铅冶炼厂污水处理系统的生产及改造实践

唐 剑

（湖南水口山有色金属集团公司，湖南常宁 421513）

铅冶炼厂污水处理系统的生产及改造实践

唐 剑

（湖南水口山有色金属集团公司，湖南常宁 421513）

介绍了某铅冶炼厂污水处理系统的工艺流程，实际生产过程出现的一些问题及改进措施。改造后污水处理系统运行稳定，生产指标基本达到设计值。

铅冶炼；污水处理；砷

某铅冶炼厂100 kt／a粗铅工程采用氧气底吹熔炼－鼓风炉还原炼铅法。其生产过程是将铅精矿配以适量熔剂，经混合制粒后在底吹炉进行氧化熔炼，产出一次粗铅、高铅渣及高浓度二氧化硫烟气；高铅渣配以焦炭在鼓风炉内进行还原熔炼，产出二次粗铅和熔渣；高浓度二氧化硫烟气采用两转两吸工艺流程生产出98%浓度的成品酸［1］。该工艺还配套了一个处理能力为18 t／h的污水处理系统，主要用来处理制酸净化工序产生的污酸和全厂其它的酸性废水。

1 污水处理系统工艺介绍

该厂污水处理系统采用石灰乳多级中和—氧化—铁盐—絮凝的工艺流程。其工艺流程如图1所示。

1.1 主要原理

该厂污水中的污染物主要是铅、砷、镉、氟和酸度，其中以砷的危害最大，也最难处理，其它的污染物在除砷的过程中可一并除去。所以，在制定含砷较高的酸性污水处理方案时，当以砷为主要对象。

先用石灰乳进行初步中和，在酸性条件下再用氧化剂（漂白粉）将三价砷氧化成毒性更低、稳定性更高、溶解度更小的五价砷，以提高砷的去除率。三价砷或五价砷与石灰反应生成的难溶盐类的溶解度仍然很大，反应速度也很慢，因此，单纯依靠石灰乳使高砷污水达标排放是较困难的。所以必须外加铁盐（三氯化铁）以增大铁与砷的比值，与砷絮凝并进一步反应，生成更难溶的焦亚砷酸铁等盐类，从而达到从污水中去除砷的目的［2］。最后再添加3＃絮凝剂，利用其较好的吸附、桥联作用，使钙盐和铁砷盐这些中和产物在浓缩池中能够快速沉淀，从而使污水达标排放。其反应机理如下：

图1 污水处理工艺流程图

1.2 工艺参数

1.石灰乳溶液浓度为20%，三氯化铁溶液浓度为5%，3＃絮凝剂（阴离子型PAM2－4）溶液浓度为0.1%。

2.污酸中和槽加石灰乳，pH值为2～3；污水中和槽加石灰乳，pH值为5～6；一段中和槽加石灰乳，pH值为9左右；二段中和槽加石灰乳和三氯化铁，Fe3＋／As＝2，pH值为9左右；三段中和槽加石灰乳和三氯化铁，Fe3＋／As＝4，pH值为8左右。

3.污酸渣浓缩池底流经压滤后产生石膏渣，砷渣浓缩池底流经压滤后产生有害砷渣。

2 生产中出现的问题及改进措施

该厂污水处理系统投入运行后，生产不太稳定，污水处理后不能达标排放，特别是砷含量一直超标。该系统主要存在以下一些问题。

2.1 部分工艺流程设计不合理问题及改进

酸性水调节池内污水流向原设计为：用泵送至三段中和槽，再自流至三段沉淀池沉淀后，就溢流至回用水池。由于多方面原因，酸性水调节池内积渣较多，再加上只经过三段沉淀池一次沉淀，水中重金属离子尚未完全沉淀下来就到达回用水池，这也是污水处理不能达标的主要原因之一。后将酸性水调节池内污水流向变更为：先用潜水泵送至砷渣浓密机，加石灰乳中和，其底流用泵送至压滤机压滤，滤液依次进入一段沉淀池、二段沉淀池、三段沉淀池，经过三次沉淀后进入回用水池。

2.2 铁与砷的比值偏小问题及改进

原设计二段中和槽Fe3＋／As＝2，三段中和槽Fe3＋／As＝4。而硫酸污水中铁与砷的比值是影响脱砷率的重要因素。总结污水处理的实践经验发现：只有当Fe3＋／As＞15时，才能保证污水处理后水中的As浓度＜0.3 mg／L。因此铁与砷的比值的设计值明显偏小。后改为把二段中和槽与三段中和槽的Fe3＋／As分别控制在3～4与20～30，取得了较好的效果，可使污水处理后水中As浓度＜0.3 mg／L。

