硫酸厂生产污水处理站“零”排放工艺设计及应用

徐元博，刘平安

(金堆城钼业股份有限公司硫酸厂，陕西华县 714101)

硫酸厂生产污水处理站“零”排放工艺设计及应用

徐元博，刘平安

(金堆城钼业股份有限公司硫酸厂，陕西华县 714101)

随着环保要求的日益严格，硫酸装置原污水处理工艺不能有效降低排放污水COD，且排放污水不能二次回收利用。金钼股份硫酸厂根据实际情况对污水处理工艺进行优化，废酸中和化灰过程无一次水添加，并首次采用大孔径树脂降低污水COD。处理后污水COD 优于外排标准，可并入硫酸厂消防管网回收再用，实现了硫酸系统污水“零”排放。

烟气制酸 硫酸生产 污水 板框压滤 化学需氧量 大孔径树脂

金堆城钼业股份有限公司(以下简称金钼股份)硫酸厂采用钼冶炼烟气配硫铁矿制酸工艺，每年产生w(H2SO4)5%～15%废硫酸约3 500 m3。该废硫酸杂质含量大，需进行中和处理方可排放，加上制备石灰浆液添加的一次水，每年外排污水约5 000 m3。

随着环保部门对生产污水排放要求的日益严格，除在pH值及浊度方面的要求外，还引入了工业生产外排污水化学需氧量(COD)的标准。而冶炼烟气配硫铁矿制酸系统所产生的污水由于选矿药剂在多膛炉不完全燃烧，导致有机物在硫酸系统富集，外排污水COD指标接近甚至超过环保要求。

金钼股份硫酸厂污水处理站采用大孔径树脂对原有系统处理后的污水进行深度处理，降低了COD，使该部分污水可回收利用。

1 应用背景

硫酸厂污水处理系统原采用的传统工艺中和操作复杂，降低COD效果不显著，且浪费水资源。技术人员提出采用压滤—透滤—吸附3层过滤工艺，每年可回收利用水资源5 000 m3，且可对废水中COD进行有效的降解。

2 优化步骤

2.1 中和板框压滤

硫酸厂污水处理系统设置中和池，首次操作采用耐酸泵及钢骨架管道将稀酸收集池的稀酸打入中和池，与碱性石灰浆液进行中和，保持中和池碱性环境循环；由此添加废酸进行中和，单次可节约一次水约50～60 m3。现场提高了中和后浆液浓度，该步操作可缩短原有工作时间。中和后污水pH值控制为6～9，呈弱碱性。

中和后浆液采用隔膜压滤机进行压滤。板框正反吹浆液返回至中和池，降低了滤饼的含水量。过滤滤布精度要求120～200目，对后续精密过滤起到良好的保障作用。

2.2 戈尔膜过滤

经过板框过滤的滤液在二级沉淀池静置沉淀后，采用戈尔膜过滤器进行二次过滤，再次降低污水浊度。戈尔膜过滤精度为400目，可保证处理后污水浊度小于50 mg/m3，符合环保要求[1]。戈尔膜过滤期间排渣水及反冲洗水由管道排至中和池，进入一级中和压滤。

2.3 COD降解

经以上步骤处理后污水的pH值、浊度均符合排放要求，但经检测COD一般均值在50～100 mg/m3，接近排放标准的限值，不可直接二次回用。经研究，降低污水COD一般可采用药剂法和树脂法。

2.3.1 药剂法

药剂法处理COD为目前常规处理方案，具有操作方便、见效快等特点。在生产过程中COD降解药剂的反应速度非常快，可在2～3 min内完成反应，可直接对污水进行处理。结合现场环境决定在二级沉淀池富集污水中内使用，原污水COD为714.1 mg/m3，对该污水加入不同量的COD降解药剂，处理后污水COD值见表1。

表1 药剂法处理污水COD情况

经测试，污水COD高时药剂法平均投入1 g/L，COD可降低约100 mg/m3；随着污水中COD的下降，降解效果逐步衰弱。结合目前硫酸厂污水实际情况，理论计算1 m3污水中需添加9 kg COD降解剂方能达到污水排放要求，每天处理污水120 m3需添加药剂980 kg。其方法药剂消耗量大、成本高，且添加药剂后处理污水不利用回用，所以药剂法不适合低浓度污水COD处理。

2.3.2 树脂法

自20世纪70年代以来，各种污水处理吸附树脂不断出现。采用树脂吸附处理各种有机废水首先在欧美国家得到应用。近年来开发的大孔径树脂与一般用于工业给水处理的离子交换树脂不同，是不带离子交换基团(酸碱功能基)的。但具有优良的孔结构和较大的比表面积，可通过范德华力从溶液中吸附有机物，降低溶液COD，且该类型树脂一旦改变体系的亲水疏水平衡，就可以引起解吸。大孔吸附树脂在应用上的特点介于活性炭、硅胶、硅藻土等天然吸附剂与离子交换剂之间而兼具它们的优点，既有类似活性炭的吸附能力，又比离子交换剂更容易再生，可以概括为吸附选择性特殊、再生简便、稳定性高[2]。

