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蘭粉污水處理

文檔作者：李懷志文檔來(lái)源：西北礦冶研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月22日
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第33卷第5期
2011年1O月
甘肅冶金
GANSU METALLURGY
V01．33 No．5
Oct．，2011
文章編號(hào)：1672-4461(201 1)05-0099-03
蘭粉污水處理
李懷志
(西北礦冶研究院，甘肅白銀730900)
摘要：提高鉛鋅金屬ISP冶煉工藝產(chǎn)生的蘭粉污水的處理效果，對(duì)于保障鉛鋅冶煉企業(yè)正常生產(chǎn)的連續(xù)性，提高
生產(chǎn)作業(yè)率以及提高鉛鋅冶煉企業(yè)水循環(huán)利用率，節(jié)能減排，提高金屬回收率，從而提高鉛鋅冶煉企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，
保護(hù)環(huán)境都具有非常重要的意義。本文通過對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐中蘭粉污水處理過程中經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，概括出蘭粉污水處理
的一套方法，以期和同行共同探討學(xué)習(xí)，做好蘭粉污水處理工作。
關(guān)鍵詞：蘭粉污水處理；濃密機(jī)；表面負(fù)荷；底流處理
中圖分類號(hào)：X757 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
On Blue Powder Sewage Treatment
LI Huai．zhi
(No~hwest Research Institute of Mining＆ Metalurgy，Baiyin 730900，China)
Abstract：Improving sewage treatment of blue】powder in ISP smelting process for lead and zinc enterprises is of significance
to safeguard the continuity of lead and zinc smelting operation，increase the rate of production and to improve the water eirculating
utilization，energy conservation an d emission reduction，improve metal recovery，thereby enhance the economic efficieney
of lead an d zinc smehing enterprises，and protect the environment．This article，through summary of experience in
the practice of blue powder sewage treatment process，summarizes a set of methods for blue powder treatment．
Key W ords：blue powder sewage treatment；thickener；surface load；undertlow processing
1 引言
在鉛鋅有色金屬密閉鼓風(fēng)爐火法冶煉工藝(簡(jiǎn)
稱ISP工藝)的熔煉收塵洗滌系統(tǒng)中產(chǎn)生的污水，行
業(yè)上習(xí)慣稱之為蘭粉污水。蘭粉就是含有大量鉛鋅
氧化物的粉塵，一般含鉛約35％左右，含鋅約25％
左右，由于蘭粉污泥在風(fēng)干或半風(fēng)干后略顯一種特
殊的淺藍(lán)色，故習(xí)慣上稱之為蘭粉，而含有蘭粉的污
