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锌冶炼烟气制酸废水“零”排放工艺设计

更新时间:2009-03-28

云锡文山锌铟冶炼有限公司位于云南省马关县边境贸易加工园区达号片区内,属于国家重金属污染综合防治重点防控区。根据环评批复要求,该公司在建的100 kt/a锌、60 t/a铟冶炼技改项目含重金属废水必须经相应的处理装置处理后全部回用。因此,需设计一套行之有效的含重金属废水处理工艺提高水系统循环利用率、实现废水“零”排放目标。

1 含重金属废水状况

1.1 含微量重金属废水

该公司主要产生化验废水、酸雾净化塔废水、脱硫碱洗废水和中和沉锌废水等含微量重金属废水,废水总量为540 m3/d。其中:

1)化验废水10 m3/d。排水水质为酸性,含少量金属元素如Cu、Pb、Zn、Cd、Fe、Ni、Al、Ca等和微量非金属元素如P、S等。

2)酸雾净化塔废水48 m3/d。为酸雾净化塔洗涤废气后的排水,主要成分为Na2SO4、NaOH、Na2AsO3

3)脱硫碱洗废水132 m3/d。为脱硫工序树脂再生产生的碱性废水,主要杂质成分为Na2SO4,并含少量等离子。

电渗析浓水/(m3·d-1) 58

采用SPSS 21.0统计学软件对数据进行处理,计量资料以“±s”表示,采用t检验;计数资料以百分数(%)表示,采用x2检验,以P<0.05为差异有统计意义。

如果单独配置一套污水处理系统处理上述废水,投资和运行成本均较高。由于制酸系统净化工序产出的废水为含酸高、含砷高、含氟高,对补充水水质要求较低,上述含微量重金属废水水质完全满足补充水水质要求。经计算净化工序补充水水量为577 m3/d,因此,可将540 m3/d含微量重金属废水全部作为净化工序的工艺补充水。

1.2 制酸废水

烟气制酸系统产生的废水量约为600 m3/d,含微量重金属废水作为净化工序工艺补充水后,净化工序产出的废水主要杂质成分见表1。

 

表1 制酸废水主要杂质成分 mg/L

  

F-Cl-As3+H2SO4Fe2+Zn2+Na+Mg2+Cd2+Hg+Na2SiF690148714227840566712717836163412541084213

制酸废水含硫酸、砷、氟等杂质成分均很高,该公司任何回用水点均无法回用该废水,因此必须配置一套制酸废水处理系统,处理后的废水达到回用水点水质要求后全部回用。

式中:σ为金属汞表面张力,取480×10-5 N/cm;θ为金属汞与固体表面间的接触角,取140°[14]。

2 制酸废水“零”排放处理工艺及其特点

2.1 工艺流程

值得一提的是,江西六国曾经历过一场“黑天鹅”事件。2015年江西六国在开展化肥保兑仓业务时,被吉林天马及其法定代表人、副总经理等采取欺骗手段非法骗取和占有连本带息合计约6831万元资金,由于可回收金额不确定,江西六国出于谨慎性考虑2015年对该款项全额计提坏账准备。为挽回损失,江西六国向公安机关报案,吉林天马法定代表人、副总经理被批捕,2016年3月公安机关将案件移交检察院,2016年12月当地检察院向当地人民法院提起刑事诉讼,案件正在审理中,尚未终审。

  

图1 制酸废水“零”排放工艺流程

通过加入不同的药剂、控制不同的pH值得到不同的产物,废水经过深度处理后全部回用实现“零”排放。采用高纯度硫化氢硫化除砷,硫化氢由硫磺和氢气直接合成,氢气采用电解水制备,硫化砷渣危废渣库堆存。石灰石中和制石膏,采用加入质量分数为30%的石灰石浆液中和废水中的硫酸,产出石膏渣外售[1]。采用石灰铁盐法进一步去除砷、汞和微量的重金属,通过加入质量分数为20%的石灰乳控制pH至10~11,同时加入质量分数为10%的七水硫酸亚铁及絮凝剂并曝气,产出的中和渣危废渣库堆存。中和后清液采用稀硫酸回调pH值后进入反渗透系统。反渗透电渗析深度处理系统将废水进一步浓缩,降低浓水量,达到烧渣喷湿所能消耗的水量,全部回用于烧渣喷湿。反渗透淡水全部回用于硫酸循环水。

