贵溪冶炼厂节水减排与废水处理实践

贺 武（江西铜业集团公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

贵溪冶炼厂节水减排与废水处理实践

贺 武
（江西铜业集团公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

介绍贵溪冶炼厂实施节水减排与废水综合治理工程的改造实践，主要包括冷却水循环利用，场面水及初期雨水收集和处理，生活废水收集和处理，工业废水分级、分类处理和废水应急处理。改造后提升了工业水利用率，实现了水资源的循环利用；提升了废水处理能力和处理效率，减少了污染物的排放；提升了废水应急处理能力，避免了废水污染事故的发生。

废水；节水减排；循环水率；综合治理；应急处理

1 引言

贵溪冶炼厂是国家“六·五”期间22个成套引进项目之一，是我国第一座采用当今世界最先进的清洁生产技术—闪速炼铜技术的工厂。截至目前已经形成100万t铜的综合生产能力。贵溪冶炼厂在发展生产的同时，非常重视环境保护工作，坚持清洁生产，以“节能、降耗、减污、增效”为目标，走可持续发展之路，坚持高标准、高起点的污染防治，围绕资源的循环利用，解决污染问题。据统计，建厂以来工厂用于环境保护的投资已达13亿多元。但随着新的环保法律、法规和标准的出台，贵溪冶炼厂现有的废水排放情况已不能满足新的要求。为此贵溪冶炼厂废水进行了整体规划，实施了节水减排与废水处理项目，取得较好的治理效果。

2 改造前贵溪冶炼厂废水分析

2010年，贵溪冶炼厂生产总用水是1127093m3/d，其中新水量169878m3/d，循环水用量957215m3/d，外排水量140786m3/d，工业水循环率为84.93%，吨铜废水排放量为57吨水/吨铜［1］。贵溪冶炼厂外排废水包括工业废水、生活废水和初期雨水三部分，其中工业废水主要有工业冷却水、设备冷却水、处理后工艺废水等。部分车间建有工业冷却水循环设施，新材料车间和一车间建有废水预处理设施，硫酸车间建有废水处理设施处理全厂工艺废水。

2.1 工业水循环利用和废水排放量

贵溪冶炼厂工业水循环率不能满足环境保护部2010年出台的《清洁生产铜冶炼业》要求的工业用水重复利用率≥95%指标［2］。吨铜排水量不能满足环境保护部2010年出台的《铜、镍、钴工业污染物排放标准》要求的吨铜排水量低于10吨水/吨铜指标［3］。

2.2 废水处理工艺

贵溪冶炼厂全厂的工业废水集中在硫酸车间处理，采用石膏中和法，处理能力为3800m3/d，由于冶炼生产原料来源复杂，通过冶炼后进入硫酸系统的杂质较多，且成分复杂，致使处理后的废水中部分重金属元素难以达标排放。加之各车间的地面冲洗水及场面、道路的初期雨水收集后需送入硫酸车间污水处理工序进行处理，目前的处理能力已显不足。一车间仅建设了废酸预处理设施，经预处理后的污水仍需送入硫酸车间再处理，并且该污水成分较为复杂，尤其是大量氯离子严重影响硫酸车间废水处理指标。

2.3 外排废水污染物

贵溪冶炼厂的废水由地面冲洗水及厂区初期雨水、工艺污水两部分组成。地面冲洗水及初期雨水，目前厂区界内除少数车间收集外，大多数均直接进入厂区排水管网并经串山垄水库外排，排放量4000～5000m3/d。排水中含有重金属离子，直接外排不符合环境保护要求。

2.4 废水应急处理

贵溪冶炼厂废水通过串山垄水库沉淀后直接外排至信江，发生故障或生产、设备事故时，废水应急处理能力不足，事故废水直接外排导致环境污染事故。

3 改造方案

改造方案分为节水减排与废水综合治理两部分。节水减排包括对现有水复用率低的车间增设循环水系统，改造原有循环水系统，增加全厂给水计量系统；废水综合治理包括对被烟尘污染较重场地的初期雨水增设收集系统，单独设置一车间污水处理设施，对硫酸污水处理进行改扩建，对串山垄水库进行改造并在此新建应急废水处理设施。