水稱為蘭粉污水。
2 蘭粉污水的產(chǎn)生過程
蘭粉污水是密閉鼓風(fēng)爐火法冶煉鉛鋅工藝過程
產(chǎn)生的。我們知道密閉鼓風(fēng)爐冶煉鉛鋅工藝的生產(chǎn)
過程，就是將大量經(jīng)過燒結(jié)脫硫工序生產(chǎn)的高溫鉛
鋅礦燒結(jié)塊和提前預(yù)熱燃燒的焦炭按一定比例混合
加人密閉鼓風(fēng)爐進(jìn)行氧化還原反應(yīng)以提煉金屬鉛鋅
的過程。為了使鼓風(fēng)爐內(nèi)爐料充分燃燒，保持鼓風(fēng)
爐內(nèi)溫度，保證生產(chǎn)的正常連續(xù)進(jìn)行和加速還原反
應(yīng)的進(jìn)程，我們給鼓風(fēng)爐鼓人由熱風(fēng)爐工序加熱產(chǎn)
生的900 oC左右高溫高壓空氣，從而達(dá)到保持爐溫，
熔化和還原金屬目的。與此同時(shí)，鼓風(fēng)爐內(nèi)產(chǎn)生大
量的煙氣隨著煙道排出。這些煙氣中含有大量的
CO氣體和鉛鋅氧化物粉塵，排人空氣會(huì)污染環(huán)境，
同時(shí)浪費(fèi)能源和鉛鋅資源。于是我們讓這些煙氣依
次通過洗滌塔、洗滌機(jī)和喘球塔進(jìn)行收塵洗滌，洗滌
塔、洗滌機(jī)和喘球塔內(nèi)布有大量噴頭噴水，煙氣中的
大量粉塵通過和噴頭噴出水滴的充分接觸被洗滌下
來(lái)，隨水排出。而洗凈的煙氣我們稱之為貧煤氣，成
為熱風(fēng)爐加熱壓縮空氣的燃料，從而達(dá)到能源的循
環(huán)利用。而排出的污水便是我們下一步將要處理的
蘭粉污水。
3 蘭粉污水處理的目的
蘭粉污水處理的目的有兩個(gè)：
(1)回收污水中的有價(jià)金屬。
(2)將污水處理到能夠循環(huán)使用的程度從而重復(fù)
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Ⅶ1J
100 甘肅冶金 第33卷
利用，達(dá)到節(jié)約新水，減少水資源浪費(fèi)和保護(hù)自然水
體環(huán)境免受重金屬污染的目的。
這兩點(diǎn)都能為企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)
保護(hù)環(huán)境，帶來(lái)巨大的社會(huì)效益。
我們拿一個(gè)年產(chǎn)lO萬(wàn)t鉛鋅生產(chǎn)能力的企業(yè)
來(lái)做例子來(lái)看看它到底能給企業(yè)帶來(lái)多大的效益。
一個(gè)年產(chǎn)lO萬(wàn)t鉛鋅生產(chǎn)能力的企業(yè)，蘭粉污
水的循環(huán)量大約為850 In ／h，加上其它收塵系統(tǒng)
(如燒結(jié)文丘里收塵等)產(chǎn)生的蘭粉污水，循環(huán)量大
約在1 000一l 100 m ／h。一般情況下，蘭粉污水的
含固量SS大約在1．5 g／L左右，根據(jù)我們前面提到
蘭粉的鉛鋅金屬含量，我們可以算出鼓風(fēng)爐生產(chǎn)一
天產(chǎn)生的蘭粉所含的金屬量如下：
蘭粉量M=1 050 nl ／h×24 h／d×1．5 g／L=37
800 kg／d
鉛含量Ml=37 800 kg／d×35％ =13 230 kg／d
鋅含量M2=37 800 kg／d×25％ =9 450 kg／d
回收金屬效益1 3230 kg／d×12 kg+9 450
kg／d×14 Yr／kg=291 060 G ／d
每天處理減排水量Q=1 050 In ／h×24 h／d=
25 2oo m。／d
節(jié)約資金25 200 121 ／d×2．7 Yr．／In =68 040
Yr／d
兩項(xiàng)合計(jì)節(jié)約資金：291 060+68 040=359 100
G ／d
由此可見，處理蘭粉污水為企業(yè)創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效
益是多么可觀。
4 蘭粉污水處理工藝
一般對(duì)于蘭粉污水處理，由于蘭粉自身密度大、
沉降速度快的特點(diǎn)，采用濃密機(jī)一級(jí)沉淀、濃密機(jī)二
