引言

有色金屬冶煉廠污廢水的來源為設備冷卻水、沖渣水、煙氣凈化廢水及濕法冶煉過程排放或泄漏的廢水。其中冷卻水基本未受到污染，沖渣水僅受到輕度污染，而煙氣凈化廢水及濕法冶煉過程排放的廢水污染較嚴重，是重點治理對象。有色金屬冶煉廠的污廢水主要包括以下幾種：

1）爐窯設備冷卻水：它是冷卻冶煉爐窯等設備而產生的，排放量大，約占總量的40%。

2）煙氣凈化廢水：它是冶煉、制酸等煙氣進行洗滌所產生的，排放量大，含有酸、堿及大量重金屬離子和非金屬化合物。

3）沖渣水：它是對火法冶煉中產生的熔融態爐渣進行水淬冷卻時產生的，其中含有爐渣微粒及少量重金屬離子等。

4）沖洗廢水：它是對設備、地板、濾料等進行沖洗所產生的廢水，還包括濕法冶煉過程中因泄漏而產生的廢液，此類廢水含重金屬和酸。筆者對北方某鉛鋅冶煉廠排放的污廢水進行了調查和分析，確定了污廢水處理技術路線，為有色金屬冶煉廠污廢水處理的工程設計提供了依據。

1 工程簡介與污廢水水質

北方某鉛鋅冶煉廠生產污水水量為1523m3/d（其中冶煉污水水量為1427m3/d，硫酸污水水量為96m3/d），生產廢水水量為1741m3/d。考慮到水量的波動系數，確定設計污水處理站的處理能力為1600m3/d，其中冶煉污水為1500m3/d，硫酸污水為100m3/d；生產廢水處理能力按1800m3/d來設計。

2 處理后水質標準

經處理的出水要求全部回用于冷卻循環補充水、冶煉用水、制酸用水及道路綠化，出水水質執行GB25466—2010《鉛、鋅工業污染物排放標準》。

3 污廢水處理工藝

該工程包括硫酸污水、冶煉污水和生產廢水3部分，分別采用不同的工藝來處理。硫酸污水經污酸管道自流進入污酸調節池，再通過提升泵揚送至一級反應槽，加入石灰乳溶液將pH值調至3.5，在一級反應槽反應后出水經一級沉淀池將石膏渣分離，一級沉淀池出水自流至氧化反應槽，在氧化反應槽中加曝氣頭通入壓縮空氣，同時投加FeSO4溶液（鐵砷比10∶1）以去除水中的As，出水經二級沉淀池將砷渣分離，二級沉淀池出水自流至污水調節池與冶煉污水一起處理。冶煉污水經生產污水管道自流進入污水調節池，再通過提升泵揚送至二級反應槽，加入石灰乳溶液將pH值調至7.5，然后自流進入電凝聚槽，同時向電凝聚槽內投加PAC和PAM，再經自浮槽進行渣水分離，去除水中的Cd、Pb、Zn、Cu和剩余的As，自浮槽上清液自流至回用水池回用。生產廢水經生產廢水管道自流進入廢水調節池，再通過提升泵揚送至三級反應槽，同時向三級反應槽內投加PAC，三級反應槽出水自流至三級沉淀池，經三級沉淀池去除水中的SS，三級沉淀池出水自流至回用水池回用。硫酸污水一級沉淀池的底流用底流泵揚送至壓濾機1，經壓濾機1脫水后，干渣為石膏，進行填埋處理；二級沉淀池的底流用底流泵揚送至壓濾機2，經壓濾機2脫水后，干渣為砷渣，送當地危廢處置中心處置；自浮槽的浮渣用泵揚送至壓濾機3，經壓濾機3脫水后，干渣為重金屬氫氧化物綜合渣，返回冶煉進料系統；生產廢水三級沉淀池的底流用底流泵揚送至壓濾機4，經壓濾機4脫水后，干渣為懸浮物泥渣，運至渣場存放。污廢水處理工藝流程見圖1。污水處理藥劑用量為：PAM用量9kg/d，PAC用量15kg/d，生石灰用量1050kg/d，FeSO4用量280kg/d。污水處理產生渣量為：石膏2465kg/d（含水率70%），砷渣1004kg/d（含水率80%），重金屬氫氧化物綜合渣150kg/d（含水率80%），懸浮物泥渣20kg/d（含水率80%）。

4 構筑物設計及設備選型

1）污酸調節池：尺寸L×B×H=7m×10m×3.5m，地下式，有效容積約210m3，停留時間約33h。污酸提升泵選用50FZU-28工程塑料立式自吸泵2臺（1用1備），其性能為Q=20m3/h，H=28m，N=5.5kW（每天工作8h）。

2）污水調節池：尺寸L×B×H=15m×10m×3.5m，地下式，有效容積約450m3，停留時間約3.6h。污水提升泵選用100FZU-35工程塑料立式自吸泵3臺（2用1備），其性能為Q=65m3/h，H=30m，N=18.5kW。