结合金钼股份硫酸厂污水处理实际情况，选用大孔径树脂降低污水COD较为合适。具体操作可选用交换柱装填3 m3树脂，在戈尔膜终端增加流量6～10 m3/h泵1台，吸附流速控制在2～3 BV/h。经现场测定，进液COD在40～60 mg/m3，出液COD在5～15 mg/m3，约处理7 d后树脂需再生处理一次。大孔径树脂具体吸附数据见表2。

表2 大孔径树脂具体吸附数据

根据试验数据，过流体积约在150 BV，树脂吸附效果衰减较为明显。经3 BV质量分数5%稀硫酸(硫酸厂自产)再生浸泡，可恢复原有吸附效果，浸泡液排至污水中和池后续处理。

采用大孔径树脂吸附离子法降低污水COD，常用稀酸、稀碱、有机溶剂作为洗脱剂，理论脱附率95%以上，不产生二次污染[3]。

2.4 二次水利用

经大孔径树脂处理后的污水符合排放标准，可通过增压泵自清水池送至硫酸厂消防管网，平均节约水量50～60 m3/h，可实现污水处理“零”排放。

3 工艺流程

根据以上优化步骤，硫酸厂确定了污水处理具体工艺流程，见图1。

图1 硫酸厂污水处理具体工艺流程

对硫酸厂污水处理具体工艺流程，有以下几点说明：

1)化灰槽采用泵送浆液至稀酸收集池，稀酸收集池排酸期间保持碱性，循环无水中和。

2)板框反吹回流液和戈尔膜排渣液经架设管线回收进稀酸收集池。

3)树脂预处理。经2 BV质量分数10%氯化钠溶液浸泡18～20 h，用清水漂洗净，使排出的水不显黄色；再用质量分数2%～4%氢氧化钠或质量分数5 %盐酸溶液(其量与上同) 浸泡2～4 h(或小流量清洗) ，放尽碱或酸液后冲洗树脂至水接近中性待用。

4)大孔径树脂使用大于或等于3周期以后，如

吸附效果不佳可采用甲醇进行洗脱。

4 优点分析

采用以上优化工艺处理硫酸厂污水，具有以下优势：

1)稀酸中和化灰过程不添加一次水，氢氧化钙处理可使污水中部分阳离子得到沉淀。

2)板框及戈尔膜的二级过滤保证了污水pH值及悬浮物符合环保要求。

3)通过比较选用大孔径树脂降低污水COD，其效果好，无二次污染，且利用硫酸厂自产稀硫酸对树脂进行洗脱，降低了系统运行成本；可使得污水中部分有机物富集，具备回收条件。

4)处理后污水达到甚至优于环保标准，可二次回收利用，节约一次水量约66 000～95 000 m3/a。

5 结语

随着环保标准的逐步提高，传统的污水处理工艺已逐渐不能满足要求，生产污水“零”排放被提上日程。各硫酸装置应根据现场实际，优化工艺，引进新方法解决污水问题，保证环保生产，提高企业的水资源利用率。

[1] 罗兆龙.膜技术在水处理中的应用[J].中国市政工程，2007(1)：11-46.

[2] 姚日鹏，陈凤慧，高超.大孔吸附树脂在废水处理中的应用[J].中国环境管理干部学院学报，2009，19(1)：63-65.

[3] 张云祥.大孔离子交换树脂在废水处理终端中应用探讨[J].净水技术，2001，20(2):34-36.

Designandapplicationofzerodischargeprocessinwastewatertreatmentstationofsulphuricacidplant

XUYuanbo，LIUPingan

(Sulphuric Acid Plant, Jinduicheng Molybdenum Industry Co., Ltd., Huaxian, Shanxi, 714101, China)

With more stringent environmental requirements, sulphuric acid plant sewage treatment process can not reduce the discharge of sewage COD effectively, and discharged sewage can not be secondary recycled. According to the actual situation, sewage treatment process was optimized. Waste acid neutralized ash without adding water, and large pore size resin was used to reduce sewage COD for the first time. COD in polluted water after treatment was superior to discharge standards. realizing "zero" emissions of sulphuric acid system.

sulpliaric acid plant based on off-gas; sulphuric acid production; westewater; plate and frame filter press; chemical oxygen demand; large hole diameter resin

2017-09-11。

徐元博，男，金堆城钼业股份有限公司硫酸厂机械工程师，主要从事硫酸系统综合回收管理工作。电话：13772740205；E-mail：37342405@qq.com。

TQ111.16；X781

B

1002-1507(2017)11-0039-03