淺談綠色礦山建設(shè)中廢水處理(07、122)

淺談綠色礦山建設(shè)中

廢水處理中核浙江衢州鈾業(yè)公司周友生綠色礦山建設(shè)是在鈾礦冶開展的關(guān)鍵時(shí)期，為滿足鈾礦山更好更快更平安環(huán)保開展提出的一項(xiàng)重要舉措，是實(shí)現(xiàn)科學(xué)開展觀，建設(shè)和諧社會(huì)和環(huán)境友好型企業(yè)的具體表達(dá)，它不僅具有戰(zhàn)略意義，而且更具有現(xiàn)實(shí)意義。綠色礦山建設(shè)是個(gè)系統(tǒng)工程，通過實(shí)施這項(xiàng)工程就是要練“內(nèi)功〞，解決面臨的問題，夯實(shí)企業(yè)開展的根底。綠色礦山的主要內(nèi)涵：強(qiáng)化和完善廢水處理，完全實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放；強(qiáng)化廢渣管理措施，定點(diǎn)堆放，縮小污染面；廢舊金屬全部送到鈾礦冶放射性污染金屬熔煉中心處理；礦山井下的粉塵、氡及氡子體的監(jiān)測(cè)工作進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)，合格率到達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以上；礦〔廠〕區(qū)做到整潔、綠化，塑造鈾礦冶企業(yè)新形象。中核浙江衢州鈾業(yè)有限責(zé)任公司〔以下稱衢州鈾業(yè)公司〕作為鈾礦冶企業(yè)綠色礦山建設(shè)的試點(diǎn)單位，按照綠色礦山建設(shè)的要求全面展開了綠色礦山建設(shè)，廢水的治理是當(dāng)時(shí)衢州鈾業(yè)公司面臨的最緊迫、最需解決的環(huán)境影響壓力，通過開展針對(duì)廢水的環(huán)境整治專項(xiàng)治理，使衢州鈾業(yè)公司環(huán)境保護(hù)面貌有較大改變，開展廢水治理帶動(dòng)綠色礦山建設(shè)是衢州鈾業(yè)公司化解環(huán)保矛盾轉(zhuǎn)變企業(yè)形象的當(dāng)務(wù)之急。一、開展綠色礦山建設(shè)是衢州鈾業(yè)公司面臨環(huán)保壓力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)開展的必然要求。衢州鈾業(yè)公司位于浙江省衢州市大洲鎮(zhèn)內(nèi)，由南北兩個(gè)礦區(qū)及一個(gè)礦石轉(zhuǎn)運(yùn)站組成，含大茶園、雷公殿、白西坑、白鶴巖、大橋塢五個(gè)礦井。衢州鈾業(yè)公司原為純采礦礦山，始建于1965年，1967年正式投產(chǎn)，1997年通過全堆浸技改，衢州鈾業(yè)公司也由單一的采礦企業(yè)轉(zhuǎn)變成鈾礦采冶聯(lián)合企業(yè)。雖然建礦之初，衢州鈾業(yè)公司就建立并完善了礦坑水處理系統(tǒng)、礦井通風(fēng)系統(tǒng)等，全堆浸技術(shù)改造后，又逐步建立尾渣壩、工藝廢水處理系統(tǒng)等環(huán)境保護(hù)設(shè)施。隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們生活水平的提高，衢州鈾業(yè)公司環(huán)保問題日顯突出，特別是生產(chǎn)工藝中排出的廢水反映強(qiáng)烈，與周邊村民的矛盾越來越深，時(shí)常引發(fā)環(huán)保糾紛，對(duì)企業(yè)的穩(wěn)定開展產(chǎn)生了很大的不利影響。由于衢州鈾業(yè)公司當(dāng)前最主要的環(huán)境影響問題是生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水對(duì)礦區(qū)周圍水體的環(huán)境影響，因此對(duì)廢水的治理是抓住了環(huán)境影響的主要矛盾，通過廢水的治理解決環(huán)境影響突出問題，通過廢水治理實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)工作從末端治理變?yōu)樵搭^預(yù)防。為改善環(huán)境質(zhì)量，化解社會(huì)矛盾，保障公眾健康，促進(jìn)企業(yè)開展，在衢州鈾業(yè)公司試點(diǎn)開展廢水治理進(jìn)行綠色礦山建設(shè)十分必要，通過廢水治理最大限度提高廢水回用率，降低處理本錢，回收尾液中的鈾金屬，充分利用不可再生資源，環(huán)境污染趨勢(shì)得到有效遏制，緩和社會(huì)矛盾，促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)開展。二、衢州鈾業(yè)公司開展廢水治理、啟動(dòng)綠色礦山建設(shè)前廢水處理運(yùn)行狀況和存在問題。廢水主要來源：礦井礦坑水、堆浸工藝廢水、尾渣堆放堆產(chǎn)生的滲出水。1、礦坑水處理運(yùn)行狀況和存在問題：礦坑水來自衢州鈾業(yè)公司大茶園礦井，流量為200—300m3/d，井下礦坑水用泵打到地表高位貯池，再自流進(jìn)入吸附塔吸附回收鈾，吸附塔為篩板式流化床，內(nèi)裝強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂，兩塔并聯(lián)操作，單塔規(guī)格為Φ1600×6000mm。礦坑水從塔底進(jìn)、塔頂出，逆流操作。由塔頂流出的即是除鈾后的吸附尾液，直接外排。負(fù)載樹脂從塔底排出，用空氣提升轉(zhuǎn)移到淋洗塔，以酸性氯化鈉溶液淋洗，淋洗合格液送到水冶廠沉淀鈾，解吸樹脂返回吸附塔。原礦坑水處理流程見圖1。吸附沉降淋洗合格液清液排放淋洗劑樹脂返回

