张 茜

（长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南 长沙 410000）

某铅锌矿经过多年的开采与生产产生了大量的尾矿，30多年来共产生尾矿约1 000万t。为了实现选厂尾矿治理及资源综合利用，该选厂建立了600 t／d的尾矿处理生产线，采用了以“焙烧＋磁选＋浸出＋萃取＋沉淀”为核心的生产工艺，实现有价金属的资源回收。尾矿焙烧产生的烟气进入制酸系统产生硫酸，但制酸系统产生的污水含有砷、汞等有害物质。为了避免环境污染，在厂区内新建一座污水处理站，根据不同pH条件下重金属沉淀物溶度积的不同，采用NaOH＋铁盐＋硫化工艺，分步去除制酸污水中的重金属离子。污水处理站的设计规模为96 m3／d，工作制度24 h／d。

1 进、出水水质

1.1 进水水质

制酸工艺系统产生的总污水量为96 m3／d，其中含硫酸0.67%，亚硫酸4.9 g／L，As3＋1.85 g／L0.647 g／L，Hg2＋68.5 mg／L。

1.2 出水水质

本工程要求出水达到广东省《水污染物排放限值》（DB 44／26－2001）［1］第二时段一级标准，各项指标如下：（1）pH值6～9；（2）SS≤70 mg／L；（3）硫化物≤0.5 mg／L；（4）总砷≤0.5 mg／L；（5）总汞≤0.05 mg／L。

2 制酸污水处理方法

针对制酸污水中含砷、汞等有害物质，采用分步沉淀法：NaOH＋铁盐法去除砷，并采用硫化法除汞。

3 处理工艺流程

制酸污水处理工艺流程如图1所示。

图1 工艺流程图

制酸污水进入污水调节池实现均质均量后，提升至反应槽1，投加漂白粉将污水中的As3＋氧化为As5＋，并投入NaOH将污水的pH调至5。出水自流至反应槽2，以Fe／As＝2的比例投加FeCl3溶液，生成砷酸铁沉淀，使As5＋的去除率接近100%，出水自流至竖流沉淀池。

为了进一步降低As5＋浓度，经沉淀后的溢流出水自流至反应槽3，以Fe／As＝5的比例投加FeCl3溶液，可将As5＋的浓度达到0.5 mg／L以下。

反应槽3的出水自流至斜板沉淀池1，沉淀后出水通过管道混合器投加NaOH，将污水pH调至8后自流至反应槽4，投加过量的Na2S以去除污水中的Hg2＋，形成HgS沉淀，出水自流至斜板沉淀池2。经沉淀后的出水自流至反应槽5，投加适量的漂白粉以去除水中过量的Na2S，至此水中的各项指标即可达到广东省《水污染物排放限值》（DB 44／26－2001）第二时段一级标准，出水即可通过水泵提升输送至选厂回用。水质指标对比见表1。

表1 水质指标对比表

制酸污水处理系统竖流沉淀池及斜板沉淀池产生的污泥则排入污泥池，提升至压滤车间压滤机，压滤后的滤饼储存在危废堆场，由危废处理中心定期运走处理。

4 主要建（构）筑物

4.1 污水调节池

1.设计参数：两套制酸工艺产生的污水自流至污水调节池实现均质均量，设计流量Q＝4 m3／h，污水停留时间6 h。

2.构筑物：污水调节池一座，外形尺寸为L×B×H＝4.0 m×3.0 m×2.3 m，有效水深2.0 m，有效容积24 m3。

3.配套设施：污水提升泵，40FUH－50型工程塑料卧式泵2台，1用1备，性能参数为Q＝4 m3／h，H＝13 m，P＝3 kW。

4.2 反应槽1

污水调节池中的制酸污水提升至反应槽1，投加浓度为10%的漂白粉溶液将污水中的As3＋氧化为As5＋，并投入浓度为10%的NaOH将污水的pH调至5，反应方程式如下：