級(jí)沉淀或濃密機(jī)加絮凝劑一級(jí)沉淀處理三種方式，
都可以使污水處理出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，達(dá)到污水循環(huán)使
用的要求。對(duì)于蘭粉污水，只要經(jīng)過處理后其出水
的含固量SS≤100 mg／L，就能基本滿足生產(chǎn)循環(huán)使
用的要求，其他指標(biāo)不做具體要求。多數(shù)設(shè)計(jì)單位
給出的指標(biāo)為：出水含固量SS≤50 mg／L。一般濃
密機(jī)一級(jí)沉淀處理方式，其出水水質(zhì)基本能保證ss
≤100 mg／L，只有在生產(chǎn)波動(dòng)情況下，才會(huì)出現(xiàn)sS
≥100 mc／L的水質(zhì)不達(dá)標(biāo)情況。二級(jí)沉淀或加藥
劑一級(jí)沉淀處理方式，水質(zhì)基本能保證ss≤5O
mc／L的要求。
對(duì)于蘭粉污水的處理，主要有以下幾個(gè)步驟。
4．1 蘭粉污水的收集
經(jīng)過洗滌塔、洗滌機(jī)和喘球塔進(jìn)行收塵后的污
水通過管道排入水封槽中，再溢流到水泵吸水槽中，
用污水泵輸送至濃密機(jī)。
水封槽中保持一定水位，將洗滌設(shè)備排水管道
出口封在水中，以防止煤氣泄漏發(fā)生事故。一般水
封高度0．8～1．0 1TI左右，或根據(jù)煙道煙氣壓力計(jì)算
值再加0．4 rl左右安全高度求得。
蘭粉有一個(gè)顯著的特點(diǎn)，就是密度大，顆粒直徑
大，沉降速度快。一般粒徑0．05—0．2 tom顆粒占
總量85％ 一90％ ，其中又有占總量l％ 一2％蘭粉顆
粒，粒徑在0．5—3 nl／n，沉淀速度特別快，沉淀物壓
實(shí)度非常高，有時(shí)甚至堵塞或於塞水泵、管道或處理
構(gòu)筑物。所以，要在水封槽和水泵吸水槽上加攪拌
機(jī)進(jìn)行攪拌，防止其在水封槽和水泵吸水槽沉淀發(fā)
生於塞。攪拌機(jī)選擇立式寬漿攪拌機(jī)，每隔2 m配
置1臺(tái)，轉(zhuǎn)速60 rpm，電機(jī)必須是防護(hù)等級(jí)IP54以
上電機(jī)，以防止高溫污水產(chǎn)生的水蒸氣損壞電機(jī)，高
原地方還要考慮選擇高原防電暈電機(jī)。
水泵一般選擇耐磨耐腐砂漿污水泵，一般一開
一備配置，電機(jī)配置要求同攪拌機(jī)配置要求，寒冷地
方要考慮水泵防凍。水泵吸水槽體積要滿足水泵5
— 10 rain吸水量，同時(shí)配好溢流管道，放空管道以及
泵房的排水水泵。
蘭粉污水在進(jìn)濃密機(jī)前，可設(shè)置一快速沉降斗，
沉降蘭粉污水中O．5—3 mm的大顆粒，以減小濃密
機(jī)排泥管道堵塞幾率。沉降斗下部為錐形，上部為
圓筒形，鋼制密封，直徑約2．0 ITI，高度約5．0 in，配
置檢修孑L等。污水低進(jìn)高出，沉降斗底部設(shè)定時(shí)排
污口，每班定排1—2次，冬季在錐段和閥門處做保
溫防凍。
4．2 濃密機(jī)選擇
濃密機(jī)選擇主要受兩個(gè)參數(shù)影響，一個(gè)是濃密
機(jī)的表面負(fù)荷，一個(gè)是污水總停留時(shí)間。
蘭粉污水處理出水水質(zhì)越好，熔煉洗滌系統(tǒng)的
管線和噴頭產(chǎn)生堵塞的幾率就越小，噴頭布水效果
就越好，收塵洗滌效果就越好，尤其對(duì)于熔煉洗滌收
塵的第一道工序洗滌塔洗滌工序，供水水質(zhì)越好，它
的噴頭噴水就越均勻，收塵洗滌效果就越好，通過它
的煙氣含塵量就大幅降低，可大大減輕后續(xù)的洗滌
機(jī)的負(fù)荷，從而延長(zhǎng)洗滌機(jī)的使用壽命，對(duì)于提高冶
煉生產(chǎn)作業(yè)率，減少維修次數(shù)，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，
提高企業(yè)效益都有極大的好處。但要降低污水處理
出水含固量，提高污水處理出水水質(zhì)，就要增加蘭粉
污水在濃密機(jī)中的停留時(shí)間，減小濃密機(jī)表面負(fù)荷，