圖1：原礦坑水處理流程礦坑水礦坑水處理運(yùn)行中存在以下問題：⑴礦坑水中鈾經(jīng)離子交換后的吸附回收效果不穩(wěn)定，造成有時(shí)外排吸附尾液中鈾濃度偏高。主要原因是，吸附設(shè)備為20世紀(jì)70年代研制的篩板式流化床，該類塔內(nèi)樹脂容易返混，影響吸附梯度。要求操作與控制精細(xì)，否那么難以掌握負(fù)載樹脂的排放周期，運(yùn)行穩(wěn)定性差。⑵沒有設(shè)置除鐳設(shè)施。當(dāng)?shù)V坑水中鐳濃度高時(shí)造成外排水不能到達(dá)環(huán)保要求。〔3〕沒有除錳設(shè)施。造成外排水非放指標(biāo)不合格。2、工藝廢水處理運(yùn)行狀況和存在問題：工藝廢水主要來自浸出液經(jīng)離子交換吸附鈾后的吸附尾液，約占吸附尾液量的15%—20%〔含氯根較高的局部〕，工藝廢水流量約為60-80m3/d，處理工藝流程是：廢水貯池中廢水用泵送到1個(gè)Φ600×600攪拌槽，加氯化鋇溶液除鐳，再流到2個(gè)Φ1500×1500中和攪拌槽，加石灰乳中和到PH值后排入沉降池，清液以滲濾的方式排入環(huán)境水體，沉渣那么沉積在池中，定期清理，將漿體沉渣運(yùn)到沉渣處置場(chǎng)填埋。原工藝廢水處理流程見圖2。中和沉淀沉淀除鐳沉降濃密石灰乳配制過濾BaCl2溶液廢水石灰水清液排放

濾渣處置場(chǎng)