2.2 工艺特点

该工艺的主要特点如下:

1)采用硫化氢三级硫化除砷,提高了硫化剂的利用率,除砷效率可达到99.9%以上。采用硫化氢除砷,不会增加中和后液的TDS,有利于后续深度处理。

张瑞霜等[9]报道,与饲喂非FLF或干饲料相比,饲喂FLF通常会降低猪的干物质采食量。当水和饲料一起浸泡时,或不能及时采食干净,会增加沙门氏菌感染的机会,营养物质易腐败,饲料浪费会提高。液态饲喂有时和肠道出血综合征、肠胃胀气和胃溃疡的发生相关。

2)采用石灰石中和废水中的硫酸,控制合适的终点pH值,并用离心机对石膏浓密机底流进行脱水,产出合格石膏渣外售。

其中,r为无风险利率;θ是长期方差,当t→∞时,E(ν(t))→θ(E(·)表示期望算子);κ是瞬时波动率ν(t)回归至θ的速度,σ是ν(t)的波动率;Wj(t)(j=1,2)是相关系数为ρ的2个维纳过程。由文献[14]可知,SV模型的特征函数为

3)采用石灰乳进一步中和除去绝大部分重金属离子、硫酸和氟离子,有利于废水深度处理后回用,部分中和后液直接回用至石灰石浆液制备。

4)反渗透电渗析装置前均配置了螯合树脂软化系统,可确保反渗透电渗析装置长期稳定运行;反渗透产出的淡水作为硫酸循环水补充水,电渗析产出的浓水用于烧渣喷湿,确保废水“零”排放。

3 主要设备与构筑物

3.1 主要设备

硫化系统主要控制出水砷浓度,中和过程主要控制pH值,在设计控制部分采用砷浓度和pH在线分析仪检测,将监测到的数据与DCS相连,由计算机自动控制药剂的加入量[2-3]。硫化系统主要设备有硫化氢复合塔、硫化反应槽和沉降槽等;石灰石及石灰中和主要设备有石膏反应槽、中和槽、氧化槽、碳酸钠反应槽、浓密机等。硫化渣和中和渣采用压滤机过滤;石膏渣采用2台全自动立式离心机分离石膏。在氧化槽采用搅拌吸入空气来替代压缩空气。同时还配套有螯合树脂软化装置、反渗透装置及电渗析装置。

3.2 主要构筑物

在构筑物方面,主要是设置了一个大的深度处理车间,用以配置反渗透、电渗析系统和药剂的储存和制备。另一个主要建筑是离心机和压滤机厂房,里面有配电室、主控室等;还配置了一个中转渣库,主要用于暂时堆存石膏渣和中和渣。另外,硫化氢硫化区域也设置了硫磺库、制氢厂房、硫化氢合成厂房以及办公厂房(里面有控制室、配电室、制氮间等)。硫化、石灰石及石灰乳中和均配置在室外。

4 药剂、工艺指标及渣水平衡

4.1 处理药剂

废水处理加入的药剂主要是硫化氢硫化采用硫磺和氢气合成硫化氢;石灰石中和部分加入质量分数为30%的石灰石浆液;石灰中和软化部分加入质量分数为20%的石灰乳、质量分数10%的七水硫酸亚铁、碳酸钠和絮凝剂;鳌合树脂软化系统主要采用盐酸和烧碱再生树脂;电渗析反渗透系统主要添加阻垢剂。

螯合树脂再生酸碱带入/(m3·d-1) 30

4.2 pH值控制指标

石灰石中和pH值控制指标为2~3.5,石灰中和pH值控制指标为10~11。

4.3 处理后水质的设计指标

中和后液含砷(ρ)小于1 mg/L、含氟(ρ)小于10 mg/L,反渗透淡水TDS小于600 mg/L,电渗析浓水TDS大于120 g/L。

石灰乳带水/(m3·d-1) 13

4.4 水平衡

具体水平衡情况如下:

