钨金属加工厂综合废水零排放工程运行实践

高 祯，宋嘉美

(中色科技股份有限公司，河南 洛阳 471039)

1 工程概况

某公司是一家集钨金属冶炼、深加工于一体的综合性工矿企业，主要产品有钨精矿、钨酸铵、钨粉等。在生产的多个环节都会产生工业废水，这些废水的综合特点是酸性很强，并含有大量Mg2+、Na+等金属离子以及离子，还含有少量Pb2+、Zn2+等重金属离子，是一种比较难处理的工业废水［1］。目前该种废水的处理工艺主要有中和沉淀、反渗透、离子交换等，这些工艺存在的普遍问题是回收率低、容易造成二次污染［2，3］。由于受企业生产活动的影响，该厂区的生活污水较常见生活污水具有COD值偏低、总氮和氨氮值偏高等明显特征。

针对以上废水的特点，采用蒸发结晶工艺对其生产废水进行处理并回收利用，用接触氧化-BAF-混凝沉淀工艺对厂区的生活污水进行深度处理，实现了厂区废水的零排放。

2 生产废水处理工艺

2.1 废水水质及水量

厂区的生产废水主要来自APT(仲钨酸铵)车间，APT是一种工业原料，主要作为石化行业中的添加剂使用，由钨精矿经焙烧、压煮、净化、离子交换、萃取、结晶等工艺制成。该工艺在其离子交换和萃取过程中产生大量废水，该厂生产废水的平均水质、水量见表1。

2.2 废水处理工艺

表1 厂区生产废水水质、水量Tab.1 Water quality and quantity of industrial wastewater

采用“中和+过滤+蒸发结晶+离心+干燥”处理工艺，工艺流程如图1。

由于车间排放的废水呈酸性且含有大量Mg2+及少量重金属离子。为了回收Mg2+并保证后续单元的顺利进行，首先将废水用烧碱调节成pH为11的碱性废水，Mg2+生成Mg(OH)2沉淀，通过压滤机固液分离后，固态物质进入硫酸镁溶解槽，在槽中加入硫酸，控制槽内pH为6，通过搅拌使沉淀物溶解生成硫酸镁溶液，硫酸镁溶液返回车间进行回用。压滤机出水经沉淀后进入加热器预热，物料利用蒸发器二次蒸汽冷凝下来的凝结水预热，然后通过换热器，经蒸汽加热后进行降膜蒸发，部分水蒸气蒸发变成二次蒸汽，物料得到浓缩，浓缩后的物料进入结晶器，在结晶器内进行二次蒸发，降膜段及结晶器内的二次蒸汽进入MVR蒸汽压缩机升压、升温，升温后的蒸汽用于蒸发器加热，水蒸气经冷凝后成冷凝水处理后回用于APT车间工艺生产。

图1 处理工艺流程图Fig.1 Flow chart of wastewater treatment

蒸发浓缩后的物料在导流筒作用下进入结晶室，随着结晶室内晶体颗粒的不断长大，当其沉降速度大于悬浮速度时，在结晶器底部就形成一个密度稳定的晶浆区，得到大颗粒的硫酸钠晶体，硫酸钠晶体通过晶浆泵输送至离心机进行分离，上清液通过循环泵进入换热器换热后在结晶器内再次蒸发浓缩。

结晶器出料经泵提升进入旋流器，细小颗粒随上清液返回结晶器重新蒸发结晶，较大颗粒进入离心分离机实现固液分离。滤液返回蒸发结晶系统重新蒸发，固体颗粒进入干燥系统。

分离后的硫酸钠晶体还夹带有一定的自由水，需要对其进行干燥。湿物料经给料器连续输送至干燥管下部，被高速热气流分散，并与热气流进行热量交换，使物料得以干燥。干燥的固体物料随气流进入旋风分离器，收集成品进入料仓进行包装，未分离的固体进入布袋除尘器，处理后的废气经风机排出。

3 生活污水处理工艺

3.1 生活污水水质及水量

厂区生活污水主要来源为职工宿舍、洗浴间及生产车间等。由于该企业在生产的多个环节使用到化工原料，如氨水、硫酸钠等，致使生活污水中不可避免的掺杂着这些物质，通过实地测量该厂区的生活污水水质，发现主要特点是COD值偏低、氨氮以及总氮比常见生活污水值高，其水质测量的平均结果见表2。

