鉬冶煉廠生活污水和工業(yè)廢水零排放實(shí)踐

范小祥，符向東，楊軍方，陳育川

（1.伊川湄格氣體有限公司，河南洛陽 471300；2.洛陽鉬業(yè)集團(tuán)金屬材料有限公司，河南洛陽 471000）

某鉬冶煉廠廢水排放量為生活污水80～120 t/d，工業(yè)廢水50～100 t/d。其中生活污水主要來自員工宿舍樓、辦公樓、餐廳的污水排放，工業(yè)廢水主要來自鉬冶煉煙氣制酸凈化工序產(chǎn)生的廢水。盡管目前排放廢水符合環(huán)保要求的GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》三級標(biāo)準(zhǔn)，但隨著企業(yè)發(fā)展和員工的增加，生活污水排放量不斷增加，COD和氨氮年排放總量也在逐年增加，同時(shí)生產(chǎn)廢水原水中含有亞硫酸根離子導(dǎo)致化學(xué)需氧量（COD）最高達(dá)到1 000 g/L，影響總排口COD排放指標(biāo)。自2016年新投建高錸酸銨回收系統(tǒng)后，廢水中又引入了氨氮和氯離子，導(dǎo)致COD和氨氮指標(biāo)節(jié)節(jié)攀升。該鉬冶煉廠對環(huán)保問題高度重視，于2018年撥付專項(xiàng)環(huán)保資金進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，對生活污水、工業(yè)廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行改造，取得了較好的效果，實(shí)現(xiàn)了生活污水和工業(yè)廢水零排放。

1 生活污水處理系統(tǒng)的改造

1.1 改造前生活污水處理系統(tǒng)工藝流程

改造前生活污水處理系統(tǒng)工藝流程見圖1。

圖1 改造前生活污水處理系統(tǒng)工藝流程

來自生活區(qū)的生活污水被收集送至污水地下池，通過池壁上部的過濾網(wǎng)溢流至地下槽。地下槽中的提升泵將污水提升至一級和二級生化曝氣池，池內(nèi)的活性淤泥對污水進(jìn)行生化處理，然后送至消毒池用二氧化氯消毒。生活污水經(jīng)過處理，COD＜100 mg/L，氨氮（ρ）小于25 mg/L，滿足市環(huán)保局COD＜380 mg/L、氨氮（ρ）小于35 mg/L的排放要求。

1.2 生活污水零排放新工藝

改造后生活污水處理系統(tǒng)工藝流程見圖2。

圖2 改造后生活污水處理系統(tǒng)工藝流程

生活污水送至化糞池，大顆粒的雜物在化糞池中沉降下來，然后污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，再經(jīng)提升泵送入地埋式一體化裝置進(jìn)行生化處理。生化處理后的清水經(jīng)提升泵送至多介質(zhì)過濾器進(jìn)行過濾，過濾后清水自流進(jìn)入回用水池，經(jīng)w(NaClO)8%次氯酸鈉溶液消毒后送至達(dá)標(biāo)水池。改造后的生活污水出水COD在50 mg/L以下，氨氮質(zhì)量濃度在35 mg/L以下，可全部回用于廠區(qū)作為綠化噴灌草坪、道路清掃灑水等用水。

地埋式一體化裝置是一種厭氧好氧（AO）脫氮工藝的生化處理系統(tǒng)，該裝置由缺氧區(qū)、好氧區(qū)、二沉區(qū)、清水區(qū)等四大部分組成，其生化處理工藝流程見圖3。

在該裝置中，污水與二沉區(qū)的回流污泥一起進(jìn)入缺氧區(qū)，在缺氧區(qū)內(nèi)通過缺氧微生物的新陳代謝作用將污水中的有機(jī)污染物分解，并由反硝化菌的新陳代謝作用將污水中氨氮、NO3

圖3 地埋式一體化裝置生化處理工藝流程

-和NO2-反應(yīng)生成N2而脫氮。經(jīng)過脫氮的污水進(jìn)入好氧區(qū)，通過好氧微生物、硝化菌等微生物的新陳代謝作用將CODcr、BOD5等有機(jī)污染物徹底降解、并將氨氮氧化為NO3-或NO2-作為反硝化脫氮反應(yīng)的電子受體。經(jīng)過好氧區(qū)的污水再進(jìn)入二沉區(qū)，在二沉區(qū)內(nèi)泥水經(jīng)過固液分離，上清液自流進(jìn)入清水區(qū)，沉淀下來的污泥一部分回流到缺氧區(qū)再次利用，一部分進(jìn)入化糞池定期抽吸外運(yùn)。

2 工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的改造

2.1 改造前工業(yè)廢水處理系統(tǒng)工藝流程

改造前工業(yè)廢水處理系統(tǒng)工藝流程見圖4。

圖4 改造前工業(yè)廢水處理系統(tǒng)工藝流程

鉬鐵冶煉及制酸系統(tǒng)工業(yè)廢水，由廢水泵送入一段和二段中和處理槽（每段都是1用1備2個(gè)槽），加入w[Ca(OH)2]10%～15%石灰乳溶液進(jìn)行中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)溶液pH值為6～9后排放至濃密機(jī)濃縮沉淀，底流質(zhì)量分?jǐn)?shù)約30%的石膏溶液由底流閥排至石膏渣槽，由石膏渣泵送入壓濾機(jī)壓濾，濾液流入溢流池，濾餅廢渣填埋處理。濃密機(jī)的上清液從壁上端溢流管溢流至溢流池，經(jīng)水質(zhì)分析合格后達(dá)標(biāo)排放。