1.设计参数：设计流量Q＝4 m3／h，反应时间0.5 h。

2.配套设施：玻璃钢反应槽尺寸为L×B×H＝0.8 m×1.5m×2.4m，池底高于地面4.7m，P＝1.1 kW。

4.3 反应槽2

反应槽1的出水自流至反应槽2，投加浓度为10%的FeCl3溶液，反应生成砷酸铁沉淀，反应方程式如下：

1.设计参数：设计流量Q＝4 m3／h，反应时间0.5 h。

2.配套设施：玻璃钢反应槽尺寸为L×B×H＝0.8 m×1.5 m×2.4 m，池底高于地面4.5 m，P＝1.1 kW。

4.4 竖流沉淀池

反应槽2中污水反应产生砷酸铁，在竖流沉淀池中沉淀，上清液自流至反应槽3，污泥自流至污泥池。

1.设计参数：设计流量Q＝4 m3／h，表面负荷1.78 m3／m2·h，沉淀时间1.5 h。

2.配套设施：竖流沉淀池1座，尺寸为L×B×H＝1.5 m×1.5 m×5.15 m，池底高于地面1.5 m。

4.5 反应槽3

竖流沉淀池出水自流至反应槽3，投加浓度为10%的FeCl3溶液，进一步反应生成砷酸铁沉淀。

1.设计参数：设计流量Q＝4 m3／h，反应时间0.5 h。

2.配套设施：玻璃钢反应槽尺寸为L×B×H＝0.8 m×1.5 m×2.4 m，池底高于地面3.3 m，P＝1.1 kW。

4.6 斜板沉淀池1

反应槽3中反应生成的砷酸铁，在斜板沉淀池1中沉淀，上清液自流至反应槽4，污泥自流至污泥池。

1.设计参数：设计流量Q＝4 m3／h，表面负荷0.9 m3／m2·h，沉淀时间1.5 h。

2.配套设施：斜板沉淀池1座，尺寸为L×B×H＝1.5 m×3 m×3 m，池底高于地面2.5 m。

4.7 反应槽4

斜板沉淀池1出水通过管道混合器投加NaOH，将污水pH调至8后自流至反应槽4，投加浓度为10%的Na2S溶液，反应生成硫化汞沉淀，反应方程式如下：

1.设计参数：设计流量Q＝4 m3／h，反应时间0.5 h。

2.配套设施：玻璃钢反应槽尺寸为L×B×H＝0.8 m×1.5 m×2.4 m，池底高于地面2.8 m，P＝1.1 kW。

4.8 斜板沉淀池2

反应槽4中反应生成的硫化汞，在斜板沉淀池2中沉淀，上清液自流至反应槽5，污泥自流至污泥池。

1.设计参数：设计流量Q＝4 m3／h，表面负荷0.9 m3／m2·h，沉淀时间1.5 h。

2.配套设施：斜板沉淀池1座，尺寸为L×B×H＝1.5 m×3 m×3 m，池底高于地面2 m。

4.9 反应槽5

斜板沉淀池2出水自流至反应槽5，投加浓度为10%的漂白粉溶液，以去除水中过量的Na2S，出水可达到广东省《水污染物排放限值》（DB 44／26－2001）第二时段一级标准，可回用于选矿工艺生产中。

1.设计参数：设计流量Q＝4 m3／h，反应时间0.5 h。

2.配套设施：玻璃钢反应槽尺寸为L×B×H＝0.8 m×1.5 m×2.4 m，池底高于地面2.3 m，P＝1.1 kW。

4.10 回水池

反应槽5的出水自流至回水池中，通过水泵加压至选厂工艺回用。

1.设计参数：设计流量Q＝4 m3／h，水力停留时间3 h。

2.构筑物：污水调节池一座，外形尺寸为L×B×H＝2.5 m×3.0 m×2 m，有效水深1.8 m，有效容积12.7 m3。

3.配套设施：回水加压泵，40FUH－50型工程塑料卧式泵2台，1用1备，性能参数为Q＝4 m3／h，H＝13 m，P＝3 kW。

4.11 污泥池

竖流沉淀池、斜板沉淀池产生的污泥自流至污泥池后，提升至压滤机进行压滤，滤渣进入危废堆场，滤液自流至污水调节池。

1.构筑物：污水调节池一座，外形尺寸为L×B×H＝2.5 m×3.0 m×1.5 m，有效液位1.3 m，有效容积11.2 m3。

2.配套设施：污泥提升泵，65FLU－70型工程塑料压滤泵2台，1用1备，性能参数为Q＝25 m3／h，H＝50 m，P＝15 kW。压滤机，XMZ20／800压滤机，面积20 m2，P＝4 kW。

5 废渣处理

制酸污水通过上述污水处理压滤后会产生一定量的砷酸铁、硫化汞、石膏渣，及少量硫化钙混合渣，储存在危废堆场，由危废处理中心定期运走处理。

6 结 论

1.该工程采用分步沉淀法去除制酸污水中的含砷、汞等有害物质，削减有害物质排放量，使砷的排放量减少6.4 t／a，汞的排放量减少2 400 t／a。

2.该工程污水处理工艺后的水质达到广东省《水污染物排放限值》（DB 44／26－2001）第二时段一级标准，可以全部回用至选矿工艺生产使用，实现了废水零排放，提高厂区回水利用率，具有良好的环境效益。