圖2：原工藝廢水處理流程工藝廢水處理運(yùn)行存在問題：⑴工藝和設(shè)備配置不合理，廢水處理效果不能到達(dá)最正確水平。廢水處理設(shè)施與水冶廠鈾吸附和產(chǎn)品工序在一起，造成交叉污染；最終處置的沉渣仍有流動(dòng)性；沒有設(shè)置沉渣循環(huán)，不利于沉渣過濾。⑵當(dāng)時(shí)的中和反響時(shí)間偏短，少數(shù)元素的沉淀反響不完全；中和反響pH值控制在，偏低，中和后的溶液發(fā)生水解就容易出現(xiàn)酸化返溶的現(xiàn)象。因此，造成廢水處理效果不穩(wěn)定，外排水有待提高穩(wěn)定處理效果。⑶當(dāng)時(shí)所采取的處理水滲濾外排的方式不合理，不利于監(jiān)測(cè)。⑷沒有設(shè)置槽式排放。⑸控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不完善。3、尾渣庫(kù)滲出水處理和存在問題。衢州鈾業(yè)公司礦石全部進(jìn)行地表堆浸，浸出尾渣堆存于尾渣庫(kù)。尾渣庫(kù)設(shè)置在堆場(chǎng)工業(yè)場(chǎng)地的下方山溝中，尾渣壩采用透水堆石壩，壩高15m。尾渣庫(kù)滲出水除用于堆浸生產(chǎn)配制噴淋液，剩余局部進(jìn)入工藝廢水處理系統(tǒng)。滲出水首先通過自流或泵打入尾渣壩下的集水池，再由集水池通過泵打入堆浸噴淋生產(chǎn)配液池。尾渣庫(kù)設(shè)置有與之配套的防洪溝、滲出水收集池和滲出水泵房等附屬設(shè)施。存在問題：⑴尾渣庫(kù)滲出水收集池下游仍有少量滲出水，鈾濃度和酸度超標(biāo)。⑵枯水期尾渣庫(kù)滲出水全部返回堆浸工序，但雨季滲出水量較大，堆浸工序無法全部接納。三、衢州鈾業(yè)公司開展廢水治理、綠色礦山建設(shè)后廢水處理運(yùn)行狀況。1、開展廢水治理后礦坑水處理運(yùn)行狀況：通過開展礦坑水治理實(shí)現(xiàn)了礦坑水處理采用“離子交換回收鈾——氯化鋇除鐳——除錳——外排〞的工藝流程：來自井下的礦坑水經(jīng)過沉砂池和貯池后，用泵送到離子交換設(shè)備吸附回收鈾。吸附設(shè)備為密閉式高流速固定床，3塔串聯(lián)吸附，溶液從塔頂進(jìn)，塔底出。吸附尾液加氯化鋇溶液除鐳，再用壓濾機(jī)過濾，濾液經(jīng)檢驗(yàn)合格后排放，否那么返回礦坑水貯池，重新處理。負(fù)載樹脂用酸性氯化鈉溶液淋洗〔兩塔串聯(lián)淋洗〕，淋洗液合并到水冶廠淋洗合格液再去沉淀產(chǎn)品。工藝流程見圖3、圖4：吸附過濾