2.2 工業(yè)廢水零排放新工藝

處理前工業(yè)廢水中重金屬、氟等含量并不高，經(jīng)石灰中和法處理后完全能滿足排放指標(biāo)，因此此次工藝改造不考慮對廢水中重金屬的處理。

改造后工業(yè)廢水處理系統(tǒng)工藝流程見圖5。

在酸性條件下向工業(yè)廢水中加入過量石灰乳溶液，在不斷攪拌下進(jìn)行中和反應(yīng)，生成硫酸鈣和亞硫酸鈣，再送至濃密機(jī)處理，后續(xù)按改造前原流程將石膏渣進(jìn)行壓濾。新工藝增加對溢流液的處理：向溢流池加入w(NaClO)8%次氯酸鈉溶液將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣后，溢流液先后通過一級和二級曝氣池進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池，用w(H2SO4)5%硫酸溶液調(diào)節(jié)pH值為7～9，然后送至溢流水槽。向溢流水槽中加入陰離子型聚丙烯酰胺（PAM）進(jìn)行沉淀，上清液溢流至收集池回用或排放，底流排至濃密機(jī)，分離出的污泥通過壓濾機(jī)壓成泥餅外運(yùn)填埋。

圖5 改造后工業(yè)廢水處理系統(tǒng)工藝流程

新工藝合理利用現(xiàn)場原有設(shè)備，將原二段中和處理槽分別改為一級和二級曝氣池，一段中和處理備用槽改為溢流水槽，僅需增加PAM儲槽、硫酸儲槽、次氯酸鈉儲槽及部分管道，并新增pH測定儀實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。

3 生活污水和工業(yè)廢水的改造效果

生活污水處理系統(tǒng)改造前，生活污水晝夜排放量差距大，通過手動(dòng)操作提升泵來控制污水出口閥門的流量，所以污水地下池水位不穩(wěn)定，且地下池容積太小，池底腐臭淤泥沉積，造成提升泵易壞，系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定。經(jīng)過改造，增加的化糞池解決了腐臭淤泥沉積的問題，改用由浮球液位開關(guān)控制泵開停的30 m3/h流量泵，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

工業(yè)廢水處理系統(tǒng)改造前，雖然廢水經(jīng)處理后能達(dá)到GB 8978—1996三級標(biāo)準(zhǔn)，但還殘存一定的難以去除干凈的懸浮物和色度，受礦物性質(zhì)影響，會出現(xiàn)各種顏色的排水。經(jīng)過改造，濃密機(jī)上清液中的亞硫酸鈣通過曝氣、加w(NaClO)8%次氯酸鈉溶液氧化生成硫酸鈣，然后用w(H2SO4)5%硫酸溶液在pH調(diào)節(jié)槽調(diào)節(jié)pH值至7～9，再加入絮凝劑PAM，懸浮物被沉淀下來，出水清澈透明，無雜色，達(dá)到GB 8978—1996一級標(biāo)準(zhǔn)的要求。

經(jīng)新工藝處理后的生活污水和工業(yè)廢水指標(biāo)見表1。

目前，工業(yè)廢水可產(chǎn)生達(dá)標(biāo)回用水65～100 m3/d，主要有3種回用途徑：①用于硫酸車間煙氣凈化工序補(bǔ)充洗滌水，用量為25～35 m3/d；②用于尾氣吸收工序配制純堿溶液，用量為16～33 m3/d；③用于廢水處理配制石灰乳溶液，用量為15～20 m3/d。有少量未使用完的回用水留存于備用池，直至存滿后外排。由此以來，該鉬冶煉廠產(chǎn)生的生活污水和工業(yè)廢水基本上實(shí)現(xiàn)了零排放。

表1 處理前后生活污水和工業(yè)廢水指標(biāo)

在上述廢水處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，存在以下2個(gè)問題：①次氯酸鈉用量較大導(dǎo)致成本有一定幅度的增加；②回水造成鹽分累積會導(dǎo)致填料洗滌塔的結(jié)晶物過多，從而影響回水的循環(huán)利用次數(shù)，這需要技術(shù)人員進(jìn)一步對系統(tǒng)進(jìn)行研究和完善。

4 結(jié)語

鉬冶煉行業(yè)的污染物主要為廢水和廢氣。對于廢氣的排放，各鉬冶煉廠都極其重視且大部分實(shí)現(xiàn)了超低排放，但廢水的超低排放甚至零排放卻甚少。隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展和城市人口的增加，加之生活用水和工業(yè)用水的急劇增加，水資源不足已是我們亟需面對且需要盡快解決的問題，而解決問題的根本辦法就是采用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)生活污水和生產(chǎn)廢水的零排放。該鉬冶煉廠以環(huán)境、資源大局為重，提前布局，進(jìn)行生活污水和工業(yè)廢水零排放改造實(shí)踐，效果顯著，環(huán)保意義重大。不僅節(jié)省了水資源，提高了水資源的循環(huán)利用率，同時(shí)也減少了污水處理廠的工作量和取水設(shè)施的建設(shè)費(fèi)用，為同行業(yè)乃至化工行業(yè)做出了積極的表率，具有很好的借鑒作用。