就需要直徑更大的濃密機(jī)，那么建造大直徑濃密機(jī)
水池的土建費(fèi)用和購(gòu)置大直徑濃密機(jī)刮泥設(shè)備、大
流量底流泵的設(shè)備費(fèi)用會(huì)成幾何倍數(shù)增加，日常運(yùn)
轉(zhuǎn)費(fèi)用也會(huì)成倍增加；如果是改造項(xiàng)目，采用加絮凝
綴
第5期 李懷志：蘭粉污水處理 1Ol
劑產(chǎn)生絮體從而提高沉降速度的辦法來(lái)減少出水含
固量從而提高污水出水水質(zhì)的方法，也會(huì)使處理成
本成倍增加，這種方法采用的企業(yè)也比較少。曾經(jīng)
有設(shè)計(jì)單位嘗試采用斜管沉降的辦法，但由于蘭粉
自身密度大，堆積密實(shí)，不易流動(dòng)的特點(diǎn)，大量蘭粉
污泥堆積在斜管內(nèi)，造成斜管堵塞，最終失敗。
根據(jù)近年研究測(cè)定的經(jīng)驗(yàn)值，處理蘭粉污水濃
密機(jī)比較理想和經(jīng)濟(jì)的表面負(fù)荷為2．5 m ／m h左
右。拿前面年lO萬(wàn)t鉛鋅生產(chǎn)能力企業(yè)為例，蘭粉
污水量1 050 m ／h，則濃密機(jī)的沉降面積S=1050／
2．5=420 m ，即濃密機(jī)的半徑R=11．57 m，除去濃
密池中心柱和周邊出水渠面積，濃密機(jī)沉淀池直徑
應(yīng)為D：24 m。而同時(shí)我們知道，隨著我國(guó)污水處
理技術(shù)的進(jìn)步，每個(gè)類型的污水處理設(shè)備已經(jīng)成定
型產(chǎn)品，所以選定了池徑，也就意味著選定了池深，
即池容也就選定，那么污水停留時(shí)間也就選定了。
24 m濃密機(jī)的平均池深3．5 m ，那么污水總停留時(shí)
間為T=420×3．5／1050=1．4 h，也滿足設(shè)計(jì)要求。
選定濃密機(jī)直徑，再根據(jù)直徑選擇相應(yīng)的定型刮泥
設(shè)備，則完成了濃密機(jī)的選型。
我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)際測(cè)定，以這樣的表面負(fù)
荷選定的濃密機(jī)，其出水含固量ss≤100 mg／L左
右，基本上滿足生產(chǎn)上循環(huán)使用的需要。但在生產(chǎn)
發(fā)生波動(dòng)時(shí)，有時(shí)出水水質(zhì)會(huì)惡化，因此，有的企業(yè)
為了保證濃密機(jī)出水水質(zhì)采取兩級(jí)沉淀處理方式或
一級(jí)加藥劑處理方式。兩級(jí)沉淀一般情況下第二級(jí)
濃密機(jī)的底流返回一級(jí)濃密機(jī)中處理。藥劑常選用
聚丙烯酰胺或聚和三氯化鐵，用量根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)測(cè)
定確定。但兩種方式運(yùn)行費(fèi)用較高。
經(jīng)過濃密機(jī)處理后上清液，還要經(jīng)過冷卻塔冷
卻，然后才能送回系統(tǒng)循環(huán)使用。
4．3 底流泵的選擇
濃密機(jī)底流泵一般選擇耐磨耐腐泥漿泵，一開
一備設(shè)置。水泵流量按底流濃度來(lái)確定，一般設(shè)計(jì)
底流濃度為120—160 g／L，設(shè)計(jì)中取140 g／L，同時(shí)
取1．2—1．5左右的變化系數(shù)。拿前面企業(yè)的運(yùn)行
數(shù)值為例：循環(huán)水量1 050 m ／h，蘭粉污水的含固量
SS=1．5 g／L，則水泵流量考慮變化系數(shù)Q=1．5 X
(1 050 m。／h×1．5 g／L)／140 g／L=16．875 m。／h。
水泵揚(yáng)程按實(shí)際需要靜揚(yáng)程加所有水力損失再加出
水水頭構(gòu)成，但由于濃密機(jī)底流含固量較高，密度較
大，選擇水泵時(shí)必須根據(jù)底流實(shí)際密度選擇配置比
清水狀況下更大功率的電機(jī)，水泵廠家會(huì)在說明手