3）廢水調節池：尺寸L×B×H=10m×10m×3.5m，地下式，有效容積約300m3，停留時間約7.2h。污水提升泵選用80FZU-32工程塑料立式自吸泵2臺（1用1備），其性能為Q=45m3/h，H=30m，N=11kW。

4）中間水池：尺寸L×B×H=10m×10m×3.5m，地下式，有效容積約300m3，停留時間約1.8h。回水泵選用100LB-36.4×2型立式長軸泵2臺（1用1備），其性能為Q=75m3/h，H=75m，N=30kW。

5）回用水池：尺寸L×B×H=10m×10m×3.5m，地下式，有效容積約300m3，停留時間約3.6h。回水泵選用100LB-36.4×2型立式長軸泵2臺（1用1備），其性能為Q=85m3/h，H=70m，N=30kW。

6）一級反應槽：尺寸L×B×H=2.5m×2.5m×3.5m，地上式，有效容積約18m3，選用XFJ-1700型反應攪拌機1臺，攪拌機直徑為1700mm，N=0.8kW。污酸水力停留時間約0.9h。

7）二級反應槽：尺寸L×B×H=5m×5m×3.5m，地上式，有效容積約75m3，選用XFJ-3580型反應攪拌機1臺，攪拌機直徑為3580mm，N=0.8kW。污水水力停留時間約0.65h。

8）三級反應槽：尺寸L×B×H=5m×4m×3.5m，地上式，有效容積約60m3，選用XFJ-3000型反應攪拌機1臺，攪拌機直徑為3000mm，N=0.8kW。廢水水力停留時間約1.5h。

9）氧化反應槽：尺寸L×B×H=2.5m×2.5m×3.5m，地上式，有效容積約18m3，選用XFJ-1700型反應攪拌機1臺，攪拌機直徑為1700mm，N=0.8kW。污酸水力停留時間約1.0h。

10）一級沉淀池：采用L×B=4m×4m斜管沉淀池1座，有效高度3.5m，有效容積48m3，表面水力負荷1.25m3/（m2·h），沉淀時間2.4h。底流泵選用32FTU-20陶瓷復合泵2臺（1用1備），其性能為Q=5m3/h，H=25m，N=2.2kW。

11）二級沉淀池：采用L×B=4m×4m斜管沉淀池1座，有效高度3.5m，有效容積48m3，表面水力負荷1.25m3/（m2·h），沉淀時間2.4h。底流泵選用32FTU-20陶瓷復合泵2臺（1用1備），其性能為Q=5m3/h，H=25m，N=2.2kW。

12）三級沉淀池：采用L×B=8m×6m斜管沉淀池1座，有效高度3.5m，有效容積144m3，表面水力負荷0.86m3/（m2·h），沉淀時間3.5h。底流泵選用32FTU-20陶瓷復合泵2臺（1用1備），其性能為Q=5m3/h，H=25m，N=2.2kW。

13）電凝聚裝置：選用Xkq-30電絮凝裝置1臺，覫1.8m×1.8m，N=75kW；自浮槽1座，覫2.8m×3.5m。電絮凝車間尺寸12m×6m×6m。

14）壓濾及石灰乳制備廠房：2層，尺寸30m×12m×14m，壓濾機1選用BMZG630-U廂式壓濾機1臺，單臺過濾面積40m2，N=2.2kW；壓濾機2選用XMZG1250-U廂式壓濾機1臺，單臺過濾面積200m2，N=4kW；壓濾機3選用BMZG800-U廂式壓濾機1臺，單臺過濾面積80m2，N=2.2kW；壓濾機4選用BMZG430-U廂式壓濾機1臺，單臺過濾面積20m2，N=2.2kW；LX-10型電動單梁懸掛橋式起重機1臺，起重量10t，N=16.2kW。

15）FeSO4制備系統：JY-0.5/0.6-1型加藥裝置1臺，N=0.74kW。

16）PAC制備系統：JY-0.5/0.6-1型加藥裝置1臺，N=0.74kW。

17）PAM制備系統：JY-0.5/0.6-1型加藥裝置1臺，N=0.74kW。

18）石灰乳制備系統：石灰消化機2臺，單臺處理能力10t/d，N=4.0kW；螺旋分級機2臺，單臺N=2.2kW；石灰乳投加泵采用HTB-65-50-160型陶瓷泵2臺（1用1備），Q=25m3/h，H=20m，N=18.5kW；石灰乳攪拌槽2臺，覫3m×3m，單臺N=0.75kW。

6 結語

自該污水處理站投入運行后，設備運行穩定，處理后能確保實現污水達標回用，有效地改善了冶煉廠環境，為冶煉廠可持續發展提供了可靠的基礎。依照理論計算年減少超標污水排放量108.9萬t（污染負荷量是按照每年生產330d計算的），有非常明顯的環境效益和社會效益。

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