采矿选矿废水综合治理及回用工程建设设计方案.doc

1、目 录1废水排放现状分析及项目建设内容与规模41.1废水排放现状分析41.2建设内容91.3建设规模92场址选择与建设条件112.1厂址选择112.2建设条件123工程建设方案143.1工程建设方案总体设想143.2采选废水工艺方案设计163.3冶炼废水处理方案设计253.4总图设计303.5建筑设计333.6结构设计343.7电气设计353.8通讯设计383.9自动控制及仪表设计384投资估算与资金筹措404.1投资估算404.2资金筹措425经济效益评价446社会评价466.1项目对社会的影响分析466.2项目所在地互适性分析466.3社会风险分析466.4社会评价结论47 1 废水排放现

2、状分析及项目建设内容与规模 1.1 废水排放现状分析1.1.1 采选废水排放现状1.1.1.1 井下水来源及水量锡矿山*锑业有限公司的矿区范围：以七里江往南7勘探线为界分南、北两区，北为北矿，主要开采点是童家院矿床；南为南矿，主要开采点为飞水岩矿床。锡矿山的矿床总体位于受东西隔水边界封闭的半边背斜水文构造单元中，中部受七界分水岭影响，形成南、北两个次级的独立含水构造单元。单元内各含水层间有较厚的隔水层阻隔，一般无水力联系。与矿床充水有影响的含水层多受硅化影响，破碎带发育未受硅化的灰岩的岩蚀裂隙较发育，溶洞发育浅部中等，深部较弱，溶洞规模较小，富水性弱至中等；矿山主要断层带含水性弱、导水性差；更

3、次级小规模断层有一定含水及导水性；老窿水大部分被疏干。矿井充水来源主要为围岩中的硅化灰岩破碎带和灰岩岩溶裂隙水，占矿井涌水量80，其次是更次级小断层及裂隙水，更次为老窿水等。矿井涌水量变化与大气降雨变化呈正相关系，且十分显著，地表水对矿井充水因河床已铺垫及截流对矿井充水影响小。由于地下水补给区范围小，影响矿井充水的含水层虽属岩溶裂隙和裂隙水，但岩溶发育总体较弱，局部中等。矿山水文地质类型属裂隙和岩溶裂隙充水矿床，水文地质条件属中等类型。目前，矿山已开采到比较大深度，井下涌水已基本稳定，特别是南矿区已开采至-70m标高(23中段)，受地表水的影响更小。南矿正常涌水量为5000m3/d，丰水期最大

4、涌水量为7000m3/d；在15中段及9中段设有主水仓，中段水仓容积在10002000m3，矿井水从各中段水仓抽排至主水仓后，大部分抽排至378m标高水池作为选矿、矿井井下工业用水，少部分由南斜巷抽排至地表玄山河（涟溪）。北矿开采至+440m标高(5中段)，正常涌水量为3000m3/d，丰水期最大涌水量为6000m3/d。矿井水经沉淀后大部分用作井下用水、选矿用水，及冶炼厂用水，剩余部分原由杉山里放水巷（标高439.13m）自流排出；矿山向深部延伸后，目前井下水需要抽排至衫山里放水巷排出。1.1.1.2 选矿厂给排水现状锡矿山共有南北两个选厂。经过对选矿厂生产设备和工艺流程进行多次革新、挖潜和

5、技术改造，目前已形成有南选厂1200吨/日、北选厂600吨/日的生产能力。公司的主矿产为锑，没有其它共、伴生矿产，选矿方法有：手选、浮选。北选厂还有重选工艺。北选厂的供水由北矿区井下水供给。根据多年生产统计表明，由于有重选工序，生产1吨选矿耗水量约10吨，其中，选矿工艺内部循环水量约9吨，需要补充新水约1吨。北选厂的用水量为600吨/日。选矿产生的尾砂为250吨/日，经分级处理，粗颗粒尾砂用于井下填充，填充尾砂量170吨/日，井下充填砂浆含水率65%，消耗水量150吨/日，剩余80吨/日尾砂排入龙王池尾砂库，带走水量450吨/日。*公司实施充填改造系统，改造后充填砂浆含水率降至35%。北采矿、

