某铅锌矿尾矿库外排水处理技术工程实践

2020-04-22潘丽梅

工业水处理 2020年4期

肖波，潘丽梅

（韶关市雅鲁环保实业有限公司，广东韶关512136）

铅锌矿生产过程中需投加丁黄药、乙黄药、乙硫氮、松节油、腐植酸钠等药剂，这些药剂进入外排废水中，导致废水COD较高。铅锌矿选矿厂生产过程中尾矿不断进入尾矿库，库容量逐年下降。有效库容的减少导致废水在库内的停留时间大幅缩短，废水COD在库内的降解效率降低。同时，由于生产能力提高，废水中污染物进入尾矿库的数量增加，导致尾矿库降解负荷增大。此外，尾矿库废水往往含有重金属离子，如处理不当会对环境造成危害。因此，对铅锌尾矿库废水进行治理十分必要。

笔者以某铅锌矿尾矿库外排废水为研究对象，对其处理工艺进行论述。通过建设尾矿库外排水处理设施，深度净化选矿废水，使其达到最新排放标准。

1 项目情况

1.1 进水水质

通过现场取样分析，综合考虑同类型生产企业的外排水水质情况，进水水质如表1所示。

表1 进水水质

1.2 处理标准

根据国家和地方环保部门的要求，该项目出水执行《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）一级标准及《铅锌行业污染物排放标准》（GB 25466—2010）表2中较严值。确定项目出水要求如表2所示。

表2 出水水质要求

1.3 项目选址及建设规模

项目建设地点选在尾矿库排水口附近，日处理能力20 000 m3。

2 污染物种类及工艺选择原则

根据现场调研及取样情况，分析尾矿库外排水污染物主要为 CODCr、BOD5、悬浮物、pH、锌、铅、镉离子等。铅锌矿尾矿库废水中的有机污染物分子质量大，难以自然降解，B/C低，还含有重金属离子。由于重金属离子不能降解去除，只能转移其存在位置及改变物理、化学形态，因此对废水进行化学沉淀处理，使其中的重金属由溶解的离子形态转变成难溶性化合物而分离出来，从而自水中去除。

适宜的外排水处理工艺应根据处理规模、外排水水质、出水要求、用地条件、工程地质、环境等条件慎重考虑。各工艺都有其适用条件，因此应在科学研究基础上，总结以往类似项目的生产实践经验，提出最适合本项目的处理工艺，同时尽可能节省建设成本及运行成本。

3 废水处理工艺的选择

3.1 重金属离子去除工艺

废水中的重金属离子为锌离子、铅离子、镉离子等，各离子的沉淀pH各不相同，其中Zn（OH）2沉淀pH 为 8.5，再溶解 pH 为＞10.5；Pb（OH）2沉淀 pH 为9.2~9.5，Cd（OH）2沉淀 pH 为 10.5。

由于外排水中含锌，而锌为两性氧化物，能够溶解于碱：

因此随着pH的逐渐升高，pH≈6.5时开始出现氢氧化锌沉淀，pH为8时沉淀完全，pH升至10.5以上后，氢氧化锌开始溶解，pH≥12.6时完全溶解〔1-2〕。

根据实验情况及工程经验，将废水pH调至10.5，废水中的重金属即可达标排放。因此，废水中的重金属离子采用中和沉淀法处理，用石灰作中和剂，具有处理效果好、运行成本低的优点。

3.2 有机物去除工艺

本项目废水中有机物变化幅度相对较稳定，最经济有效的去除方法是生物法。但生物法正常运行时需要一定浓度的有机物，维持微生物的正常生长繁殖。当废水中的有机物浓度较低又未达到排放标准时，采用生物法处理往往需要投加营养元素以维持菌群的正常代谢。此时采用生物处理会使运行管理比较困难，处理效果不稳定。

针对该项目废水有机物浓度较低的特点，选择Fenton高级氧化法进行处理。

4 废水处理工艺流程

铅锌矿尾矿浆进入尾矿库进行沉淀，澄清的废水由尾矿库出水口溢流排出尾矿库，经过涵洞和排水明渠，由排水明渠上的拦水堰拦截进入调节池，拦水堰上装有格栅和格网，用于拦截废水中的悬浮物、漂浮物，以免堵塞水泵和管道。