沉淀鐳氯化鋇配制檢驗(yàn)貯存

淋洗氯化鋇，水礦坑水淋洗劑配制氯化鈉返回沉淀母液淋洗液去水冶廠樹脂外排不合格返回圖3：礦坑水處理流程圖

臭氧↓礦井水〔沉淀鐳后〕→水箱→暴氣→過濾→出水圖4：除錳工藝流程圖形成的礦坑水處理系統(tǒng)主要設(shè)備設(shè)施配制如下：〔1〕礦坑水貯池在原有礦坑水貯池的根底上，新增200m3貯池1個(gè)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，形成了600m3/d礦坑水貯存能力。⑵進(jìn)液泵及泵房：吸附塔進(jìn)液泵到達(dá)流量40m3/h，揚(yáng)程40m的能力；泵房利用原有廠房改造，能容納2臺(tái)泵〔1臺(tái)工作，1臺(tái)備用〕、電磁流量計(jì)等。⑶吸附塔：吸附塔選用核工業(yè)北京化工冶金研究院最新研制的專利設(shè)備—高流速密實(shí)固定床離子交換設(shè)備，該設(shè)備可在吸附流速40m/h以下穩(wěn)定操作，吸附塔設(shè)計(jì)時(shí)考慮處理量留有較大余地，按800m3/d計(jì)，吸附塔直徑為，每塔樹脂床高度3m，形成了3塔串聯(lián)吸附。⑷淋洗劑配制槽和中間貯槽：形成了2塔串聯(lián)淋洗，中間貯槽主要用于貯存再生樹脂塔中排出的淋洗劑和洗水等，設(shè)置中間貯槽2臺(tái)，⑸氯化鈉溶解槽：配置了Φ1200×1200鋼制攪拌槽1個(gè)。⑹淋洗合格液貯槽：配制了容積6m3的貯槽，已作防腐處理。⑺除鐳反響槽：設(shè)置1臺(tái)Φ1600×1600的鋼制攪拌槽作為除鐳反響設(shè)備，有效容積為，可以滿足處理要求。⑻過濾機(jī)：過濾機(jī)的用途是將沉淀的硫酸鋇〔鐳〕濾除，沉淀物的量雖然很少，但考慮到水的流量較大，要保證一定的過濾面積，選擇1臺(tái)60m2的廂式壓濾機(jī)。操作壓力約，最大不超過。⑼壓濾機(jī)進(jìn)料泵：選2臺(tái)Q=40m3/h、H=60m的離心水泵，交替使用。⑽其它泵：包括淋洗劑進(jìn)料泵，反沖水泵，溶解槽和各溶液池之間的溶液轉(zhuǎn)移泵均為小流量泵，選用了普通塑料離心泵。2、開展廢水治理后工藝廢水處理運(yùn)行狀況：通過開展工藝廢水治理實(shí)現(xiàn)了水冶廠工藝廢水處理采用“氯化鋇除鐳——石灰中和——沉渣循環(huán)——槽式排放〞的工藝流程。工藝廢水主要來自浸出液經(jīng)離子交換吸附鈾后的吸附尾液，約占吸附尾液量的15%—20%〔含氯根較高的局部〕，其余局部返回堆場(chǎng)利用，雨季時(shí)還有約200—300m3/d尾渣庫(kù)滲出水進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)。工藝廢水流入廢水貯池，再泵到除鐳攪拌槽，加氯化鋇溶液沉淀鐳，然后進(jìn)入串聯(lián)操作的2臺(tái)中和反響槽，加石灰乳中和到。中和產(chǎn)物通過管道泵泵入濃密機(jī)進(jìn)行液固別離，溢流〔清液〕流到槽式排放池，經(jīng)檢驗(yàn)合格后外排，否那么返回廢水貯池并再次處理。漿狀沉淀經(jīng)壓濾機(jī)過濾，濾餅運(yùn)到沉渣處置場(chǎng)填埋，濾液返回濃密機(jī)或排到槽式排放池。工藝廢水處理流程圖見圖5。沉淀鐳