收入:制酸废水/(m3·d-1) 600

絮凝剂带水/(m3·d-1) 3

碳酸钠带水/(m3·d-1) 12

在探寻青工政治轮训方式方法的过程中,高桥石化走在前列。过去,青工队伍精气神不足,青工对企业的认同感、归属感不强……正是用“五化”的方式,高桥石化形成了“人人爱岗、个个争先”的局面。

硫化渣带水/(m3·d-1) 1

通过分析该公司各回用水点对水质的要求以及比较各类废水处理工艺成熟可靠性、投资费用、运行成本等方面的优缺点,确定采用下述废水处理工艺,工艺流程如图1。

一般生产废水排泥/(m3·d-1) 89

初期雨水处理站排泥/(m3·d-1) 8

MY沥青砂添加剂对基质沥青的性能改善,最终体现道路沥青混合料的路用性能指标上。以《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004和《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTGE20-2011的内容为依据,采用AC-16型混合料级配,对改性沥青混合料路用性能进行综合评价[15,16]。

产出:反渗透淡水/(m3·d-1) 650

4)中和沉锌废水350 m3/d。为湿法炼锌过程中产出的中和沉锌废水,主要杂质元素为Zn、Mg、Na,其他少量元素如As、Cd、F、Cl。

访谈主要涉及两方面的内容,一是关于研究对象在数学教育理论与实践方面的课程学习等基本情况;二是关于数据分析观念本质以及数据分析教学基本思想的理性认识.

中和后液回用/(m3·d-1) 167

石灰石浆液带水/(m3·d-1) 154

石膏渣带水/(m3·d-1) 21

中和渣带水/(m3·d-1) 12

以北京市密云区为例。2009年7月,北京京郊的密云区旅游局推出“私家山宅”项目。区旅游局挑选建筑质量牢靠、出租条件好的83户农舍,对外统一宣传,搭建平台,促成农户和租赁者直接协商租期和价格,并签订租赁合同,合同范本由旅游局统一提供,农户还必须向旅游局提供承诺书。租赁者可以自行装修,租赁期限一般为5-50年,农舍的菜地也可以配套出租,农户还可以提供“物业”服务。

5 结语

目前大多数湿法炼锌企业均面临着废水“零”排放的难题,部分企业采用火法工艺消耗部分废水,有些企业采用蒸发结晶回用部分废水,运行成本均较高。可以根据湿法系统产出的废水水质及回用水点用水要求,将湿法系统产出的含重金属废水作为烟气制酸系统净化工序补充水。根据制酸废水水质情况和回用水点水质要求设计了一套制酸废水“零”排放处理工艺,既实现了含重金属废水“零”排放的目标,投资费用和运行成本也得到了有效控制。

对流入城市的少数民族流动人口实施服务和管理,寓管理于服务中,目的就是为了更好地帮助少数民族流动人口融入城市生活,参与城市建设,为他们将来返乡创业积累经验和资金。为少数民族流动人口提供的众多服务中,就包括了“法律援助”服务。

参考文献

[1] 周振联.石灰-铁盐法除砷中和渣的处置[J].硫酸工业,2003(1):48-49.

温针灸治疗能够起到运行气血、调节机体活动和协调内部阴阳的功效,艾灸能够对各种寒证、痛症等气血痹阻病症起到扶住阳气的作用,具有十分肯定的治疗优越性;刺络放血可以对表浅静脉直接刺入,让淤血即刻放出,有利于对血管舒张活动进行调节,可以促进局部的血流运行情况,进而达到临床治疗的应用目的[3-4]。

[2] 康宏宇,王宝刚.高浓度砷氟硫酸废水处理装置的设计与运行[J].硫磷设计与粉体工程,2008(6):15-17.

[3] 张涛,杨德鑫,李娜,等.冶炼烟气制酸废水处理中水综合利用[J].硫酸工业,2017(2):21-23.

 
熊义期,陆开臣,张宏伟
《硫酸工业》 2018年第03期
《硫酸工业》2018年第03期文献
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