【導(dǎo)讀】國內(nèi)銅冶煉企業(yè)在90年代得到了快速發(fā)展，冶煉能力的上升加大了對原料銅精砂的需求。低了對原料的質(zhì)量要求，特別是原料中砷的含量。國家有關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定原料中As＜%，但國內(nèi)有些礦山生產(chǎn)的銅精砂中As. 產(chǎn)生的后果是給企業(yè)的環(huán)境治理帶來難度，使某些企業(yè)的大氣排放和污水排放超標(biāo)。對銅冶煉企業(yè)含砷工業(yè)污水的形成以及如何處理達(dá)標(biāo)排放，并確保不造成二次污染，從本人的設(shè)計經(jīng)。驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐中，闡述一些認(rèn)識及看法。基本不溶于水而賦存在銅精砂中。在熔煉過程中，銅精砂中的砷由于高溫絕大部分進(jìn)入冶煉煙氣中，并以As2O3的形態(tài)存在。制酸工藝采用一轉(zhuǎn)一吸時，煙氣中As2O3絕大部分進(jìn)入制酸尾氣中，經(jīng)尾。氣處理系統(tǒng)進(jìn)行處理和回收，使尾氣達(dá)標(biāo)排放。而煙氣中的As2O3及其它雜質(zhì)則進(jìn)。含有As、Cu、Pb、Zn、Cd等有害金屬離子，需進(jìn)行深度處理后才能達(dá)標(biāo)排放。目前國內(nèi)廠家污酸處理主要采。已有資料顯示采用電積法處理含砷污酸其成

　　

【正文】 相同原水樣進(jìn)行試驗(yàn)，所用原水樣的酸度為 1%、銅 200mg/L 左右。實(shí)驗(yàn)用 500ml 燒杯，裝入 400ml 原水，加入 3ml 藥劑，分別采用不同的攪拌轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng) 25 分鐘。第一個試驗(yàn)樣攪拌轉(zhuǎn)速 50 轉(zhuǎn)，第二 個試驗(yàn)樣攪拌轉(zhuǎn)速 100 轉(zhuǎn)，之后每個試驗(yàn)樣比前樣增加 20 轉(zhuǎn)，最后一個試驗(yàn)樣 300 轉(zhuǎn)。攪拌反應(yīng)完成后觀察污泥靜置沉淀情況，記錄沉淀時間，取上清液測定銅的去除率，最終曲線如圖 3所示。根據(jù)圖 3 分析，從 140 轉(zhuǎn)開始，銅的去除率基本穩(wěn)定，超過 150 轉(zhuǎn)后污泥沉降時間明顯增長，因此選定最佳攪拌轉(zhuǎn)速為 100～ 140 轉(zhuǎn)。工業(yè)化實(shí)施時轉(zhuǎn)速可選擇為 60 轉(zhuǎn) /分，只要實(shí)現(xiàn)藥劑與污水充分混合、污泥不會沉淀即可。 圖 3：最佳攪拌速度與靜置沉降時間 主要設(shè)備 1）均化池 根據(jù)監(jiān)測分析，酸性污水水質(zhì)波動較大，為了有效降低系統(tǒng)運(yùn)行控制難度，設(shè)置一個 800m3 的均化池，用于調(diào)節(jié)水質(zhì)，減小水質(zhì)波動幅度。 2）反應(yīng)罐 EX2020 和水的最佳反應(yīng)時間為 30 分鐘，按照每小時處理 150 噸水量，反應(yīng)罐的有效容積為 80m3，選擇尺寸為直徑 4m 高度 7 米的罐體，反應(yīng)罐的頂部密封。反應(yīng)罐采用底部連續(xù)進(jìn)水上部連續(xù)出水的方式，設(shè)置攪拌為每分鐘 80 轉(zhuǎn)，保證罐中形成的污泥不會沉淀到底部。 3）沉淀罐 沉淀罐按 照豎流式沉淀池的模式進(jìn)行配置，水在池內(nèi)沉淀時間為 50 分鐘。每小時 150 噸的處理水量，沉淀罐有效容積為 125m3。選擇直徑 5m 高度 7 米的罐體。沉淀罐采用底部連續(xù)進(jìn)水上部連續(xù)出水方式，沉淀罐出水高度低于上級反應(yīng)罐出水高度 ，污水可以從反應(yīng)罐自流進(jìn)入沉淀罐，省去泵的提升過程。沉淀罐的污泥通過底部排出，進(jìn)入污泥脫水系統(tǒng)。沉淀罐上部出水高度高于下一級反應(yīng)罐進(jìn)水高度 。 4）污泥系統(tǒng) 利用 EX2020 處理酸性污水，銅鎳與砷可以實(shí)現(xiàn)分離沉降，由于污泥性質(zhì)的不同，需要兩套污泥處理系統(tǒng)。由沉淀池底部排出的泥水混合 液通過泵提升至污泥濃縮罐，污泥濃縮罐底部設(shè)置為 52176。夾角的椎底，椎底底部距離地面高度不能低于 。污泥濃縮罐錐底排出的泥水混合物進(jìn)入臥螺式離心機(jī)深度脫水，配置兩臺離心機(jī)分別對不同性質(zhì)的污泥進(jìn)行脫水，脫水后的污泥含水率為 75%～ 85%，污泥濃縮罐上清液及離心液通過泵輸送至均化池。臥螺式離心脫水機(jī)的處理能力按照總水量的 8%～ 10%選用。 5） EX2020 儲藥罐 EX2020 藥劑為固體粉劑配置而成的 10%濃度溶液，用直徑 4m 高度 7m 的儲存罐儲存。