6、选矿厂给排水现状图见图3-1。图3-1 北采矿、选矿厂给排水现状图从图3-1可以看出，正常情况下，北采选厂外排至涟溪河水量为1550m3/d，丰水期最大外排水量达4550m3/d。南选厂的供水由南矿区井下水供给。根据多年的生产统计，生产1吨选矿耗水量4吨，选矿工艺内部循环水量2.5吨，需要补充新水1.5吨。南选厂的用水量1800吨/日。选矿产生的尾砂经分级处理，粗颗粒尾砂用于井下填充，每年充填量14万m3，填充需要尾砂量9万吨，平均每天填充尾砂量300吨（按300日/年计算）。经*公司对井下充填系统进行自主改造后，填充料含水率由65%降至35%，减少了耗水量，每天耗水量200吨。与尾砂一起泵送

7、至龙王池尾砂库的废水量1600m3/d。南采矿、选矿厂给排水现状图见图3-2。图3-2 南采矿、选矿厂给排水现状图从图3-2可以看出，正常情况下，南采选厂外排至涟溪河水量为3200m3/d，丰水期最大外排水量5200m3/d。结合图3-1和图3-2可以看出，从南北两采选厂排至涟溪河的废水，正常情况下为4750m3/d，丰水季节为9750m3/d。排放至龙王池尾砂库的废水2050m3/d。1.1.2 龙王池尾砂库排水现状1.1.2.1 龙王池尾砂库概况龙王池尾砂库由长沙有色冶金设计研究院设计，于1983年建成投入使用，位于矿区西南侧臭皮溪，尾砂库有效面积7.1万m2，设计有效库容96万m3，坝面

8、标高为+293m，截止2007年堆积尾砂达48万m3，库内水面标高达290m。20072009年*公司对龙王池尾砂库进行二期建设，主要内容为：溢洪塔加高、溢洪涵洞加固、坝体加高并完善了撇洪系统。建成后坝面标高达+304m，库容达150万立方米，增加服务年限10年。尾库坝为下游坝，垂高37m，坝面宽10m，基坝为干垒毛石透水坝。子坝为废石、废渣堆积坝，有四层反滤层防渗。坝体坡面均设块石干砌护坡，坝体等级按级坝工程建筑。按设计，该库最终面积16.56万m2，最终库容可达375.28万m3。龙王池尾砂库已安全运行20多年，坝体稳定，从未因地质等原因发生事故。1.1.2.2 龙王池尾砂库排水现状龙王池

9、尾矿库经多年改造，特别是完善了库区周边的撇洪系统后，基本消除了山体雨水进入尾砂库的现象。现在，进入尾砂库的水包括两部分：南北选厂随尾砂一起排入库区的废水；库区有效面积内的雨水。其中，两个选厂排入的废水为2050m3/d。废水在尾砂库过滤、澄清后，采用窗式中心排水井+排水涵洞的方式排出，经消力池排放到臭皮溪。臭皮溪流经300m后汇入涟溪河。1.1.3 冶炼废水排放现状锡矿山原有南北两个精锑冶炼厂。采用锑精矿鼓风炉挥发熔炼反射炉还原熔炼和精炼等生产工艺，产能10kt/a。由于原冶炼工艺相对落后，且南炼厂存在严重的安全隐患，于2009年*公司进行了重大技改，关闭南炼厂，锑冶炼全部集中到北炼厂。对北炼

10、厂进行技术改造后，淘汰了落后的直井焙烧炉工艺，采用鼓风炉富氧挥发熔炼、鼓风炉前床和反射炉加热、煤气化供热替代手工烧煤技术，实现了锑冶炼设备的大型化，精锑产能扩大为20kt/a。经技改后，每年可节约标煤1684t，多回收锑金属226t，二氧化硫减排3882t，二氧化碳减排10212691.68Nm3。北炼厂由于采用火法炼锑工艺，生产工艺中用水很少，基本不产生废水，主要用水工序为煤气站的软化水，用水量为200m3/d；鼓风炉冲渣冷却用水的用水量50 m3/h，流入冲渣池沉淀、冷却后再回用，用于冲渣；车间内及道路冲洗用水的用水量40m3/d。冶炼车间的新鲜用水量900m3/d，全部由北采矿井下水提供

