大冶冶炼厂重金属废水处理的运行与实践詹传平

2013年《世界有色金属》论文集世界有色金属140大冶冶炼厂污水处理站于1989年建成投产，经2001年和2005年的两次改造，已形成日废水处理量2万m3/d的一套冶炼废水处理系统，该系统用于处理厂区湿法、火法冶炼系统产生的工业废水，水质达标后回用。现行废水的处理情况1 厂区废水的特点污水处理系统处理的污水来源于厂区冶炼系统的火法和湿法，下雨天的雨水，厂区的生产废水混合后进入污水处理系统，主要为酸性废水，含有大量金属离子。见表1：2 废水处理工艺大冶冶炼厂污水处理站采用石灰—铁盐法去除厂区上游废水中的砷及其他重金属，在废水进口处进行石灰、絮凝剂投加，一次去除废水中的砷等毒害，在曝气池投加硫酸亚铁和石灰二次投加去除剩余的砷等重金属，最后废水经预沉池沉淀、澄清过滤池处理后排放。pH值的选择及铁砷比的控制1 中和沉淀重金属离子的pH值的范围选择根据氢氧化物沉淀溶解平衡理论，用石灰中和废水中的重金属离大冶冶炼厂重金属废水处理的运行与实践摘 要：本文通过介绍大冶冶炼厂的污水处理工艺，阐述了石灰—铁盐处理重金属废水时，pH值和铁砷比对废水处理效果的影响。关键词：石灰；硫酸亚铁；重金属离子；pH值；铁砷比大冶有色金属有限责任公司冶炼厂 詹传平表1废水的排放量和成分废水类型排放量/m3dPH值As/mgL-1Cu/mgL-1Pb/mgL-1Zn/mgL-1Cd/mgL-1悬浮物/mgL-1重金属废水200004-52—30.61.32.61.2318图1污水处理系统流程图2014科技论文集-合版.indd1402014-4-215:01:452013年《世界有色金属》论文集世界有色金属141子其残余浓度由pH值决定。一般情况下，pH值越高，废水中残余重金属离子浓度越低。但对锌、铅两性金属，会形成络合离子使沉淀物反溶，使废水中的重金属离子浓度增加。所以采用中和沉降法降低废水中的重金属离子时，要严格控制适宜的pH值(如图1)。铜、锌、铅、镉离子在水中含量达到国标的适宜pH值（见表2）。冶炼废水中As、Cd含量较高，其他重金属含量接近于国家标准，在沉淀池投加石灰乳，控制的控制适宜的pH值，有利Cd的氢氧化物的形成和沉淀。因此，先确保冶炼废水中Cd至国家标准以下，再调节pH值，进一步去除其他重金属。将污水处理站沉淀池pH值在10—11后，在沉淀池出口取样分析发现，一次去除的重金属含量都有所降低，含Cd在国家标准以下。冶炼废水经一次处理后，影响废水排放的物质主要是As含量高出国家标准，通过投加铁盐调节pH值，和废水中的As进一步反应。3.2除砷反应废水中的砷以亚砷酸、砷酸形式存在为主。采用石灰—铁盐法除砷是利用石灰、铁离子与废水中的亚砷酸盐、砷酸盐形成稳定的沉淀物，并与氢氧化铁吸附共存而达到除砷目的。实践表明，在加石灰时先期可去除部分的砷，主要反应如下：3Ca(OH)2+H3AsO3→Ca3(AsO3)2+6H2O3Ca(OH)2+H3AsO4→Ca3(AsO4)2+6H2O初步除砷后，投加硫酸亚铁，并保证由足够的氧，亚铁离子会迅速变为铁离子，该种情况下要控制好pH值（8—9左右）,pH值超过10时形成的砷酸铁盐、亚砷酸铁会反溶。投加亚铁，曝气后的反应如下：Fe3++3OH-→Fe(OH)3Fe3++AsO43-→FeAsO4+3OH-Fe3++AsO33-→FeAsO3+3OH-在中和处理时，Fe/As越高，除砷效率越高。大冶污水处理站曝气池新安装2台LG—200罗茨鼓风机最大排气压力为39.2Kpa，气量为49.6m3/min，氧化量充足。沉淀池出口废水含As基本维持在0.8—1.2mg/L，二次除砷投加亚铁时，保证铁盐除砷效率在70%左右，就能确保砷的在国家标准以下。经常长时间的摸索，大冶污水处理站将铁砷比控制在4:1左右，曝气池出口废水清液含砷全部达标，曝气池出口废水中的悬浮固体经二次沉淀、澄清过滤后，废水稳定达标排放。存在的问题目前，大冶冶炼厂污水处理站废水稳定达标排放，废水中的重金属等毒害物质转移到泥渣中，经检测，其组成为w（Ca）25%-34%,w（Ca）25%-34%,w（As）3.4%-9.6%,w（Cd）0.9%-2.6%,经压滤后的含砷污泥渣外运后填满在渣场，仍然是一个潜在的污染源，如何有效的防止砷渣的二次污染是今后的课题。□表2铜、锌、铅，镉离子在水中含量及适宜的pH值名称铜锌铅镉国家排放标准mgL-10.5510.1适宜的pH值7.29-138.5-119.1-9.610.5-13表3沉淀池出口重金属含量废水类型排放量/m3dPH值As/mgL-1Cu/mgL-1Pb/mgL-1Zn/mgL-1Cd/mgL-1悬浮物/mgL-1重金属废水2000010-110.8-1.20.4-0.50.81.60.03-0.06150表4外排水的排放量和成分废水类型PH值As/mgL-1Cu/mgL-1Pb/mgL-1Zn/mgL-1Cd/mgL-1悬浮物/mgL-1重金属废水8-90.2-0.40.1-0.40.8以下2以下0.01-0.04202014科技论文集-合版.indd1412014-4-215:01:45