1 廢水來(lái)源及水質(zhì)
硫酸車(chē)間以混礦(硫鐵礦和硫精砂按一定比例混合)為生產(chǎn)原料,凈化工段采用電除塵封閉酸洗流程,吸收工段采用二轉(zhuǎn)二吸制酸工藝。該車(chē)間排放的廢水主要有稀酸廢水、滾筒冷卻水和循環(huán)下水。
稀酸廢水主要來(lái)自凈化工段,正常生產(chǎn)時(shí),每天排放稀酸泥兩次,每次15m3,開(kāi)車(chē)初始階段(約8h)為10m3外;此外,干吸工段濃硫酸鑄鐵排管冷卻器有少量漏酸,脫鹽水站排放少量酸堿廢水。
滾筒冷卻水用于冷卻排渣滾筒,因混入大量硫鐵礦渣而含有大量懸浮物。
該車(chē)間設(shè)有兩套600t/h循環(huán)水系統(tǒng),一套為余壓回水,供發(fā)電和凈化工段間冷器冷卻水使用;另一套為無(wú)壓回水,供于吸工段冷卻排管使用。因冷卻塔填料倒塌等原因,冷卻效果較差,補(bǔ)充水量較大,故有部分冷卻下水排放。
1.2 磷肥車(chē)間
磷肥車(chē)間以磷礦石為原料,經(jīng)破碎、球磨制漿、混合化成、熟化等工序生產(chǎn)磷肥(普鈣),混合化成工序含氟尾氣用兩級(jí)吸收室吸收。廢水來(lái)自氟硅酸鈉合成工序的合成槽和離心機(jī),為酸性含氟廢水,主要含氟硅酸鈉和鹽酸。
1.3 磷銨車(chē)間
磷銨車(chē)間含磷酸和磷銨兩個(gè)工段。磷酸工段以磷肥車(chē)間生產(chǎn)的礦漿和硫酸車(chē)間生產(chǎn)的硫酸為原料,經(jīng)革取、過(guò)濾等工序生產(chǎn)磷酸。該工段的廢水主要為文丘里洗滌塔的含氟廢水。用新鮮水作為水環(huán)真空泵冷卻水,排水用作大氣冷凝器冷卻水。
磷銨工段以氮和磷酸為原料,經(jīng)中和濃縮、造粒干燥等工序生產(chǎn)磷銨。該工段各種設(shè)備冷卻水約40m3/h,沒(méi)有回收而直接排放;其中以混合冷凝器(用磷酸工段過(guò)濾系統(tǒng)大氣冷凝器后的冷卻水來(lái)冷凝二效蒸發(fā)器產(chǎn)生的氣體)排放的冷凝水為主。正常生產(chǎn)時(shí),這部分廢水的pH、磷酸鹽、氟化物和懸浮物均能達(dá)標(biāo),但在操作不穩(wěn)定時(shí),這幾項(xiàng)指標(biāo)時(shí)有超標(biāo)現(xiàn)象。
1.4 廢水水量、水質(zhì)
正常生產(chǎn)時(shí),全廠廢水水量、水質(zhì)見(jiàn)表1。
表1 廢水水量、水質(zhì)
車(chē)間名稱 |
硫酸車(chē)間 |
磷肥車(chē)間 |
磷銨車(chē)間 |
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稀酸廢水 |
滾筒冷卻水 |
冷卻水 |
含氟廢水 |
含氟廢水 |
冷卻水 |
|
排水量/(m3·h-1) |
1.25 |
20 |
40 |
2 |
3 |
40 |
pH值 |
3.0~4.0 |
中性 |
中性 |
0.5~3.0 |
0.5~3.0 |
中性 |
SS/(mg·L-1) |
600~800 |
≤8000 |
|
3000~15000 |
3000~15000 |
30~350 |
F-/(mg·L-1) |
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|
3000~6000 |
3000~6000 |
10~70 |
PO43-(P)/(mg·L-1) |
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|
|
10~150 |
As3+/(mg·L-1) |
5~10 |
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|
2 廢水處理及回用
從表1可以看出,全廠排放的廢水可分為兩大類,即冷卻水和酸性廢水或酸性含氟廢水。前者水量大、污染程度輕微,但直接排放浪費(fèi)了大量新鮮水,應(yīng)采取以完善循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為主的治理措施;后者水量小,但污染程度嚴(yán)重,應(yīng)采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧┖,回用于生產(chǎn)或達(dá)標(biāo)排放。
2.1.1 硫酸車(chē)間滾筒冷卻水
改造前,循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的排水在冷卻滾筒后直排,F(xiàn)在滾筒下面設(shè)一只集水裝置,并用管道送至一座清水池,冷卻后又回用于滾筒的冷卻。
2.1.2 硫酸車(chē)間循環(huán)冷卻水
