

3.1 工藝設計方面存在的問題及建議

生物制劑＋氫氧化鈉＋絮凝劑的處理工藝產生的絮狀沉淀物進入斜板沉淀池后，由于斜板沉淀池底部沒有設計海底閥，絮狀沉淀物不能通過海底閥定期排出，只能通過污泥螺桿泵抽入廂式壓濾機進行脫水。由于該絮狀沉淀物沉淀后具有流動性較差、易堆積的特點，因此污泥螺桿泵運轉時抽入的水量大而絮狀沉淀物少，壓濾機濾布上濾餅薄，卸泥困難，而斜板沉淀池由于絮狀沉淀物沒有及時抽出，導致斜板沉淀池每月嚴重泛泥達2次，每次需停機處理2 d時間。不但影響了環保設施的正常運轉，同時由于每月需定期清理斜板沉淀池而增加了員工的勞動強度。另一方面，由于濾餅含水量大，不僅降低了濾餅中重金屬的含量，造成濾餅不能實現資源化利用，而且由于體積龐大，又不能堆積，大量占用場地，造成了環境二次污染。

建議利用現有水池，盡快建一個污泥濃縮池。污泥濃縮池是減少水處理構筑物排出的污泥的含水量，以縮小其體積的一種污泥處理方法。適用于含水率較高的污泥。可以大大降低沉淀池和壓濾機的運行負荷。為了對污泥有效地、經濟地進一步處理，擬新增污泥濃縮池一個，另附加污泥抽濾泵兩臺，污泥管路一套。

3.2 工藝控制方面存在的問題及建議

該工程自動控制程度不高，人員因素干擾大，關鍵點的控制點沒有數字顯示。主要表現為：由于下雨、洗地、銅精礦庫抽水等原因容易造成原水中重金屬離子濃度波動較大，判斷生物制劑與原水混合后在第一級反應池內進行配合反應是否充分沒有具體的數字顯示，目前只能憑借經驗來調節生物制劑的用量。這樣既容易造成藥劑的浪費，也難以做到處理水100%達標。

建議在三級反應池的第一級反應池中安裝一個pH計，通過摸索找到一個最佳的pH值范圍，然后根據pH值的大小來控制生物制劑的用量。

4 結 論

1.生物制劑深度處理與回用工藝處理廢水適應性強。

2.生物制劑深度處理廢水效果較好，處理后的廢水可達到《銅、鎳、鈷工業污染物排放標準》（GB25467－2010）的要求。

3.生物制劑深度處理與回用工藝處理廢水單位成本較低，為4.82元／t。

參考文獻：

［1］ 鄧國屏，王化敏.重金屬廢水生物制劑深度處理與回用技術在鋅冶煉廢水處理中的運用［J］.青海環境，2013，23（1）：18－ 20.

［2］ 袁林.有色冶煉石灰中和凈化廢水生物制劑深度處理研究［D］.長沙：中南大學，2007.

Production Practice of Copper M ine Sewage Treatment by Biological Agents Depth Processing

TANG Zhi-yong
（Minmetals Copper（Hunan）Company Limited，Hengyang 421513，China）

This paper introduces the reactionmechanism of removing heavymetal ions by the biological agents from wastewater.Through several tests，it determines the biological agents depth processing to deal with the copper mine sewage.The processing effects meet the requirements of The copper，cobalt，nickel industrial pollutant discharge standard（GB25467－210），which could run steadily for a long time.

biological agents；hydrolysis；discharge up to the standard；emission reduction

X703

A

1003－5540（2016）04－0067－05

2016－04－12

唐智勇（1975－），男，助理工程師，主要從事安全環保管理工作。