3.1 节水减排

根据设备对水质、水温及用水点的位置要求，分别对原有循环水设施改造，并新建部分循环水设施。一系统厂区新增备料车间循环水设施、综合循环水设施、园盘浇铸机循环水设施、新材料循环水设施，并对现有闪速炉循环水、电解区域循环水等2个循环水系统进行改扩建，渣选车间增设1个回用水设施，二系统直流供水方式改造。各改造项目见表1。

3.2 废水综合治理

3.2.1 废水收集系统改造

根据《鹰潭市环境质量概况》，贵溪地区雨水pH值为4.2，酸雨频率大于90%［4］。酸雨导致厂区内露天堆放的物料及部分作业区域残留的物料中重金属溶解或进入排水系统，严重影响排水指标。部分直接冷却循环排污水重金属浓度较高。根据对各区域初期雨水和循环排污水的监测，确定了熔炼车间、新材料车间、杂铜堆场、新产业公司部分区域增设初期雨水收集系统，对熔炼车间、倾动炉车间圆盘浇铸直接冷却循环排污水设置输送系统，将含重金属浓度较高的废水输送至硫酸废水处理站处理达标后外排。具体改造项目如下：

（1）增设一系统闪速炉、转炉区域废水收集设施；

（2）增设一系统转炉渣堆场废水收集设施；

（3）增设一系统转炉包壳堆场冷却水收集设施；

（4）增设一系统闪速炉包壳堆场冷却水收集设施；

（5）增设二系统闪速炉区域废水收集设施；

（6）增设二系统转炉区域废水收集设施；

（7）增设二系统残极堆场废水收集设施；

（8）增设新材料生产区域场面废水收集设施；

（9）增设渣选矿事故水改造；

（10）增设铜物料检测、计量、运输场面水收集设施；

（11）增设新产业编织袋洗涤工序废水输送系统；

（12）增设新产业回收站区域废水收集、输送系统；

（13）增设新材料铅炉收尘区域废水收集设施；

（14）完善一、二系统备料车间地面冲洗水设施及深井水输送管线；

（15）完善新产业编织袋洗涤工序堆场设施及清洗水循环使用设施，增设废水输送管线；

（16）完善二系统精矿库地面冲洗水设施和输送管线；

（17）增设阳极炉、倾动炉、反射炉园盘浇铸机循环水系统排污水输送管线。

3.2.2 废水处理系统改造

根据对现有废水处理系统的调研发现，硫酸车间使用的中和废水处理工艺对部分重金属处理效果不佳，一车间废水经预处理后成分复杂，对硫酸车间废水处理影响较大。对废水处理系统的改造主要为更换硫酸车间废水处理工艺，将一车间复杂多金属废水单独处理。同时考虑到厂区生活用水量较大，实施节水减排后外排水量减少，含高COD、氨氮生活废水将影响外排水指标，在厂区一、二系统分别设计1座生活废水处理设施。

（1）硫酸车间废水处理系统改造。硫酸车间废水处理采用电化学处理工艺。工程项目由长沙华时捷环保科技有限公司负责，用电能代替昂贵的化学试剂，能够同时去除水中的重金属、悬浮固体、乳化有机物和其它多种污染物［5］。处理工艺流程如图1。

图1 电化学处理工艺

（2）一车间新增1套污水处理设施。一车间复杂多金属废水处理采用催化还原、吸附絮凝、共沉淀为一体的高效集成TN-CMF技术。工程项目由上海富大同诺环境科技有限公司负责，利用零价纳米铁比表面积大、反应活性强，对重金属离子、砷去除效率高；在反应中充分发挥催化还原、吸附絮凝、共沉淀等多种功能，使多种污染物均能得到较好的去除。处理工艺流程见图2。

图2 复杂多金属废水处理工艺流程图

（3）生活污水处理。厂区生活污水处理系统共2套，一系统设计污水处理总量为400t/d，二系统设计污水处理总量为200t/d。主要处理厂区澡堂、食堂废水，通过隔油、除杂、消毒处理，使其达到国家一级A类排放标准，满足回用要求。处理工艺流程见图3。

图3 生活废水处理工艺

3.2.3 应急废水收集及处理改造

根据《化工建设项目环境保护设计规范（GB50483-2009）》-6.6事故应急措施要求，化工建设项目应设计事故水池［6］。为确保厂区出现事故时，外泄的废液不对外排水造成影响，项目确定建造事故应急池和应急废水处理站设施。

