1 廢水來源及水質
硫酸車間以混礦（硫鐵礦和硫精砂按一定比例混合）為生產原料，凈化工段采用電除塵封閉酸洗流程，吸收工段采用二轉二吸制酸工藝。該車間排放的廢水主要有稀酸廢水、滾筒冷卻水和循環下水。
稀酸廢水主要來自凈化工段，正常生產時，每天排放稀酸泥兩次，每次15m3，開車初始階段（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。
該車間設有兩套600t/h循環水系統，一套為余壓回水，供發電和凈化工段間冷器冷卻水使用；另一套為無壓回水，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，補充水量較大，故有部分冷卻下水排放。
1.2 磷肥車間
磷肥車間以磷礦石為原料，經破碎、球磨制漿、混合化成、熟化等工序生產磷肥（普鈣），混合化成工序含氟尾氣用兩級吸收室吸收。廢水來自氟硅酸鈉合成工序的合成槽和離心機，為酸性含氟廢水，主要含氟硅酸鈉和鹽酸。
1.3 磷銨車間
磷銨車間含磷酸和磷銨兩個工段。磷酸工段以磷肥車間生產的礦漿和硫酸車間生產的硫酸為原料，經革取、過濾等工序生產磷酸。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，經中和濃縮、造粒干燥等工序生產磷銨。該工段各種設備冷卻水約40m3/h，沒有回收而直接排放；其中以混合冷凝器（用磷酸工段過濾系統大氣冷凝器后的冷卻水來冷凝二效蒸發器產生的氣體）排放的冷凝水為主。正常生產時，這部分廢水的pH、磷酸鹽、氟化物和懸浮物均能達標，但在操作不穩定時，這幾項指標時有超標現象。
1.4 廢水水量、水質
正常生產時，全廠廢水水量、水質見表1。
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車間名稱 |
硫酸車間 |
磷肥車間 |
磷銨車間 | |||
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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) |
|
|
|
3000～6000 |
3000～6000 |
10～70 |
|
PO43-(P)/(mg·L-1) |
|
|
|
|
|
10～150 |
|
As3+/(mg·L-1) |
5～10 |
|
|
|
|
|
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，但直接排放浪費了大量新鮮水，應采取以完善循環冷卻水系統為主的治理措施；后者水量小，但污染程度嚴重，應采取適當的處理措施后，回用于生產或達標排放。
2.1.1 硫酸車間滾筒冷卻水
改造前，循環冷卻水系統的排水在冷卻滾筒后直排。現在滾筒下面設一只集水裝置，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 硫酸車間循環冷卻水
原循環冷卻水系統因冷卻塔填料倒塌等原因，冷卻效果較差。通過更換冷卻塔填料、增加1臺冷卻塔等措施，循環冷卻水量達800m3/h。3套600m3/h循環水分別供應余熱發電、凈化工段間冷器和干吸工段陽極保護管殼式冷卻器使用。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 磷銨車間冷卻水
改造前磷銨車間磷銨熱風機及料漿循環泵冷卻水（約10m3/h）直排；水環真空泵、大氣冷凝器和混合冷凝器的冷卻水順序重復使用，使用情況見圖1。
在進行水量平衡的基礎上，提出磷銨車間水回用方案，工藝流程見圖2。
2.2 酸性廢水及酸性含氟廢水
2.2.1 硫酸車間酸性廢水
由于含砷量較低（As3+≤10mg/L），用一般的石灰法一次處理即可達標[1]。該車間原有一套稀酸廢水處理設施，改造[2]后，廢水能達標排放。
2.2.2 磷肥車間酸性含氟廢水
該車間酸性含氟廢水采用兩級石灰中和沉降工藝。車間生產正常時，廢水經石灰乳一次中和至pH=5－6，固液分離后，上清液回用于磨礦；車間生產不正常、系統水平衡不了時，廢水處理按兩級石灰中和沉降方式運行，廢水可達標排放。
該車間廢水處理裝置在運行過程中，存在石灰用量偏高、化灰機及板框壓濾機處理能力偏小等問題[2]。目前，將廢水與礦粉混合后直接回用于磨礦，經過五個多月的運行，并未影響磨礦系統設備。這樣可降低運行費用，做到廢水封閉循環。
2.2.3 磷銨車間酸性含氟廢水
原計劃將萃取尾氣洗滌水納入磷肥生產車間廢水處理系統一并處理，但其水量超過磨礦工序的需要，故將萃取尾氣洗滌水用作過濾工序盤式過濾機二次洗水。
3 技術經濟分析
全廠廢水處理或回用設施運行費用見表2。從表2可以看出，由于項目的實施節約了大量的水，節約的水費除抵去廢水處理或回用設施運行費用及排污費和農賠金外，每年還節余28.13萬元，經濟效益顯著。
|
名稱 |
硫酸車間 |
磷肥車間 |
磷銨車間 |
小計 |
|
固定資產總值／萬元 |
124.6 |
64.5 |
41.9 |
231.0 |
|
節約新水量／（萬t·a-1） |
28.8 |
1.80 |
32.0 |
62.6 |
|
電費／（萬元·a-1） |
23.85 |
0.72 |
13.32 |
38.89 |
|
藥劑費／（萬元·a-1） |
1.8 |
0 |
0 |
1.8 |
|
其它（折舊費等）／（萬元·a-1） |
14.64 |
7.39 |
5.75 |
27.78 |
|
節約水費／（萬元·a-1） |
28.8 |
1.8 |
32.0 |
62.6 |
|
減少排污費／（萬元·a-1） |
|
|
|
24.0 |
|
減少農賠金／（萬元·a-1） |
|
|
|
10.0 |
|
所節約費用／（萬元·a-1） |
|
|
|
28.13 |
3.2 環境效益
全廠廢水處理或回用設施實施前后水污染物減少量見表3。
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名稱 |
硫酸車間 |
磷肥車間 |
磷銨車間 |
小計 |
|
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 |