2.3 污水处理负荷偏大问题及改进

污水处理负荷偏大，主要是因为源污水中各元素含量的实际值都高于设计值，其中又以砷元素最为严重。源污水中各元素含量设计值与实际值对比情况见表1。为从源头上减少污水处理负荷，后采取以下改进措施：

1.降低污水中重金属离子浓度：一是对净化一级动力波本体内淤泥进行定期清理；二是加大净化斜管斜板沉降槽底流的压滤力度。

2.减少污染物数量：主要是加强现场管理，及时回收遗落在生产现场的污染物，避免直接用水冲洗生产现场导致污染物进入污水处理系统。

表1 源污水中各元素含量设计值与实际值对比情况表mg／L

2.4 部分设备不适应生产要求问题及改进

该厂污水处理系统设备在生产过程中出现了以下一些问题：药剂输送管路偏小，管路易堵塞；药剂制备搅拌强度差，反应不充分，药剂利用率低；各中和槽和药剂制备槽都没有排污人孔，积渣无法清理；酸性水调节池积渣导致提升水泵进口滤罩经常堵塞；厢式压滤机属于老式淘汰设备，容易出现“跑浑”现象；沉淀池集水箱水泵控制没有自动控制装置，要靠人工频繁去开停，劳动强度大；石灰乳的制备需人工用电葫芦吊至石灰乳制备槽槽面再人工解包倒入槽内制备，扬尘大，操作环境差，劳动强度大。后采取以下改进措施：

1.石灰乳输送管路管径由DN40扩大到DN80；漂白粉输送管路管径由DN25扩大到DN40；三氯化铁输送管路管径由DN40扩大到DN50；污酸中和槽、一段中和槽、二段中和槽、三段中和槽增加DN80的ABS溢流管到底流管；污水中和槽、氧化反应槽底部管道出口增加DN80的排污口接到污酸渣浓缩池；污水中和槽、三段中和槽进石灰乳管道管径由DN32扩大到DN50；优化部分工艺管道走向，尽量减少弯头，适当增加活节。

2.加药制备槽内叶轮改为双层叶轮。

3.各中和槽和药剂制备槽的底部增加DN300的排污人孔。

4.酸性水调节池水泵由普通提升水泵改为排砂泵。

5.淘汰老式的厢式压滤机，更换先进的隔膜压滤机。

6.沉淀池集水箱水泵增加自动控制装置。

7.引进石灰消化机取代传统的石灰乳制备方式。

3 改造后运行情况

污水经过处理后，水质主要重金属、悬浮物等达到《铅锌工业污染物排放标准》（GB25466－2010）的规定，出水清澈，透明，能循环使用或者达标排放。具体水质检测结果见表2。

表2 污水处理后水质情况表（平均值）mg／L

4 结 语

该厂污水处理系统经过几年的生产和改造，已运行正常，但仍存在以下问题有待解决：

1.精石灰和其它药剂消耗量大，污水处理成本偏高。

2.污水处理后pH值偏高，需调整pH值后才能外排；如循环使用则需加阻垢剂，否则其输送管路易结垢。

3.砷和部分重金属未能回收，废渣量大，长期堆存的二次污染问题没有彻底解决。

［1］ 阳德炎.SKS法炼铅及烟气制酸的生产实践［A］.宾万达，黄其兴，毛其明，等.中国首届熔池熔炼技术及装备专题研讨会论文集［C］.北京：中国有色金属学会，2007.

［2］ 唐剑.30 t／h化学水处理站的运行和改造实践［J］.硫酸工业，2015，（6）：44－46.

Production and Practice of Lead Smelters Sewage Treatment System

TANG Jian
（Hunan Shuikoushan NonferrousMetals Group Co.，Ltd.，Changning 421513，China）

Introduces a lead smelters technological process of sewage treatment system，some problems in the actual production process and improvingmeasures.After transforming sewage treatment system，running is stable and the production index achieves the design value.

lead smelting；sewage treatment；arsenic

X758

A

1003－5540（2017）02－0061－02

2016－11－20

唐剑（1985－），男，工程师，主要从事冶炼烟气制酸、污水废水处理和有色冶金分析技术工作。