冊(cè)中做具體說明或標(biāo)注。
濃密機(jī)底部的底流管可以直接和水泵的吸水口
相接；也可以在中間設(shè)置水泵吸水箱，底流管設(shè)兩道
旋塞閥(或管夾閥)控制底流，并且設(shè)置反沖洗水管
路，防止底流管堵塞。
4．4 底流污泥的處理
根據(jù)鉛鋅火法冶煉的自身特點(diǎn)，一般將濃密機(jī)
蘭粉底流污泥加入燒結(jié)工序的冷卻圓筒流程中，流
程中使用不完的底流則溢流輸送到小型澄清池儲(chǔ)
存，再用高揚(yáng)程泥漿泵將澄清池底流送壓濾機(jī)處理，
濾餅送礦倉(cāng)回收，濾液和澄清池上清液用水泵送回
濃密機(jī)處理。壓濾機(jī)一般采用板框壓濾機(jī)。
5 意外狀態(tài)的處理
在冶煉生產(chǎn)過程中總會(huì)遇到工藝條件變化，生
產(chǎn)調(diào)整滯后，生產(chǎn)不正常狀態(tài)，這時(shí)，蘭粉污水的含
固量會(huì)成幾倍增長(zhǎng)，或者遇到冷卻圓筒流程不能及
時(shí)加入蘭粉等原因，都會(huì)使?jié)饷軝C(jī)內(nèi)蘭粉底流的大
量積壓，造成濃密機(jī)壓耙，濃密機(jī)不能運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，
要考慮在意外狀態(tài)下蘭粉底流的開路問題?，F(xiàn)階段
一般都采用在濃密機(jī)周圍建沉淀池的做法，將部分
底流排人沉淀池，等到蘭粉底流自然風(fēng)干后采用裝
載機(jī)外運(yùn)到礦倉(cāng)，從而保證系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。沉淀
池現(xiàn)狀應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地條件決定；容量為底流泵36
h流量，一般設(shè)計(jì)兩格，一用一備。做法也比較簡(jiǎn)
單，地基處理完成后四周用混凝土現(xiàn)澆1．5 m左右
高度圍墻，留好運(yùn)輸車輛進(jìn)出通道，并且在通道處設(shè)
計(jì)鋼結(jié)構(gòu)插板，插板上打孔排水，鋪上濾布，防止礦
漿外流造成金屬損失。
6 結(jié)語(yǔ)
對(duì)于蘭粉污水處理工程的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵是要確定
好濃密機(jī)的表面負(fù)荷和濃密機(jī)底流外排濃度，以保
證濃密機(jī)出水水質(zhì)，從而保證整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。
同時(shí)，要注意設(shè)計(jì)中細(xì)節(jié)的把握，例如整個(gè)系統(tǒng)前后
銜接，意外情況的全面考慮等，使得整個(gè)工程在投人
運(yùn)行后不管遇到任何情況都能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 哈爾濱建筑工程學(xué)院．排水工程[M]．北京：中國(guó)建筑
工業(yè)出版社．
[2] 同濟(jì)大學(xué)．給水工程[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版
社．
[3] 金鐘集，石明．現(xiàn)代尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)與管理維護(hù)技術(shù)
及尾礦資源綜合利用實(shí)用手冊(cè)[M]．北京：北京礦業(yè)大學(xué)出
版社．
收稿日期：2011-04-07
作者簡(jiǎn)介：李懷志(1971-)，男，1996年畢業(yè)于西北建筑工程學(xué)院
(現(xiàn)長(zhǎng)安大學(xué))環(huán)境工程系給水排水專業(yè)，大學(xué)學(xué)歷，給水排水工程
師。從事設(shè)計(jì)工作。
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