污酸废水处理工艺及试验研究

闫卫军

（山西晋环科源环境资源科技有限公司，山西 太原 030027）

0 引言

据统计表明，我国各类矿山在冶炼开发过程中排放的污废水占据我国所有工业废水排放的13%左右。冶金行业分为黑色冶金和有色冶金两大类。近年来，随着我国有色金属工业的高速发展，在其生产过程中包括冶炼、烟气回收等工艺中所产生的污酸废水不断增大，在此期间所排放的有害金属离子也越来越多，给环境中的水资源造成了严重的污染。本文将以实践生产为例，重点研究污酸废水的处理工艺，并通过试验手段对污酸废水的处理效果进行综合评估[1-3]。

1 污废水产生来源

本工程中的污酸废水主要来源于制酸工段的地面冲洗酸性废水、净化工段产生的废酸、各种酸性的冲洗液、冷凝和吸收剂烟道喷雾污酸收集以及硫酸销售装罐撒漏的酸性废水。具体产生流程如图1 所示。

通过分析可知，冶炼工艺中涉及到的硫酸生产包含有净化、转化以及吸收三个工序，在这三个工序中均会产生含砷废水。在净化工序中的废水主要存在于冶炼烟气洗涤过程中，在此过程中还会排放一定量的污酸废水；在转化工序中含污废水主要循环冷却中的排放所导致；在烟气回收制酸阶段所产生的污酸废水量比较大，而且污酸废水的成分较为复杂[4]。

此外，在对铜进行电解回收金和银时也会产生污酸废水，此污酸废水中的铜离子浓度较大，还含有其他金属离子。上述生产中所产生的污酸废水是第二大来源。对铜进行电解且在净液工段所产生的污酸废水如图2 所示。

2 污酸废水处理工艺设计

污酸废水可分为含砷污酸废水和酸性含砷废水。针对污酸废水的处理需求，拟采取“清污分流”的方式对其进行处理。本章分别对含砷污酸废水和酸性含砷废水提出相应的污酸废水处理工艺。

2.1 含砷污酸废水处理工艺

针对含砷污酸废水处理的要求，本项目首先采用硫化法+石灰石二段中和法对其中的污酸进行减量化、降酸性处理方法，最终达到去除Hg 离子，降低砷离子的含量。在第二段中采用石灰石进行中和处理，将一段处理后水的pH 值降至8～10，彻底去除其中的砷离子，并达到降解其他金属离子的效果。上述两段含砷污酸废水处理工艺流程如图3 所示[5]。

图3 含砷污酸废水处理工艺流程图

2.2 酸性含砷废水处理工艺

酸性含砷废水处理工艺是继含砷污酸废水处理工艺的相连工段，具体为：在含砷污酸废水中加入酸性含砷废水，最终待处理废水的成分相当复杂，其中含有砷、铜、铅、芯等有害金属离子。所得的混合酸性废水的处理工艺流程如图4 所示。

图4 混合酸性废水处理工艺流程图

对于图4 中的酸性废水处理工艺流程而言，由于在其二段二级中和槽处理后的污水的悬浮物含量较高，而且悬浮物还夹杂一定的有害物质，此因素导致最终所排放的水不达标。当前，针对上述问题常采用圆筒过滤机对其进行深入过滤处理，虽然能够保证最终出水达标，但是出水的质量稳定性不是很高，而且对应渣中的含水率高达60%以上，不利于中和渣的处理。

针对上述问题，项目组成员在对国内外先进膜过滤技术调研的基础上，并结合本工程中含砷污酸废水和酸性含砷废水最终的处理情况，拟采用戈尔膜处理系统对出水进行处理。与传统固体颗粒沉降原理不同的是，基于戈尔薄膜的过滤技术所采用的滤料以膨化聚四氟乙烯薄膜为主，该种材料能够真正意义地达到对其表面进行过滤的效果，即便是污水中的微小颗粒也能够达到过滤的效果。在实际操作中，当薄膜表面的滤饼厚度达到一定程度后，系统会在自动完成对薄膜的反冲洗，从而将薄膜的表面清洗干净。

综合来讲，与传统过滤技术相比较，基于戈尔薄膜液体过滤技术具有工艺先进、流程缩短、投入成本低、过滤精度高、过滤效率高以及占比面积小等优势。

3 污酸废水处理效果

基于含砷污酸废水和酸性含砷废水的处理工艺流程，在此基础上采用戈尔薄膜过滤技术对出水进行深入处理。在上述综合处理工艺的处理下，对进口水质和处理后的水质进行比对，比对结果如表1 所示。

表1 污酸废水处理效果

如表1 所示，基于本文所设计的污酸废水处理工艺对相应的废水进行处理，处理后出水水质的各项指标均满足《污水综合排放标准》中所规定的三级标准要求。总的来讲，在传统含砷污酸废水和酸性含砷废水处理的基础上，再加上戈尔薄膜技术后可保证出水水质达到标准要求，并且能够满足循环利用的要求。

经济性分析：本项目中所采用的硫化法+石灰石二段中和法对污酸废水进行处理，相比于传统处理方式每年可直接节约水68 万m3，约7.3 万元；节省原来三段石灰乳中和处理的直接费用39.42 万元。

此外，基于石灰石二段中和处理方式后所得的污泥可直接销售至石灰厂中，每年销售额可达4.155 万元。

4 结语

矿山金属在冶炼过程中不可避免地会产生污水，污水的处理一直以来均是国家和企业所关注的问题，污水处理不当不仅会造成对环境的污染，而且还会影响所在区域的地下水水质，从而影响居民用水安全性。针对污酸废水处理的迫切性，本文针对含砷污酸废水和酸性含砷废水提出的相应的处理工艺。总结如下：

1）对于含砷污酸废水采用硫化法+石灰石二段中和法对其进行处理，最终达到去除Hg 离子，去除砷离子的目的，并达到降解其他金属离子的效果。

2）针对酸性含砷废水采用石灰法+二段石灰-铁盐的工艺流程对其进行处理；在此工艺流程中采用戈尔膜过滤技术对出水进行深度处理的工艺。

3）实践表明，在传统含砷污酸废水和酸性含砷废水处理的基础上，再加上戈尔薄膜技术后可保证出水水质达到标准要求，并且能够满足循环利用的要求；而且，此工艺流程可直接节约成本46.72 万元，可创造效益4.155 万元。