硫酸生產酸性廢水電化學法處理生產實踐

寇安民， 張文紅

(白銀有色集團股份有限公司銅業公司， 甘肅白銀 730900)

污酸污水治理

硫酸生產酸性廢水電化學法處理生產實踐

寇安民， 張文紅

(白銀有色集團股份有限公司銅業公司， 甘肅白銀 730900)

介紹了546 kt/a銅冶煉煙氣制酸系統酸性廢水處理工藝和相關技術指標。該套酸性廢水處理系統采用石灰-鐵鹽+電化學法的廢水處理工藝，經過近幾年的生產運行實踐，此套廢水處理工藝運行良好，處理后廢水pH值7.2，砷質量濃度低于0.5 mg/L。

銅冶煉 煙氣制酸 酸性廢水 處理 電化學法

隨著國家對環保工作的日益重視，廢水達標排放成為企業生存和持續發展的前提。如何做好節能減排工作，保障廢水處理穩定達標成為企業提高自身競爭力的重要途徑。2011年6月，白銀有色集團股份有限公司銅業公司緊隨集團公司對環境資源化治理的步伐，完成對公司酸性廢水處理工藝的改造，整體項目投資2 000余萬元，采用石灰-鐵鹽+電化學法工藝進行酸性廢水的處理。經過近幾年的生產運行實踐，該工藝對酸性廢水的處理具有良好的效果，能夠實現酸性廢水處理達標回用。

銅業公司冶煉煙氣制酸凈化工序采用稀酸洗滌絕熱蒸發工藝，因上游火法系統礦原料來源復雜，凈化工序外排廢酸中各種離子含量波動較大，具有成分復雜、砷含量高，處理難度大的特點。制酸系統每日產生約300 m3含砷及其他重金屬離子的酸性廢水，送往廢水處理系統。

1 酸性廢水處理系統工藝流程

酸性廢水處理系統工藝流程見圖1。

圖1 酸性廢水處理系統工藝流程

2 設計參數

銅業公司酸性廢水具有砷含量高，處理難度大的特點。酸性廢水處理系統進水水質要求為總銅質量濃度小于500 mg/L，總鋅質量濃度小于800 mg/L，總砷質量濃度小于8 g/L，總鉛質量濃度小于50 mg/L，總鎘質量濃度小于300 mg/L，酸度小于80 g/L。酸性廢水處理系統石灰中和段設計廢水處理能力為534 m3/d，電化學處理工序設計廢水處理能力為1 000 m3/d，處理后廢水達到GB 25467—2010《銅、鎳、鈷工業污染物排放標準》的相關要求。

3 工藝流程

3.1 石灰中和段工藝

來自制酸系統凈化工序外排廢酸及其他場地沖洗水進入調節池混合，由廢酸輸送泵輸送至中和槽，并投加質量分數20%的精制石灰乳與廢酸充分攪拌混合；由pH計檢測控制反應液pH值為11.5，以達到最佳的砷去除反應環境。充分混合的廢水經氧化槽及中間池進行充分的曝氣氧化反應后，進入立式壓濾機進行固液分離，濾清液進入電化學處理工序的均化池，濾餅經拉運車輛送至危廢渣庫堆存。

3.2 電化學處理工藝

來自石灰中和段的廢水進入均化池后，需向均化池投加鐵鹽，將廢水pH值調節至6～9。在達到電化學反應器處理要求的同時，進一步提高廢水除砷效率，鐵鹽由計量泵24 h連續投加。廢水pH值調節完畢后，由輸送泵輸送至一級膜過濾器進行處理，濾清液進入電化學反應器進行深度處理。經電化學反應器處理后的廢水進入中間池進行曝氣氧化反應，再經輸送泵輸送至二級膜過濾器進行處理。處理后的廢水經在線砷檢測達標后進行回用。一級膜過濾器和二級膜過濾器的濾渣進入渣池，由板框壓濾機處理，濾清液回至均化池再次處理，濾餅經車輛送至危廢渣庫進行堆存。

4 電化學法機理

電化學法是一個復雜的過程。在電場的作用下金屬電極產生的陽離子在進入水體時發生許多物理化學現象，從離子的產生到形成絮體包括三個連續的階段：① 在電場的作用下，陽極產生電子形成“微絮凝劑”—鐵的氫氧化物；② 水中懸浮的顆粒、膠體污染物在“微絮凝劑”的作用下失去穩定性；③ 脫穩后的污染物顆粒和微絮凝劑之間相互碰撞，結合成肉眼可見的大絮體。