11、，由于冲渣蒸发损失及渗漏等原因，每天废水排放量为200m3/d。废水经过冶炼厂总排口排出。1.1.4 锡矿山矿区排水存在的主要问题通过对矿区井下水、选厂及冶炼厂、尾砂库排水的现状调查可知，矿区排水存在较为严重的问题，对周边环境，特别是涟溪河和资江的水环境造成了较严重影响。主要表现在以下几个方面：a）南采选厂多余废水直接排至涟溪河，排放水质中的悬浮物和金属锑超标，对涟溪河环境造成了较大影响。正常情况下，南采选厂外排至涟溪河水量为3200m3/d，丰水期最大外排水量则达到5200m3/d。排放水质见表3-1。表3-1 南矿放水巷排放水质情况表监测项目监 测 日 期平均值执行标准值超标情况2009.

12、6.92009.7.212009.8.12流量（吨/日）207922891875PH值6.06.56.56.36-9悬浮物(mg/l)149.75151.0592.71300100超 标锑(mg/l)9.468.5711.409.810.5超 标砷(mg/l)0.120.100.290.170.5b）北采选厂多余废水直接排至涟溪河，排放水质中的悬浮物和金属锑超标，对涟溪河环境造成了较大影响。正常情况下，北采选厂外排至涟溪河水量为1550m3/d，丰水期最大外排水量则达到4550m3/d。排放水质见表3-2。表3-2 北矿八中段水质情况表监测项目监测日期平均值执行标准值超标情况2008.6.17

13、2008.8.192008.11.9流量（吨/日）PH值7.06.56.56.76-9悬浮物(mg/l)2682419.17277.561126100超 标锑(mg/l)3.363.944.313.870.5超 标砷(mg/l)0.510.400.290.40.5c） 龙王池尾砂库排放水质超标，对涟溪河环境造成了较大影响，特别是暴雨季节，库区内汇水面积较大，水量激增，尾砂沉淀过滤效果变差，出水水质变得更差。排放水质见表3-3。表3-3 龙王池尾砂库出水水质情况表监测项目监测日期平均值执行标准值超标情况2008.3.182008.7.222008.11.5流量（吨/日）PH值6.06.06.56

14、.36-9悬浮物(mg/l)43.3857.5044.9048.6100超 标锑(mg/l)4.552.952.853.450.5超 标砷(mg/l)0.0210.0620.0600.0480.5从上述监测数据表明，南北矿区井下水的水质的悬浮物和锑超标比较严重，而Ph值和砷含量则满足排放要求。龙王池尾砂库排水的水质除锑含量超标外，其余指标均满足排放要求，这主要是由于尾砂库的澄清、过滤等作用，对于悬浮物有较好的去除作用，也对重金属砷、锑等有一定的去除效果。d）北矿井下水排放需要从八中段水仓（标高+357m）提升至五中段水仓（+447m）排放，能耗较大，北矿井下水量为1550m3/d，丰水季节为4

15、550m3/d。根据测算，每天耗电2000kw.h，丰水季节耗电3700kw.h。e）冶炼厂废水虽然用水量不多，但未能实现零排放的目标。由于冶炼厂建设年代久远，地面海拔较高（达到+625m），自然条件恶劣，交通运输量大，道路上洒落的炉渣和锑粉等较多，初期雨水中含有一定的悬浮物和重金属锑、砷，未能有效处理，直接排放至涟溪河，对涟溪河环境也造成了一定影响。综上所述，锡矿山包括南北采选厂、冶炼厂和龙王池尾砂库的废水排放都存在较大问题，需要对其进行彻底治理才能消除对环境的影响。1.2 建设内容本工程建设内容包括：a) 在南矿南斜巷处建设1个废水提升泵站，将废水提升至尾砂库；b) 在北矿井下建设1条隧道

16、，将八中段废水从飞水岩处排出，再用管道输送至尾砂库；c) 在尾砂库坝下建设1个废水处理站，对废水进行集中深度处理；d) 在冶炼厂建设1个废水处理站，对冶炼厂废水进行集中处理。1.3 建设规模a)尾砂库废水处理站的规模为7000m3/d，丰水期规模为14000m3/d。b)冶炼废水站处理废水，包括炼厂排水及初期雨水，根据厂区实际情况，每天雨水处理量为100m3/h，满足要求。确定其废水处理规模300 m3/d。c)采选废水及冶炼废水进、出水水质情况1）采选废水处理站进、出水水质表3-1 废水处理站进水水质指标水 质PH值67悬浮物(mg/l)4070锑(mg/l)310砷(mg/l)0.10.5

