廣東某尾礦廢水處理工藝設(shè)計(jì)與運(yùn)行

何志平

（廣東省環(huán)境保護(hù)工程研究設(shè)計(jì)院，廣東 廣州 510635）

1 項(xiàng)目概述

廣東某礦區(qū)是一座多成因的大型多金屬礦床。主要礦體為褐鐵礦、銅硫礦和鉛鋅礦，還有鉬礦等多金屬共生或伴生礦體。公司支柱產(chǎn)業(yè)是鐵礦石和銅硫礦的采選。

廢水來(lái)源主要為：礦區(qū)尾礦廢水、礦山地下及民采洞水通過(guò)未封閉或封閉不嚴(yán)密的民窿外排污水，庫(kù)區(qū)周圍民采民洗廢水污染，雨水浸泡、沖刷排土場(chǎng)形成的污水。因廢水來(lái)源較多，廢水中含有較多種類的金屬離子，鋅（Zn）、鉛（Pb）、砷（As）、鎘（Cd）、氟化物、錳（Mn）、銅（Cu）等均超過(guò)排放要求。針對(duì)該類廢水污染物質(zhì)多樣的特性，對(duì)廢水進(jìn)行兩級(jí)物化處理技術(shù)。該工程自建成后系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水達(dá)標(biāo)。

2 廢水特點(diǎn)與進(jìn)出水要求

2.1 廢水特點(diǎn)

廢水處理難點(diǎn)：（1）廢水含有較多的金屬離子；（2）進(jìn)水pH波動(dòng)較大。根據(jù)廢水的水質(zhì)特性分析，該類廢水物化處理采用兩級(jí)物化處理才能保證出水各指標(biāo)達(dá)到《廣東省水污染物排放限值》（DB4426-2001）II時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 進(jìn)出水要求

2.2.1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水量水質(zhì)（表1）。

3 工藝設(shè)計(jì)

3.1 工程規(guī)模：15000m3/d

表1 廢水出進(jìn)水水質(zhì)

3.2 工藝設(shè)計(jì)

3.2.1 處理工藝流程示意圖（圖1）。

工藝流程說(shuō)明：（1）預(yù)處理。外排水通過(guò)尾礦庫(kù)泵站導(dǎo)入廠內(nèi)進(jìn)入沉泥池、緩沖池。經(jīng)過(guò)沉泥池去除部分大顆粒雜質(zhì)，然后進(jìn)入緩沖池均質(zhì)均量，同時(shí)去除部分SS。（2）物化處理。物化反應(yīng)設(shè)兩級(jí)反應(yīng)沉淀。其中第一級(jí)調(diào)節(jié)pH約10.5，主要去除廢水中大部分重金屬離子。出水通過(guò)調(diào)整pH值約9.0進(jìn)行第二級(jí)物化反應(yīng)，主要去除鋅離子等。經(jīng)過(guò)兩級(jí)物化反應(yīng)后，出水進(jìn)入pH回調(diào)池，調(diào)節(jié)出水pH，同時(shí)pH回調(diào)池預(yù)留再處理空間，遇到水質(zhì)變化過(guò)大或系統(tǒng)不穩(wěn)定時(shí)可在pH回調(diào)池投加氧化劑，保證出水達(dá)標(biāo)排放。（3）污泥處理。沉淀池的污泥先進(jìn)入污泥濃縮池，經(jīng)過(guò)污泥調(diào)質(zhì)后由污泥泵轉(zhuǎn)送到脫水機(jī)房。在脫水機(jī)房，首先由螺桿泵將污泥送入脫水機(jī)脫水。干濾餅的干固含量可望達(dá)到40%以上。

3.2.2 主要單元技術(shù)說(shuō)明。

（1）沉泥池。尾礦庫(kù)進(jìn)水含泥量較多，需要先經(jīng)過(guò)初沉，避免在緩沖池積累大量泥沙。凈空尺寸：φ13.00×4.50，表面負(fù)荷：1.57 m3/(m2·h)，數(shù)量3座。每座沉泥池配1臺(tái)刮泥機(jī)，2臺(tái)排泥泵。

（2）調(diào)節(jié)池。均勻水量水質(zhì)。凈空尺寸：44.00×16.15×4.00，停留時(shí)間：4.0h。數(shù)量：1座。調(diào)節(jié)池配4臺(tái)提升水泵，3用1備，單臺(tái)水泵流量210m3/h。