（1）事故应急池。事故应急池的建设主要是利用串山垄水库的一部分库容改造成污水应急池。在串山垄水库东西拟各设置2个污水应急池。在1#水库及2#水库的位置上设置容积为50000 m31#污水应急池用于收集1#排口及新材料排口排出的超标废水，在3#水库西北角设置容积为60000m32#污水应急池，用于收集铜材公司、西区排口及反射炉排口排出的超标废水。在各应急池入口处设置pH 、铜、砷在线监测仪，对外排废水进行在线监测，达标生产废水外排，超标生产废水切换至污水应急池内，再送至串山垄废水应急处理站处理。

（2）应急废水处理站。应急废水处理站主要是处理进入1#、2#应急池的超标废水，设计处理规模为15000m3/d，处理工艺流程如下：事故应急池废水→pH 调整池→重金属捕聚剂（DTCR）反应槽→凝聚剂反应池→斜管沉淀池→砂滤池→达标排放。

4 实施效果评价

4.1 节水减排效果

（1）工业用水循环水率提升11.5%，达到96%以上，达到了《清洁生产 铜冶炼业》工业用水重复利用率≥95%的要求；

（2）工业废水外排量降低79%，减少至约3 万m3/d。

4.2 废水综合治理效果

（1）外排废水各项污染物指标均达到《铜、镍、钴工业污染物排放标准》的要求；

（2）各项污染物减排效果明显，其中铜冶炼行业主要污染物铜、砷外排量减少60%以上，《国家十二五减排规划》主要污染物氨氮减少外排量40%以上；

（3）应急事故池和应急废水处理站的建设杜绝了生产事故导致环境污染事故发生。

5 遗留问题

5.1 节水减排

从实际运行效果来看，循环水设施因缺乏有效的管理和控制手段，循环水处理工艺较为落后，导致循环水系统排污水量大于设计值。外排废水量未达到《铜、镍、钴工业污染物排放标准》的要求。可以考虑采用国内较为先进的处理工艺如臭氧处理。增加循环水浓缩倍数，减少排污量。

5.2 废水回用

贵溪冶炼厂部分用水点对水质要求不高，如阳极炉、倾动炉浇铸冷却水、渣缓冷水等。可以考虑将硫酸车间收集的废水、串山垄水库应急池收集的废水经过预处理回用，一方面可以进一步减少废水外排量，另一方面可以减少废水处理量，减少废水处理费用。

6 结语

有色金属冶炼行业产生的废水水量大、种类多、水质复杂多变，治理难度较大。贵溪冶炼厂采用的节水减排与废水综合治理结合，较好地解决了重金属废水污染的问题，可以作为同行业废水整治的参考。

［1］姚素平, 何小英, 马天禧， 等. 江西铜业股份有限公司贵溪冶炼厂节水减排及废水综合治理改造工程可行性研究报告[R]. 贵溪: 贵溪冶炼厂, 2011:3.

［2］HJ558-2010, 清洁生产标准 铜冶炼行业[S].

［3］GB25467-2010， 铜、镍、钴工业污染物排放标准[S].

［4］鹰潭市环境保护监测站. 2011年鹰潭市环境质量概况[R]. 鹰潭: 鹰潭市环境保护监测站, 2011:3.

［5］长沙华时捷环保科技发展有限公司. 江铜集团贵溪冶炼厂综合(重金属)废水电化学法深度处理工程[R]. 贵溪: 贵溪冶炼厂, 2009:6.

［6］GB50483-2009， 化工建设项目环境保护设计规范[S].

Water Saving, Emission Reduction and Wastewater Treatment Practices at Guixi Smelter

HE Wu
（Guixi Smelter, Jiangxi Copper Corporation, Guixi 335424, Jiangxi, China）

This paper introduces the reforming practice implementation of water saving, emission reduction and wastewater comprehensive treatment engineering at Guixi Smelter, mainly including the cooling water recycling, water scenes and initial rainwater collection and processing, sanitary wastewater collection and treatment, industrial wastewater grading, classification, and wastewater emergency treatment. After the improvement of the industrial water utilization rate, we realized the recycling of water resources, improved the wastewater treatment capacity and efficiency, reduced the emissions of pollutants, enhanced the wastewater emergency handling capacity, and avoided the waste water pollution accidents.

waste water；water saving and emissions reduction；rate of circulating water；comprehensive control；emergency treatment

X75

B

1009-3842（2015）03-0032-04

2014-10-13

贺武（1981-），男，湖南益阳人，主要从事环境管理和监测工作。E-mail: 53896456@qq.com