17、表3-2 废水处理站出水水质指标水 质PH值67悬浮物(mg/l)30锑(mg/l)0.5砷(mg/l)0.12）冶炼废水处理站进、出水水质表3-3 冶炼废水处理站进水水质指标水 质PH值67悬浮物(mg/l)100200锑(mg/l)310砷(mg/l)0.10.5表3-4 冶炼废水处理站出水水质指标水 质PH值67悬浮物(mg/l)30锑(mg/l)0.5砷(mg/l)0.12 场址选择与建设条件 2.1 厂址选择2.1.1 选择原则废水处理场址的选择应遵循以下原则：a）采选废水综合治理，场址应位于废水集中地附近；b）地势较低，尽可能利用地形高差，重力排水，避免或减少废水提升；c）位于城镇

18、夏季主导风向的下风侧；d）工程地质条件良好，考虑当地的水文、地理、地质条件，避免特殊工程；e）尽量少拆迁、少占地，根据环境评价要求，与城市规划居住、公共设施保持一定的卫生防护距离；f）考虑远期发展扩建的可能性；g）符合防洪标准的有关规定；h）便于处理后尾水的排放、污泥运输；i）冶炼废水处理应靠近集中排水点，便于回用，回用管道距离短；j）有方便的交通、运输和水电条件。2.1.2 选址根据上述原则，并结合废水处理实施方案和锡矿山的实际情况，选定龙王池尾砂库坝下场地作为采选废水处理站用地，南矿放水巷排口设置井下废水提升泵站，冶炼厂车间西面一块空地作为冶炼废水处理用地。该选址具有以下优点：在尾砂库坝下

19、，能充分利用尾砂库的澄清功能，降低废水处理浓度和难度；地势低，废水能完全自流，处理后尾水排放可利用现有渠道；周边无其他建设及人群聚居，环境影响较小；交通方便，有外部道路连接；土方工程量较小；给水、供电可以从矿区已建成的给水管及变电站引入。2.2 建设条件2.2.1 自然条件a）地形、地貌地质冷水江市地处雪峰山东麓，地势东北高、中部低、呈不对称马鞍形，市区地势平坦，岩溶地貌发育。锡矿山所在区域属溶蚀构造低山垄脊谷地地貌，山地主要分布于区内中部，总体呈北东西南向展布，成长垣垄脊状，由南向北逐渐抬升，山顶多为不规则近似椭圆的浑园状，山脊横向成弧状，主要由锡矿山组砂面岩及硅化岩组成；谷地基本以平行山地

20、走势延伸，集中分布于东、西部，主要由锡矿山组马牯脑段、佘田桥组及石炭系下统岩关阶灰岩组成，东部见有溶洞，溶斗。区域内沟谷发育，其中以玄山河及臭皮溪切割较深，沟谷形态为V型谷，纵坡降主要为13。区内最高点位于东北部岳高岭山顶，海拔823.2m，最低点位于南部光大湾玄山河出口处，海拔标高220m，山坡一般坡度2025，局部有陡崖分布。b）气候、气象拟建工程所在区域属中亚热带季风湿润气候区，四季分明，具有气候温和、无霜期长、雨日多、降水充沛、光热丰富等特点。多年来平均气温16.7，极端最高温度39.4，极端最低温度7。该地区降雨较多，主要集中在四、五、六、七月份，秋初冬末一般缺雨干旱，年平均降水量1

21、414.3mm，平均相对湿度78。无霜期269天。该区域年主导风向为N风，出现频率14.3%，全年NNE和NE风频率较高，分别为9.8%和9.0%。年平均风速2.1m/s，最大风速17m/s，静风频率8.1%。c）水文地质资料距湖南省水文总站渣洋滩水文站19761992年统计数据，项目所在区域资江段水文资料如下：平均水位： 168.08169.86m最高水位: 170.80179.91 m最低水位: 160.80168.70m平均流量: 285477m3/s最大流量: 27306460 m3/s最大流速: 0.921.82m/s最小流速: 0.24m/s2.2.2 交通条件锡矿山*锑业有限责任