石灰中和氯化鋇配制檢驗(yàn)貯存氯化鋇，水石灰乳配制石灰，水外排不合格返回圖5：工藝廢水處理流程圖工藝廢水過濾底流溢流濾餅去處置場(chǎng)沉降分離形成的工藝廢水處理系統(tǒng)主要設(shè)備設(shè)施如下：⑴廢水貯池及輸液泵：考慮到廢水處理量以及槽式排放的要求，新建了1個(gè)300m3貯池，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，已防腐，可以貯存24小時(shí)的廢水量。使用耐腐蝕管道泵2臺(tái)〔備用1臺(tái)〕，流量30—40m3/h，揚(yáng)程15—20m，用泵將廢水輸送到除鐳反響槽。⑵除鐳反響槽：選擇了1臺(tái)Φ1500×1500攪拌槽可滿足處理要求，鋼制攪拌槽，已防腐。⑶中和反響槽：中和反響槽有效容積為12.5m3。采取2槽〔單槽容積為6.25m3〕串聯(lián)操作的模式。⑷石灰乳制備槽兼貯槽：每班最大石灰用量為，按25%配制濃度，每班石灰乳用量為9m3。選1臺(tái)Φ2000×2000鋼制框式攪拌槽，每班配制2槽即可。所用石灰為袋裝粉狀石灰，為降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度并改善操作條件，提高自動(dòng)化計(jì)量與控制水平，設(shè)置1個(gè)石灰料倉(cāng)，通過螺旋給料機(jī)〔變頻〕給料，石灰加料量和水量比例可以精確控制，石灰乳制備既能間歇式操作也可連續(xù)操作。⑸壓濾機(jī)：配制了XA100Z/1000-UB〔過濾面積100m2，濾室容積〕廂式壓濾機(jī)2臺(tái)，每天每臺(tái)過濾3次可滿足要求。目前廢水量只有約120m3/d，先安裝1臺(tái)，預(yù)留1臺(tái)的位置。壓濾機(jī)操作壓力約，最大不超過。⑹壓濾機(jī)進(jìn)料泵：選YL型壓濾機(jī)專用泵，型號(hào)YL50-32-200，共2臺(tái)，其中1臺(tái)備用。⑺濃密機(jī)：選用直徑12m的濃密機(jī)。⑻沉渣循環(huán)泵：利用原來用于沉渣輸送的無阻塞泵，流量約10m3/h，揚(yáng)程15m。⑼槽式排放池：以最大處理量為300m3/d計(jì)，每個(gè)班處理量為150m3。設(shè)計(jì)的槽式排放池共2個(gè)，總?cè)莘e300m3，單池150m3，可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)班檢測(cè)和排放1池溶液。池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底部排液。3、尾渣庫(kù)滲出水治理情況在位于尾渣庫(kù)山谷谷口處的土壩內(nèi)側(cè)修建截水溝，用以攔截壩基以下至中風(fēng)化流紋巖以上各巖土層滲出水及地表水。溝內(nèi)側(cè)形成了有效集水容積1000m3集水區(qū)域，溝內(nèi)集水由用泵抽至滲出水收集池。完善了周邊排水系統(tǒng)，疏通原有排水溝，補(bǔ)充了局部排水溝，做到清污分流。干旱季節(jié)、平常時(shí)候尾渣庫(kù)滲出水均用于堆浸生產(chǎn)配制噴淋液。滲水量較大的雨季，通過集水池局部用泵打入堆浸噴淋生產(chǎn)配液池用于配制噴淋液，剩余的滲出水通過泵、管路輸送到現(xiàn)工藝廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。四、治理后的環(huán)境效益及社會(huì)效益礦坑水處理：形成600m3/d的礦坑水處理能力，大大高于現(xiàn)在120m3/d實(shí)際處理量，提高了系統(tǒng)的處理效果和穩(wěn)定性；增加了除鐳設(shè)施；實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)計(jì)量、監(jiān)測(cè)和控制。礦坑水經(jīng)處理后放射性、非放指標(biāo)滿足了相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)要求，礦坑水排放到達(dá)了設(shè)計(jì)要求，做到了達(dá)標(biāo)排放。水冶工藝廢水處理：形成300m3/d的廢水處理能力，高于目前150m3/d實(shí)際處理量，增加了沉渣過濾、沉降別離設(shè)施；實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)計(jì)量、監(jiān)測(cè)和控制。工藝廢水經(jīng)處理后放射性、非放指標(biāo)滿足了相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)要求，工藝廢水排放到達(dá)了設(shè)計(jì)要求，做到了達(dá)標(biāo)、槽式排放。在現(xiàn)有尾渣庫(kù)山谷谷口處的土壩內(nèi)側(cè)修建了截水溝，用以攔截壩基以下至中風(fēng)