《铜镍钴采选废水治理工程技术规范》(征求意见稿)编制

   —79—附件5（征求意见稿）《铜镍钴采选废水治理工程技术规范》编制组2015年6月   —80—项目名称：铜镍钴采选废水治理工程技术规范项目统一编号：2012-GF-005承担单位：北京矿冶研究总院编制组主要成员：金尚勇高文谦刘芳杨晓松汪靖林星杰标准所技术管理负责人：姚芝茂标准处项目管理人：范真真   —81—目录 1任务来源..................................................................................................................82 2标准制定必要性......................................................................................................82 3主要工作过程..........................................................................................................92 4国内外相关标准研究..............................................................................................92 5同类工程现状调研..................................................................................................94 6主要技术内容及说明............................................................................................102 7标准实施的环境效益和经济技术分析................................................................114 8标准实施建议........................................................................................................114 9征求意见处理情况说明（送审稿）....................................................................114 10技术审查工作情况说明（报批稿）..................................................................114     —82—1任务来源2012年环境保护部下达了《关于开展2012年度国家环境技术管理项目计划工作的通知》（环办函[2012]328号），其中提出了制定《铜镍钴采选废水治理工程技术规范》（项目编号2012-GF-005）行业标准的任务。北京矿冶研究总院承担该标准的编制工作。2标准制定必要性2.1国家及环保主管部门的相关要求《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出：实施主要污染物排放总量控制。实行严格的饮用水水源地保护制度，提高集中式饮用水水源地水质达标率。加强造纸、印染、化工、制革、规模化畜禽养殖等行业污染治理，继续推进重点流域和区域水污染防治，加强重点湖库及河流环境保护和生态治理，加大重点跨界河流环境管理和污染防治力度，加强地下水污染防治。推进火电、钢铁、有色、化工、建材等行业二氧化硫和氮氧化物治理，强化脱硫脱硝设施稳定运行，加大机动车尾气治理力度。加强重金属污染综合治理，以湘江流域为重点，开展重金属污染治理与修复试点示范。加大持久性有机物、危险废物、危险化学品污染防治力度，开展受污染场地、土壤、水体等污染治理与修复试点示范。《重金属污染综合防治“十二五”规划》要求对5大重点防控行业和4452家重点防控企业实行多方面的有效监控。到2015年，重点区域重点重金属污染物排放量比2007年减少15%，非重点区域的重点重金属污染物排放量不超过2007年的水平。重点防控的重金属污染物包括铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、铬（Cr）和类金属砷（As）等。《有色金属产业调整和振兴规划》提出：根据产业发展状况，修订完善《产业结构调整指导目录》及相关产业发展政策，重点提高技术装备、能耗、水耗、污染物排放、资源利用率等准入条件，严格用地标准，制定深加工产品分类细则等。《铜镍钴工业污染物排放标准》（GB25467-2010）规定：自2012年1月1   —83—日起，所有铜镍钴企业执行新建企业水污染物排放浓度限值及单位产品基准排水量，在国土开发密度已经很高、环境承载能力开始减弱，或环境容量较小、生态环境脆弱，容易发生严重环境污染等问题而需要采取特别保护措施的地区，执行水污染物特别排放限值。国家环保部等九部委《关于2011年深入开展整治违法排污企业保障群众健康环保专项行动的通知》（环发[2011]41号）提出：在2010年对重金属排放企业排查整治的基础上，按照国务院批复的《重金属污染综合防治“十二五”规划》的总体要求，对已确定的涉重金属重点区域和重点行业，进一步加大督查督办力度，加强土壤重金属污染防控，落实整治措施，切实消除环境污染隐患。要加大对环境违法行为的处罚，坚决淘汰达不到环保要求的小型有色金属矿山采选及冶炼企业，严格电镀、制革、化工等工业园区监管，禁止偷排偷放，加强涉重金属化工企业的生产全过程监管，督促企业完善各类突发事件应急预案并加强演练，防止发生次生环境污染事件。督促重金属排放企业开展清洁生产审核，公开环保不达标企业的污染物排放和环境管理情况。