表2 厂区生活污水水质、水量Tab.2 Water quality and quantity of sanitary sewage

3.2 生活污水处理工艺

采用接触氧化-BAF为主体的生物处理工艺，工艺流程图见图2，

图2 生活污水处理工艺流程图Fig.2 Flow chart of sanitary sewage treatment

生活污水经厂区管网收集后自流排入调节池，在进入之前经过格网拦截去除大的漂浮物，以免对后续设备造成损伤。污水在调节池内进行水量、水质调节，并进行初步预酸化，调节池中设提升泵提升至生物接触氧化反应池。

接触氧化池分前、后两段，其中前端为厌氧段，主要起水解酸化和厌氧反硝化的作用;后段为好氧段，主要进行硝化反应，同时由好氧微生物降解污水中的有机物，部分好氧段出水作为硝化液回流至厌氧段前端，借助进水中丰富的有机物完成反硝化作用，使硝化液中的硝态氮转化为氮气。接触氧化池中设填料，由附着在填料上的生物膜和悬浮在废水中的好氧微生物氧化分解废水中的有机物，除去污水中大部分有机物以及N和P等污染物。接触氧化池出水进入中间水池，通过提升泵提升进入多级曝气生物滤池，同时中间水池的水可作为曝气生物滤池和一体化净水器的反冲洗用水。

曝气生物滤池共三级，其中第一级为厌氧段，二、三级为好氧段，第三级好氧段部分出水回流至第一级厌氧段，利用曝气生物滤池滤料中高浓度生物膜的强氧化降解能力与曝气生物滤池的硝化、反硝化作用，对污水中有机物及氮磷等污染物质进行快速分解。同时利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量悬浮物，进一步净化水质［4，5］。

曝气生物滤池出水进入一体化净水器，在净水器前端直接将PAC、PAM投加至管道中，经管道过滤器混合后在一体化净水器内完成沉淀、过滤过程，最后污水排入回用水池，回用于整个厂区的绿化浇洒等环节。一体化污水净化器排出的污泥进入污泥池内，经污泥泵打入压滤机压滤，压滤液返回重新处理;系统反冲洗水返回调节池重新处理

4 废水处理效果

生产废水调试过程中，控制中和段pH值为11，硫酸镁溶解槽pH值为6，通过一段时间的调试运行，出水效果见表3。处理后废水直接回用于APT车间，溶解后硫酸镁溶液经硫酸镁配置工段调节后回用，达到零排放要求。

表3 处理后生产废水水质Tab.3 Water quality index of treated industrial wastewater

生活污水调试过程中，分别控制接触氧化段和BAF的回流率为150%和100%，接触氧化池厌氧段溶解氧为0.25mg/L，好氧段溶解氧为3.5mg/L，BAF好氧段曝气气水比为6∶1，经过一段时间的调试运行后，出水水质见表4。

表4 处理后生活污水水质Tab.4 Water quality index of treated sanitary sewage

处理后的水质基本达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)二类水体水质，直接回用于厂区的绿化及景观用水。

5 经济及环境效益

生产废水零排放项目实施后每年可回收硫酸钠8600t，硫酸镁1317t(折算成七水硫酸镁)，产生直接经济效益约330万元，节省水资源污染造成的经济损失19.4万元;正常生产运行时，生产废水处理成本约12.3元/t，生活污水处理成本约2.12元/t，每年可减少7.2万t工业废水和4.38万t的生活污水排放，环境效益明显。

6 结语

针对钨加工企业生产废水和生活污水的水质特点，采用蒸发结晶工艺处理生产废水，接触氧化-BAF工艺处理厂区生活污水，解决了废水回用及“零排放”难题;处理效果较好，具有明显的经济效益和环境效益，对保护环境及企业发展具有重大意义，对工业废水“零排放”具有典型示范作用。

［1］蒋湘生.蒸发结晶应用于APT生产废水处理与回用［J］.有色金属加工，2014，43(2):61 ～64.

［2］卢伯福，虞美辉，孙洪贵，等.铅锌冶炼废水零排放处理工程的运行实践［J］.中国有色冶金，2014，(1):59～61.

［3］韩勇涛，冯杰，周海，等.煤化工高含盐废水零排放处理工程实例［J］.工业用水与废水，2014，45(2):62 ～63.

［4］郑俊，吴浩汀.曝气生物滤池工艺的理论与工程应用［M］.北京:化学工业出版社，2005.83～86.

［5］孙力平，侯红娟.改进的BAF工艺用于工业废水处理［J］.中国给水排水，2000，16(8):55～56.