儲罐出口設(shè)置 8 臺定量泵向四級反應(yīng)系統(tǒng)加藥。每級反應(yīng)系統(tǒng)使用兩臺定 量泵，一用一備。 6）藥劑定量泵 按照每小時處理污水 150 噸計算，第一級反應(yīng)系統(tǒng)選用 2 臺流量為 50L/min 的定量泵，第二級反應(yīng)系統(tǒng)選用 2臺流量為 100L/min 的定量泵，第三和第四級反應(yīng)系統(tǒng)選用 4 臺流量為 60L/min 的定量泵。 7）管式混合器 采用靜態(tài)管式混合器，設(shè)計流量為每小時 60 噸。 8）自控系統(tǒng) 整套污水處理裝置采用 DCS 系統(tǒng)進(jìn)行控制。自控系統(tǒng)包括污水流量顯示，污水酸度、主要金屬離子濃度、砷離子濃度在線檢測儀表。一級反應(yīng)采用銅在線檢測數(shù)據(jù)控制定量泵的加藥流量，二、三和四級反應(yīng)采用砷在線檢測數(shù)據(jù)控制 定量泵的加藥流量，各類液位檢測儀控制中間輸送泵的開停。 4 工業(yè)化應(yīng)用 銅冶煉制酸系統(tǒng)酸性廢水減排再利用工藝研究中試試驗(yàn) （ 1）鎳含量 檢測數(shù)據(jù)顯示此次試驗(yàn)污水中鎳的含量較低，測試期間最高值 ，最低值 ，平均。 圖 4：試驗(yàn)期間原水中鎳含量變化曲線 二級出水水中鎳最高值 ，最低值 ，平均 ，二級反應(yīng)鎳的去除率平均為 %。二級出水中含鎳完全可以達(dá)到 1mg/L 以下的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。 圖 5： 試驗(yàn)期間二級出水中鎳含量變化曲線 圖 6：試驗(yàn)期間二級出水中鎳去除率變化曲線 （ 2）銅含量 檢測數(shù)據(jù)顯示此次試驗(yàn)中酸性污水中銅含量變化較大，測試期間最高值 ，最低值 ，平均。二級反應(yīng)的出水銅含量為 0，去除率為 100%。 圖 7：試驗(yàn)期間原水中銅含量變化曲線 圖 8：二級處理后出水銅含量曲線 圖 9：二級處理出水銅去除率曲線 （ 3）砷含量 分析數(shù)據(jù)顯示此次試驗(yàn)過程中酸性污水中砷的含量最高值 ，最低值 82mg/L，平均 。 圖 10：試驗(yàn)期間原水中砷含量變化曲線 二級出水水中砷含量高值 ，最低值 ，平均 ，去除率平均為 %。 圖 11：二級出水含砷曲線 圖 12：二級出水砷去除率曲線 注 ：從 2020 年 6 月 29 日開始至 7 月 2 日的數(shù)據(jù)為四級處理后的數(shù)據(jù)。測試期間最高值 ，最低值（最低值產(chǎn)生于實(shí)驗(yàn)室大藥劑量試驗(yàn)），平均 。試驗(yàn)期間砷的總?cè)コ势骄?%。圖12 中未采用第 3 3 33 次的水樣數(shù)據(jù)，故連線有中斷，但不影響統(tǒng)計的連續(xù)性。 試驗(yàn)表明，用 EX2020 藥劑在酸性條件下除砷是完全可行的，由于水中其他陽離子的存在，要 深度除砷需要進(jìn)行多級反應(yīng)處理，會增加處理的成本。分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，水中砷的含量從平均 200 多 mg/L 降至 10mg/L 至20mg/L 左右時，藥劑消耗比最小，費(fèi)用最為經(jīng)濟(jì)，而水中的砷在 20mg/L 左右時，與水中的酸形成有一定穩(wěn)定性的平衡體系，此時除砷需要投加的藥劑比例較大，處理成本增幅也會很大，但多級處理后，仍然可使水中的砷達(dá)到國家 。 中試試驗(yàn)結(jié)果顯示，硫酸污水經(jīng)過一級、二級反應(yīng)后，可以將銅、鎳去除到 1mg/L 以下的國家排放標(biāo)準(zhǔn)，砷達(dá)到 10mg/L 左右，經(jīng)過三級、四級深度處理后砷可達(dá) 到國家排放標(biāo)準(zhǔn) 。 中試設(shè)備連續(xù)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，不僅為工業(yè)化裝置的建設(shè)提供了設(shè)計依據(jù)，也為工業(yè)化裝置的運(yùn)行提供了操作經(jīng)驗(yàn)，因此，將 EX2020 藥劑用于銅冶煉煙氣制酸系統(tǒng)所產(chǎn)酸性污水處理的工業(yè)化實(shí)際應(yīng)用中，是完全可行的。 5 總結(jié) 通過中試試驗(yàn)效果及經(jīng)濟(jì)概算可以說明：使用 EX2020 藥劑對銅冶煉煙氣制酸系統(tǒng)酸性廢水進(jìn)行處理，避免了傳統(tǒng)處理方法的缺點(diǎn)，使企業(yè)在污水處理達(dá)標(biāo)的同時能夠?qū)F金屬進(jìn)行回收，降低了企業(yè)污水處理的運(yùn)行成本，是可行的一種新工藝。