摘要:韶关石人嶂公司原有废水处理站原有工艺采用硫酸亚铁+石灰絮凝沉淀法处理废水,运营指标不稳定,而且尾矿库闭库后,进入废水处理站的水量增大,原有的处理能力不能满足现有要求。针对这种情况,根据《中华人民共和国环境保护法》,必须对废水处理站进行改扩建,并引进中南大学“生物制剂深度净化与回用”专利技术。方案设计为新建1座废水处理站(2号系统,处理能力3000t/d),对原废水处理站进行技术升级改造。废水处理能力由原来的3000t/d上升为6000m3/d(1备1用)。经过现场中试试验,调试和试运行,最终运营情况表明,运营成本比原有1号系统低,治理指标达标且稳定,运行效果比较理想,对保护环境,维护社会稳定,具有现实意义。
关键词:废水处理站改扩建生物制剂深度净化与回用技术处理能力运营成本 治理指标 运行效果社会稳定 现实意义
0前言
韶关石人嶂矿业有限责任公司(简称石人嶂公司)是于2002年12月31日,由原石人嶂钨矿改制重组成立的国有控股有限责任公司,控股单位是广东广晟有色金属股份公司。
石人嶂公司委托中南大学进行中试研究及设计方案,利用生物制剂深度净化与回用技术对石人嶂矿的井下矿坑涌水、选矿废水和尾矿库渗透水进行处理,效果理想及处理费用较低。废水处理站改扩建,包括新建1座废水处理站(2号系统,处理能力3000t/d),同时,为了应对丰水期水量增加和扩建系统检修等特殊时期的废水处理站的达标排放,保留原有废水处理站(1号系统,处理能力3000t/d),并对其进行技术升级改造,总规模为6000m3/d(1备1用)。改扩建后,废水处理站1号及2号处理系统的处理工艺一致,正常情况下仅运行扩建部分废水处理设施(2号系统),1号系统作为备用系统。
生物制剂深度净化与回用技术,对重金属离子实现深度脱除,处理稳定高效,占地面积小,建设投资省,能耗低。
1生物制剂深度净化与回用技术
1.1 中试研究
2013年9月,石人嶂公司委托中南大学利用生物制剂对含砷废水进行处理试验,效果较好。为确保废水处理试验效果有稳定性和实际应用效果,2014年7月23日至8月13日,中南大学研发的一体化中试装备到石人嶂公司现场进行含砷废水的中试实验研究,对石人嶂公司的废水(尾矿库渗透水、选厂废水、井下矿坑水)进行中试处理研究。
本次中试采用中南大学和长沙赛恩斯环保科技有限公司共同研发的重金属废水深度处理一体化中试装备,该装备集成了药剂配制与投加系统、废水反应系统、沉淀系统及自动控制系统。中试实验的处理水量为900L/h。通过中试实验,找出石人嶂矿废水的最佳处理技术和工艺参数。实验表明废水经生物制剂工艺处理后,砷浓度稳定达到《广东省地方标准-水污染物排放限值》(DB44-26-2001)的排放标准要求。
1.2 中试结论
(1)净化高效,经处理后出水砷降至0.13~0.21mg/L,最低为0.09mg/L,达到排放标准(砷﹤0.5mg/L);
(2)渣水分离效果好,出水清澈,水质稳定;
(3)渣量少。水解渣量比现有中和法少,利于处置;
(4)成本较低,经济可行。尾矿库废水处理药剂成本为1.08元/吨,选矿废水处理药剂成本为1.67元/吨。
(5)中试运行成本。综合药剂费、电费及人工费经计算,尾矿库渗水处理站运行成本=1.08+0.15 + 0.14=1.37元/m3废水;选矿废水处理站运行成本=1.67+0.15+0.14=1.96元/m3废水;平均为1.665元/m3废水。
(6)浸出毒性鉴别结论
根据“始兴县环境保护局《关于韶关石人嶂矿业有限责任公司废水处理站改扩建项目环境影响报告表的审批意见》(始环审[2017]26号)”的相关要求:“废水处理2号系统和改造后的1号系统运行过程中产生的污泥应委托有资质的单位进行浸出毒性鉴别”,韶关石人嶂矿业有限责任公司委托环境保护部华南环境科学研究所承担了石人嶂矿区污水处理系统污泥的浸出毒性危废特性鉴别工作。
环境保护部华南环境科学研究所编制了《韶关石人嶂矿业有限责任公司石人嶂矿区污水处理站污泥浸出毒性危废特性鉴别报告》,报告得出了浸出毒性鉴别结论:“根据采集的13个污泥样品检测结果可知,样品中的铜、锌、镉、铅、总铬、砷的检测值均小于该项目的标准值,样品中铬(六价)及氰化物的检测值均低于检出限。因此,本次所鉴别的污水处理站污泥不具备浸出毒性危废特性”。经鉴别,污泥为一般工业固体废物,可按一般工业固废管理、处置,这样有利于污泥的集中堆存和处置。
2 生物制剂处理技术方案
现场中试完成后,在进行方案设计时,石人嶂公司提出了废水处理站改扩建设计的一些要求:
(1)1号系统进行技术改造尽量利用已有的设备设施,减少投资。
(2)2号系统的位置、高程、平面布置等,要充分利用地形优势,废水必须自流进入流程处理,布局要合理,方便以后操作和管理。
2.1废水治理工艺流程和特点
2.1.1废水处理站工艺流程
废水进入配合反应池,与生物制剂充分混合反应,然后进入水解反应池,石灰乳与生物制剂充分混合水解,再流入絮凝反应池,在助凝剂PAM作用下生成大的絮体,进入平流沉淀池进行固液分离,沉淀池上清液在清水池中经过硫酸中和回调处理后达标外;沉淀池底流泵入污泥浓缩池进一步脱水,浓缩池底泥泵入压滤机生成滤饼,对滤饼进行安全处置。浓缩池上清液和压滤机滤液自流进入沉淀池。当处理后废水仍不达标时,废水经由外排水渠引入应急水池,避免对环境造成污染。应急水池的废水用水泵泵入反应池进行再次处理。
废水处理站1号系统工艺流程图见图2-1,2号系统工艺流程图见图2—2。
图2—1 废水处理站1号系统工艺流程图
2.1.2废水处理站工艺流程说明
1)目前在正常情况下,运行扩建部分处理能力为3000 m3/d(2号系统)的废水处理系统,遇部分设备检修或丰水期等特殊情况时,为保证建设项目外排水达标排放,临时启动运行原有3000 m3/d废水处理系统(1号系统)。
2)选矿废水经石灰中和预处理后,部分回用,其余部分进入2号废水处理系统,尾矿库渗水通过坝下涵洞流入2号废水处理系统,采矿井下废水经管道自流进入生物制剂深度处理2号系统。
3)以上三股废水首先进入配合反应池,与生物制剂充分混合反应,然后进入水解反应池,接着进入絮凝反应池,在助凝剂PAM作用下生成大的絮体。反应后的废水再进入斜管沉淀池进行固液分离,沉淀池上清液在清水池投加硫酸中和回调处理后经外排水渠排入下游河渠。沉淀池污泥经泵泵入污泥浓缩池进行浓缩,浓缩污泥再经污泥泵泵入压滤机脱水,脱水污泥进行安全处理或处置。浓缩池上清液和压滤机滤液自流进入沉淀池。当处理后废水仍不达标时,废水经由外排水渠引入应急水池,避免对环境造成污染。应急水池的废水泵入上游反应池进行二次处理。