原循環(huán)冷卻水系統(tǒng)因冷卻塔填料倒塌等原因,冷卻效果較差。通過(guò)更換冷卻塔填料、增加1臺(tái)冷卻塔等措施,循環(huán)冷卻水量達(dá)800m3/h。3套600m3/h循環(huán)水分別供應(yīng)余熱發(fā)電、凈化工段間冷器和干吸工段陽(yáng)極保護(hù)管殼式冷卻器使用。冷卻水排放量由改造前的60m3/h(其中,約20m3/h用于冷卻排渣滾筒后再排放)降至20m3/h。
2.1.3 磷銨車(chē)間冷卻水
改造前磷銨車(chē)間磷銨熱風(fēng)機(jī)及料漿循環(huán)泵冷卻水(約10m3/h)直排;水環(huán)真空泵、大氣冷凝器和混合冷凝器的冷卻水順序重復(fù)使用,使用情況見(jiàn)圖1。
在進(jìn)行水量平衡的基礎(chǔ)上,提出磷銨車(chē)間水回用方案,工藝流程見(jiàn)圖2。
2.2 酸性廢水及酸性含氟廢水
2.2.1 硫酸車(chē)間酸性廢水
由于含砷量較低(As3+≤10mg/L),用一般的石灰法一次處理即可達(dá)標(biāo)[1]。該車(chē)間原有一套稀酸廢水處理設(shè)施,改造[2]后,廢水能達(dá)標(biāo)排放。
2.2.2 磷肥車(chē)間酸性含氟廢水
該車(chē)間酸性含氟廢水采用兩級(jí)石灰中和沉降工藝。車(chē)間生產(chǎn)正常時(shí),廢水經(jīng)石灰乳一次中和至pH=5-6,固液分離后,上清液回用于磨礦;車(chē)間生產(chǎn)不正常、系統(tǒng)水平衡不了時(shí),廢水處理按兩級(jí)石灰中和沉降方式運(yùn)行,廢水可達(dá)標(biāo)排放。
該車(chē)間廢水處理裝置在運(yùn)行過(guò)程中,存在石灰用量偏高、化灰機(jī)及板框壓濾機(jī)處理能力偏小等問(wèn)題[2]。目前,將廢水與礦粉混合后直接回用于磨礦,經(jīng)過(guò)五個(gè)多月的運(yùn)行,并未影響磨礦系統(tǒng)設(shè)備。這樣可降低運(yùn)行費(fèi)用,做到廢水封閉循環(huán)。
2.2.3 磷銨車(chē)間酸性含氟廢水
原計(jì)劃將萃取尾氣洗滌水納入磷肥生產(chǎn)車(chē)間廢水處理系統(tǒng)一并處理,但其水量超過(guò)磨礦工序的需要,故將萃取尾氣洗滌水用作過(guò)濾工序盤(pán)式過(guò)濾機(jī)二次洗水。
3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
全廠廢水處理或回用設(shè)施運(yùn)行費(fèi)用見(jiàn)表2。從表2可以看出,由于項(xiàng)目的實(shí)施節(jié)約了大量的水,節(jié)約的水費(fèi)除抵去廢水處理或回用設(shè)施運(yùn)行費(fèi)用及排污費(fèi)和農(nóng)賠金外,每年還節(jié)余28.13萬(wàn)元,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
名稱 |
硫酸車(chē)間 |
磷肥車(chē)間 |
磷銨車(chē)間 |
小計(jì) |
固定資產(chǎn)總值/萬(wàn)元 |
124.6 |
64.5 |
41.9 |
231.0 |
節(jié)約新水量/(萬(wàn)t·a-1) |
28.8 |
1.80 |
32.0 |
62.6 |
電費(fèi)/(萬(wàn)元·a-1) |
23.85 |
0.72 |
13.32 |
38.89 |
藥劑費(fèi)/(萬(wàn)元·a-1) |
1.8 |
0 |
0 |
1.8 |
其它(折舊費(fèi)等)/(萬(wàn)元·a-1) |
14.64 |
7.39 |
5【水處理設(shè)備】.75 |
27.78 |
節(jié)約水費(fèi)/(萬(wàn)元·a-1) |
28.8 |
1.8 |
32.0 |
62.6 |
減少排污費(fèi)/(萬(wàn)元·a-1) |
|
|
|
24.0 |
減少農(nóng)賠金/(萬(wàn)元·a-1) |
|
|
|
10.0 |
所節(jié)約費(fèi)用/(萬(wàn)元·a-1) |
|
|
|
28.13 |
3.2 環(huán)境效益
全廠廢水處理或回用設(shè)施實(shí)施前后水污染物減少量見(jiàn)表3。
表3 全廠水污染物減少量
名稱 |
硫酸車(chē)間 |
磷肥車(chē)間 |
磷銨車(chē)間 |
小計(jì) |
SS/(t·a-1) |
583.2 |
115.2 |
259.2 |
957.6 |
F-/(t·a-1) |
|
72.0 |
116.4 |
188.4 |
PO43-(t·a-1) |
|
|
8.64 |
8.64 |
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