冶炼厂污酸污水改造方案

XXXXX有限公司冶炼厂污酸污水改造方案XXXXX有限公司二〇一六年五月1、项目实施背景1.1冶炼厂污酸、污水处理冶炼厂污酸、污水处理项目概况项目概况冶炼厂冶炼配套硫酸生产规模为420000t/a（以100%H2SO4计），用以处理底吹炉及转炉的烟气。制酸采用稀酸洗净化、两转两吸加活性焦吸附处理尾气工艺，产品为98%或93%工业硫酸。制酸系统排出污酸设计进入污酸处理站、全厂酸性废水进入污水处理站。（1）污酸处理处理站设计规模，360m3/d；污酸介质条件，成份H2SO4CuAsFFeZn含量（mg/l）9%1743000500～2000557602污酸采用工艺：硫化+蒸发浓缩工艺，浓缩后的稀酸返回硫酸干吸系统。（2）污水处理站设计规模250m3/d；酸性废水介质条件，成份H2SO4AsCu、Fe、Zn等重金属含量（mg/l）510200微量污水采用工艺：石灰+铁盐法1.2项目建设的必要性项目建设的必要性冶炼厂硫酸车间污酸处理站实际生产中硫酸车间污酸产量达到500~600m3/d左右，酸浓度9%。污酸产量增加原因如下：1原设计硫酸系统净化入口烟气中SO3浓度0.11%，实际生产达到0.25~0.3%，导致污酸产量大幅增加。2原设计每年生产阴极铜10.3万吨，实际产能达到12~12.5万吨，铜产能超出设计规模16.5~21%，相应烟气量增大，导致污酸产量也相应增大。冶炼厂稀贵金属车间在设计时没有考虑污酸处理装置，实际生产中稀贵金属车间污酸产量80m3/d，酸浓度平均9%，同时进入硫酸车间污酸处理系统。因此，全厂污酸产量最大达到680m3/d。由于原污酸装置处理能力有限，现有系统已不能满足环保要求。目前，冶炼厂采用“纯碱+石灰中和”的应急处理方法，每天需要45吨纯碱、20吨石灰粉中和新增污酸污水，造成现场操作工人劳动强度增大，环境恶劣。2技术比较及选型目前国内铜冶炼污酸处理方法主要有“石灰（石）中和”法、“硫化法+石灰（石）中和”法；含重金属酸性废水处理方法主要有“石灰中和”法、“石灰+铁盐”法、“石灰+电化学法”以及“生物制剂或纳米铁药剂”法。2.1污酸污酸污水污水处理技术简介处理技术简介2.1.1“石灰（石）中和”法：当废酸中砷含量小于500mg/l时，宜采用石灰（石）中和法。中和剂可选择石灰石、消石灰或者电石渣等，其中石灰石更有利于控制出水pH值，在石膏段控制pH值小于4，砷酸以游离态存在于废水中，只有少量的亚砷酸被中和沉淀吸附，从而可避免大量砷掺杂在石膏渣中。一般控制石灰（石）中和法后液pH值为2时，滤液中的F大部分以CaF2的形式固定下来。生成的石膏在浓缩、分离设备中进行沉降浓缩以及过滤分离，石膏滤液进入后续工段处理。石灰（石）中和法发生的化学反应如下（石灰石做中和剂）：CaCO3+H2SO4+H2O=CaSO4·2H2O↓+CO2↑CaCO3+2HF=CaF2↓+H2O+CO2↑2.1.2“硫化法+石灰（石）中和”法一般当砷含量超过500mg/l时，宜采用硫化法+石灰（石）中和法。即向废酸中投加硫化剂，与重金属离子反应生成难溶的金属硫化物沉淀。硫化渣中砷、铜等含量大大提高，在去除污酸中重金属的同时实现了重金属的资源化。硫化剂包括硫化钠、硫氢化钠、硫化亚铁等。硫化法脱除重金属离子其主要的化学反应如下：As2O3+3H2O=2H3AsO3Na2S+H2SO4=H2S↑+Na2SO4CuSO4+S2-=CuS↓+SO42-2H3AsO3+3S2-=As2S3↓+6OH-硫化后液中砷含量可达100mg/L以下，石膏后液中氟含量可达30~150mg/L。2.2含重金属酸性废水处理方法含重金属酸性废水处理方法2.2.1“石灰中和”法向废水中投加碱性物质，使重金属离子转化为金属氢氧化物沉淀去除，可用于去除铁、铜、锌、铅、镉、钴、砷等。常用的中和剂有石灰(Ca(OH)2)、石灰石(CaCO3)、电石渣、碳酸钠(Na2CO3)、氢氧化钠(NaOH)等，其中以石灰(Ca(OH)2)应用最广，它可同时起到中和与混凝的作用，其价格比较便宜，来源广，处理效果好，几乎可以使除汞之外的所有重金属离子共沉，且溶解的钙离子可以与砷酸根或亚砷酸根形成Ca3(AsO4)2·xH2O、Ca5(AsO4)3OH、Ca4（OH）2(AsO4)2·4H2O、Ca(AsO2)2和Ca2As2O5等沉淀物，所以铜冶炼含重金属酸性废水多选用石灰乳作中和剂。主要化学反应如下：H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4·2H2O↓Ca(OH)2+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+CaSO4·2H2O↓2H3AsO4+3Ca(OH)2=Ca3(AsO4)2↓+6H2OZnSO4+Ca(OH)2+2H2O=Zn(OH)2↓+CaSO4·2H2O↓2HF+Ca(OH)2=CaF2