要严格环境准入，按照有关规定编制环评文件，严禁擅自降低评价等级审批环评文件，进一步严格环境保护“三同时”验收，凡不符合验收要求的，不得通过竣工环保验收。各地要结合实际工作，确定一批损害群众健康的突出环境问题，作为重点内容，开展集中整治。2.2 行业发展带来的主要环境问题 2.2.1采矿废水的产生及治理2.2.1.1采矿废水的来源采矿废水主要是指矿坑水、废石堆渗透水、洗矿水和采场废水，以矿坑水为主。采矿废水多为酸性。采矿废水的形成与矿床类型、结构、地质、水文、气候、开采方式等因素有关。在金属硫化矿床内多含有硫化铁矿，简单地说硫化铁矿的氧化过程就是矿坑酸性水的形成过程。在硫化铁的氧化过程中，形成硫酸、硫酸高铁，他们又进一步使矿石中的金属生成硫酸盐类，从而生成含多种金属离子的酸性废水。从pH值的变化看，可分为三个阶段：即第一阶段pH值接近4.5，第二阶段pH值为2.5-4.5，第三阶段pH≤2.5，在各阶段中硫化矿物、水、氧是参与反应的物质，而微生物（细菌）、氧化还原电位、温度等是反应条件。主要的反应方程式如下：   —84—2FeS2+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO44FeSO4+2H2SO4+O2=2Fe2(SO4)3+2H2OFe2(SO4)3+6H2O=2Fe(OH)3+3H2SO4（1）废石堆场废水废水堆场废水主要由降雨淋溶含硫化矿废石产生，可根据降雨量、汇水面积和径流系数计算确定。一般，废石堆场设有废水调节库，还应进行调洪计算，以确定外排的废水量。废石堆场废水水质，受废石成分、块度、废石堆的几何形状、雨型降雨强度和历时长短及气温等因素的影响。（2）矿坑废水矿坑废水量，因坑道地理位置、标高、围岩结构、开采作业方法、自然降水量和底下水位不同而异，一般，根据水文地质资料和有关数据计算确定。矿坑废水水质受以下诸因素影响：1）对同一矿体言，其矿坑废水的pH值，一般随着开采深度的延深、矿石氧化程度的减弱而增高；重金属含量随之而减少。2）当坑道掘进开始时，废水的pH值较高，金属离子含量较低；随着开采继续延伸，矿体裸露，氧化作用加剧，溶解作用加强，pH值下降，金属离子含量逐渐增加。3）坑内废水泵出地面后，水质会有所改变，随着流径距离增加，Fe3+会增加；Fe2+、Cu2+有所减少；Pb2+、Zn2+变化不大。2.2.1.2采矿废水的特点（1）pH值低、含多种金属离子采矿废水多为酸性，pH值在2~4左右，重金属离子的含量为每升几毫克至几百毫克范围，也有高达数千毫克的情况，有的还含有一定数量的铜、锌、锰、砷和二氧化硅等，若不采取手段进行回收，则直接造成矿产资源浪费。（2）水量大、污染时间长矿山废水水量大，据统计，每开采1t矿石，废水的排放量约为1m3，不少矿山每天排放数千至数万m3的废水。矿山废水主要来源于地下水和地表降水，   —85—矿山开采完毕，这些水仍然继续流出，如果不采取措施，对环境将造成长期的不利影响。（3）水量、水质波动大矿山废水的水量与水质随着矿床类型、赋存条件、采矿方法和自然条件的不同，有很大的差异，其水质、水量波动很大，水的成分和含量变化也大。同一类型矿藏，由于矿石组成、形成的条件等因素的差异，使形成废水的组成及其浓度均不同。2.2.1.3采矿废水的危害采矿废水对矿业生产、生态环境造成负面影响，是采矿业面临的昀严重的环境污染之一。因其pH值低、酸度大，而且含有大量的重金属，该类废水能够导致矿区周围水体的严重污染，引起鱼类、藻类、浮游生物等绝大多数水生生物死亡，也能破坏土壤的团粒结构，使土地板结，农作物枯黄；在缺氧状态下，酸性矿山废水中大量SO42-受脱硫菌属的作用，所产生的H2S气体对生物体具有严重的毒害作用；酸性废水对水泵配件、管材、坑道设备产生强烈的腐蚀破坏作用，致使设备维修频繁，更会直接危害矿工的安全。永平铜矿含Cu、Fe、F、Be废水污染交集河、桐木江，在污水入口下游250米处水质分析为pH4、Cu13.0mg/L、Zn0.97mg/L、Fe27.0mg/L、Be3.77mg/L，入桐木江河口处pH4.8、Cu5-6mg/L、Fe1.0mg/L、F1.0mg/L、Be1.74mg/L，使河中鱼虾绝迹，水草不生。东乡铜矿废水对周围水系污染严重，1981年对矿区附近水系中水质和底泥进行了调查，离矿山5公里之汝河两岸冲击物中含铜量很高，总铜达500-850ppm，有效铜300-500ppm。东乡铜矿受污染农田总铜、有效铜平均值分别为未污染农田的12.36、25.42倍，且受污农田团粒结构被破坏，造成板结，出现盐霜。土壤pH值下降0.2-0.5，使水稻减产，根、茎叶、稻米均不同程度受到重金属污染。2.2.1.4采矿废水的治理目前国内外对于酸性废水使用的处理技术有传统石灰中和、石灰中和－铁（铝）盐沉淀法、高密度泥浆法（HDS）、离子交换法、铁氧体处理技术、生物氧化法等，每种方法有其独特的适用对象，应针对不同企业的相关问题而提出和选用。一般而言，石灰中和及其衍生（改进）方法比较适合废水单纯处理达标排   —86—放或回用；离子交换、铁氧体处理技术、吸附、生物硫化法和生物氧化法等方法及其相互结合比较适用于废水中有价金属回收与处理达标排放或回用的情况。目前昀常使用的是石灰中和及其衍生（改进）方法，工程使用率占90% 以上，其中国内大部分厂家采用传统的石灰中和法，国外主要采用对传统石灰法的改进技术－高密度泥浆法（HDS）。目前治理矿山酸性废水的方法比较见表2。 表2传统处理矿山酸性废水方法列表 方法 作用机理 主要优点 主要缺点 传统 中和法 投加碱中和剂，利用酸碱中和反应调节pH值，同时生成难溶的氢氧化物沉淀，净化污水 可以处理任何浓度、任何性质的酸性废水，操作简单，管理方便，处理费用低 处理后生成硫酸钙渣较多，且脱水难，加上生成的氢氧化物在酸性环境下易分解，不处理易造成系统流域二次污染 石灰中和-铁（铝）盐沉淀处理含砷、氟等酸性废水回收有价成分，尤其是处理有毒金属与石灰法相比工程投资和运行费用会增加高密度泥浆法（HDS）底泥回流的改进石灰中和法，适合石灰法改进减少石灰