（3）一級(jí)反應(yīng)池（pH調(diào)節(jié)/絮凝/助凝）。投加石灰，調(diào)節(jié)pH在10.5，去除大部分的金屬離子，反應(yīng)時(shí)間29min。凈空尺寸：10×10×3.50，數(shù)量：1座。其中pH調(diào)節(jié)設(shè)兩級(jí)調(diào)節(jié)，反應(yīng)池采用機(jī)械攪拌。一級(jí)反應(yīng)池設(shè)污泥回流泵4臺(tái)，3用1備，單臺(tái)污泥回流量30m3/h。

（4）一級(jí)沉淀池。采用輻流式沉淀池，凈空尺寸：φ18.00×4.50，表面負(fù)荷：0.82 m3/(m2·h)，數(shù)量3座，配套設(shè)刮泥機(jī)3臺(tái)。

圖1 廢水處理工藝流程圖

（5）二級(jí)反應(yīng)池（pH調(diào)節(jié)/絮凝/助凝）。投加酸，調(diào)節(jié)pH在9，投加重金屬捕捉劑，去除剩余小部分的金屬離子，反應(yīng)時(shí)間22min。凈空尺寸：8.7×8.7×3.50，數(shù)量：1座。反應(yīng)池采用機(jī)械攪拌。一級(jí)反應(yīng)池設(shè)污泥回流泵4臺(tái)，3用1備，單臺(tái)污泥回流量20m3/h。

（6）二級(jí)沉淀池。采用輻流式沉淀池，凈空尺寸：φ16.00×4.50，表面負(fù)荷：1.03m3/(m2·h)，數(shù)量3座，配套設(shè)刮泥機(jī)3臺(tái)。

（7）pH回調(diào)池。主要是用于處理后出水的水質(zhì)把關(guān)。嚴(yán)格控制出水pH等各項(xiàng)指標(biāo)?；卣{(diào)池凈空尺寸：15×8×3.50，停留時(shí)間30min。pH回調(diào)池前端設(shè)機(jī)械攪拌，回調(diào)pH，后采用廊道式結(jié)構(gòu)，充分混合反應(yīng)。

（8）污泥脫水機(jī)房。本項(xiàng)目廢水含有較多的鐵離子，物化反應(yīng)投加大量的石灰，污泥較多。剩余污泥干重有約20噸/天。設(shè)4臺(tái)過(guò)濾面積600m2廂式壓濾機(jī)，3用1備。

4 實(shí)際運(yùn)行效果

現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)復(fù)雜，經(jīng)過(guò)兩級(jí)物化處理后，各金屬離子均得到很好的去除。本工程調(diào)試期為20天，出水水質(zhì)各指標(biāo)均穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

5 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

總占地面積：11288m2。

項(xiàng)目總投資：3660萬(wàn)元，其中土建投資約2050萬(wàn)元，設(shè)備材料及安裝等投資約1610萬(wàn)元。

運(yùn)營(yíng)費(fèi)用：2.409元/噸。其中人工費(fèi)0.083元/m3水；藥劑費(fèi)1.85元/m3水；電費(fèi)0.176元/m3水；污泥運(yùn)輸費(fèi)0.067元/m3水；管理費(fèi)及其他0.093元/m3水；修理費(fèi)0.14元/m3水。

6 項(xiàng)目總結(jié)

（1）因該廢水來(lái)源于尾礦庫(kù)，進(jìn)水含有較多泥沙，因此調(diào)節(jié)池前設(shè)沉泥池可減少調(diào)節(jié)池內(nèi)污泥累積。

（2）pH調(diào)節(jié)：經(jīng)過(guò)調(diào)試發(fā)現(xiàn)，該類廢水pH進(jìn)水與反應(yīng)條件要求差值較大，加藥不易控制。反應(yīng)后pH也不易控制在排放要求范圍。因此：①因進(jìn)水pH較低，物化一級(jí)反應(yīng)pH調(diào)節(jié)應(yīng)設(shè)兩級(jí)，方便控制石灰投加量。②二級(jí)沉淀出水設(shè)pH回調(diào)池，以便將物化反應(yīng)后出水pH控制在6-9。

（3）因需投加大量的石灰，污水廠管道容易結(jié)垢堵塞，因此污水廠管道最好使用不銹鋼管，而且應(yīng)比所需管徑放大1～2級(jí)，同時(shí)考慮部分易結(jié)垢管段的檢修。

（4）該類廢水加藥量較大，本項(xiàng)目調(diào)試后增加部分污泥回流在達(dá)到效果的同時(shí)可顯著減少絮凝劑等投加量，可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

[1]左劍惡,王凱軍,甘海南,賈立敏等. UASB工藝的理論與工程實(shí)踐.北京,中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2000.09.

[2]崔玉川,劉振江,張紹怡等.城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算.北京,化學(xué)工業(yè)出社.2004.08.

[3]顧夏聲等編著.水處理工程.北京,清華大學(xué)出版社,1985.