用水泵将废水提升至pH调节池，在池中投加硫酸调节废水pH为3.5，再加入硫酸亚铁溶液，混合搅拌均匀。进入氧化池，投加H2O2进行氧化反应，将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水。如废水COD＜60 mg/L，则不用投加以上药剂。废水COD可由在线COD仪监测。

氧化反应完毕废水进入混凝池，加入石灰调节pH为10.5。在反应池中废水中各重金属离子生成难溶的氢氧化物沉淀，并与Fe（OH）3发生混凝反应，形成矾花状悬浮物，混凝后废水进入絮凝池。向絮凝池中加入阴离子型絮凝剂PAM，使形成的悬浮物颗粒增大，利于沉淀。絮凝反应后废水进入辐流式沉淀池进行固液分离，沉淀池上清液进入pH回调池，投加硫酸调节废水pH为6~9。沉淀池污泥用泵运至污泥浓缩池，浓缩后泵回尾矿库。废水处理工艺流程如图1所示。

图1 铅锌矿尾矿库废水处理工艺流程

5 主要工艺参数

（1）拦水堰。长5 m，高1.30 m，钢筋混凝土结构。引水管前安装人工格栅及格网各1个，SS304不锈钢。格栅尺寸B×H=1 160 mm×500 mm，间隙20 mm。格网尺寸B×H=1 160 mm×500 mm，间隙5 mm。

（2）调节池及提升泵房。调节池起到集水作用，池内设有集泥斗，以方便清理沉积于调节池内的沉淀物。调节池能储存一定量废水，起到调节水量的功能，同时便于设施检修时暂存废水，以免废水直排造成污染。数量1座，停留时间8h，有效容积6 700 m3，钢筋混凝土结构。

超声波液位计1台，量程0~6 m，输出：4～20 mA；电磁流量计1台，1.0 Mp，0~1 000 m3/h；废水提升泵2台，Q=834 m3/h，H=12.5 m。

（3）pH 调节池。设计流量 Q=2.0×104m3/d，反应时间15 min，数量1座，分2格，钢筋混凝土结构+防腐。在线pH计1台，pH控制范围0~14；搅拌器2台，SS304不锈钢。

（4）氧化池。设计流量 Q=2.0×104m3/d，反应时间15 min，数量1座，分2格，钢筋混凝土结构+防腐。搅拌器2台，SS304不锈钢。

（5）混凝池。设计流量 Q=2.0×104m3/d，反应时间15 min，数量1座，分2格，钢筋混凝土结构+防腐。在线pH计1台，pH控制范围0~14，搅拌器2台，SS304不锈钢。

（6）絮凝池。设计流量 Q=2.0×104m3/d，反应时间5 min，数量1座，1格，钢筋混凝土结构+防腐。搅拌器1台，SS304不锈钢。

（7）辐流式沉淀池。中心筒进水，周边出水，设计流量 Q=2.0×104m3/d，表面负荷 0.67 m3/（m2·h），数量1座。刮泥机1套，SS304不锈钢；排泥泵2台（1用1备），Q＝100 m3/h，H=25 m，SS304不锈钢。回流泵 2台（1用 1备），Q＝100 m3/h，H=15 m，SS304不锈钢。

（8）pH 回调池。设计流量 Q=2.0×104m3/d，反应时间15 min，数量1座，钢筋混凝土结构+防腐。在线pH计1台，pH控制范围 0~14；搅拌器 2台，SS304不锈钢。

（9）排放口。对处理后出水进行排放和监测。巴歇尔槽计量槽1个，SS304不锈钢。

（10）污泥浓缩池及污泥泵房。每天干泥产量约为20 t，按99%含水率计算，沉淀池每天产泥量约为2 000 m3。数量2座，有效容积750 m3，钢筋混凝土结构。超声波液位计1台，测量范围0~5 m，输出4～20 mA；渣浆泵 3 台（2 用 1 备），Q＝125 m3/h，H=80 m，SS304不锈钢。

（11）加药间。加药种类及投加方式见表3。