由于電化學法過程中電解反應的產物只是離子，不需要投加任何氧化劑或還原劑，對環境不產生或很少產生污染，被稱為是一種環境友好水處理技術。

5 生產過程控制要點

5.1 石灰中和段生產控制要點

在石灰中和段，最為關鍵的是控制中和氧化反應的pH值。在pH值控制在11.5左右時，石灰中和擁有最佳的砷去除效率，也能保障廢酸中的其他雜質離子(如Cu，Pb，Zn，Cr等)的有效去除。因此，在生產過程中，需要保證pH值的控制，包括經常對pH計進行清理，對pH計進行校準，對反應過程中的實時pH值進行測量比對等。同時，也要保障氧化槽和中間池曝氣設施的正常運行，以進一步提高廢水處理效率。

5.2 電化學處理工序生產控制要點

1) 均化池pH值的控制。在生產過程中，須用鐵鹽調節控制均化池的pH值為6～9，以保障鐵鹽的除砷效率，以及確保廢水pH值達到電化學反應器的運行要求。

2) 膜過濾器的運行維護。相對于濃密機而言，膜過濾器具有占地面積小、自動化控制程度高的特點。但在生產過程中膜過濾器的維護至關重要，包括對膜棒的檢查與更換，膜袋的清洗等。保障膜過濾器出水清澈，避免出現“跑混”現象，造成對電化學反應器的污染或出水不達標。

3) 電化學反應器的控制和維護。在生產過程中，電化學反應器的運行電流一般控制在3 000 A左右。為了保障電化學反應器的運行效率，需定期對極板進行更換，同時在生產過程中，需要按時對極板間的雜質進行清理，避免極板間短路，影響設備的使用壽命。

6 廢水處理系統除砷效果

目前，酸性廢水處理系統處理后的廢水達標后全部回用，實現廢水處理“零”排放。經生產過程中的實際檢測，處理后的廢水能夠達到GB 25467—2010《銅、鎳、鈷工業污染物排放標準》中的相關要求，尤其廢水中的砷質量濃度低于0.5 mg/L。廢水處理系統進水和出水指標見表1。

7 存在的問題

1) 在生產運行過程中，廢水處理系統每日要產生約60 t的砷渣，屬危險廢棄物。砷渣的運輸和儲存是一個難題，花費成本較高。

表1 廢水處理系統進水和出水指標

2) 膜過濾器維護費用較為高昂，相較于大型濃密機來說，膜過濾器具有占地面積較小，自動化程度高的特點。但在生產使用過程中，存在膜袋泄漏的問題，維護成本較高。

3) 相較于兩段石灰中和反應來說，現有廢水處理一段中和反應對于石灰的利用效率較低，且危廢渣量明顯增加。

8 結語

在當前嚴峻的環保形勢下，結合自身的廢水中雜質成分及含量的特點，尋找一種有效、經濟的廢水處理工藝，確保廢水處理達標排放、二次污染少是企業持續生存和發展重要途徑。在后續生產過程中，技術人員需對此套廢水處理工藝持續優化和完善，以滿足公司生產經營的需求。

Productionpracticeofelectrochemicaltreatmentofacidwastewaterfromsulphuricacidproduction

KOUAnmin，ZHANGWenhong

(Copper Company， Baiyin Non-ferrous Group Co., Ltd., Baiyin， Gansu， 730900， China)

The acid waste water treatment technology and related technical indexes of 546 kt/a copper smelter acid plant are described. This set of acidic wastewater treatment system used lime-iron salt and electrochemical wastewater treatment process. After several years of production and operation practices, this set of wastewater treatment process worked well. After treatment, the pH value readed 7.2concentration of arsenic in wastewater readed 0.5 mg/L.

copper smelting; metallurgical acid prodcution; acid wastewater; treatment; electrochemical method

2017-08-02。

寇安民，男，白銀有色集團股份有限公司銅業公司硫酸車間副主任，從事硫酸生產管理工作。電話：15097166429；E-mail：269868759@qq.com。

TQ111.16;X781

B

1002-1507(2017)11-0037-03