22、公司位于罗霄山脉中段，东经1112811，北纬274451，以锑采、选、炼为主，集锌冶炼、化工位一体的大型联合企业，矿区面积22.5平方公里，往南距冷水江市中心13公里，距湘黔线冷水江东冷铁铁路专用线15公里。湘黔线跨资水而西，顺资水下益阳入洞庭，沿涟水而泊湘潭。锡矿山与冷水江市现有公路相连，新化、涟源、娄底、邵阳、衡阳、湘潭。广州等地均有汽车直达。交通方便。采选废水处理站位于龙王池尾砂库坝下，现有道路可直通此地，冶炼废水处理设施选址在北炼厂，可利用厂区现有运输道路运输。2.2.3 供水、供电条件a）供水项目新用水量较少，采选废水处理站选址在龙王池尾砂库坝下，距离南矿区较近，其供水设施需要从南

23、矿区引入一根给水管。冶炼废水处理位于北炼厂内，可从厂区就近引入水源。b）供电废水处理工程根据用电负荷集中分布位置分三个负荷中心，即南矿井下水提升泵站、采选废水处理站、冶炼废水处理站。南矿井下提升泵站总装机容量为111kw，由原南矿低压配电间提供80KVA容量的低压电源。冶炼废水处理总装机容量为25kw，由鼓风炉低压变配电间提供20KVA容量低压电源。采选废水处理站总装机容量172kw，建在锡矿山龙王池尾矿库坝下，离周边低压电源距离远，由新建砷碱渣处理厂高压配电间提供两回路10KV高压电源。2.2.4 其他有利条件a）上述项目用地均为锡矿山自留用地，在建设程序上简单易行；b）建设场地周边均无其他

24、设施，施工条件便利；c）建设场地均没有地下水的影响，施工难度较低；3 工程建设方案3.1 工程建设方案总体设想3.1.1 处理原则本工程建设处理原则为：a）针对矿区现有废水污染情况进行彻底、集中处理，优先考虑生产内部回用，外排废水必须做到达标排放；b）充分利用尾砂库尾砂的截留过滤功能，降低废水处理的浓度和难度，降低工程造价；c）废水处理采用流程简单、处理效果稳定、运行费用低的成熟先进工艺，废水处理占地省、交通方便、外部条件便利；d）充分利用北采选厂地势高的条件，争取井下废水自流排放，减少废水提升，节能降耗；e）冶炼厂废水包括初期雨水进行回用处理，基本实现零排放，彻底消除对环境的影响；3.1.2

25、 治理技术路线的确定遵循上述处理原则，并结合锡矿山的现状情况，确定本工程的治理思路如下：a）将南采选厂外排涟溪河废水输送至龙王池尾砂库进行沉淀过滤处理后再进行深度处理。南采选厂外排水从南斜巷排至涟溪河，正常水量为3200m3/d，丰水期最大外排水量则达到5200m3/d。南斜巷地坪标高为+265m，龙王池尾砂库现有坝面高程为+304m，南斜巷排水口距离龙王池尾砂库约1.8km（管线敷设距离），在南斜巷排水口建设一个废水提升泵站，将废水提升输送至龙王池尾砂库。b）将北采选厂外排涟溪河废水输送至龙王池尾砂库进行沉淀过滤处理后再进行深度处理。北矿井下水水量为1550m3/d，丰水季节为4550m3/

26、d，需要从八中段水仓（标高+357m）提升至五中段水仓（+447m）排放，能耗较大。从标高来看，废水完全可从八中段水仓自流进入龙王池尾砂库（+304m），根据矿山地形，从北矿井下八中段水仓处挖掘隧道，距离3km可通南矿区飞水岩出口处，飞水岩出口处地面标高+344m。设计在北矿井下挖掘隧道先通至飞水岩处出口，再用管道敷设至龙王池尾砂库。从前述分析可知，南北采选厂排至龙王池尾砂库的废水总量为4750m3/d，丰水季节为9750m3/d，而龙王池尾砂库的库容达到150万m3，排入废水量不足库容1%，可以看出，将采矿废水排入尾砂库几乎对尾砂库的安全没有影响，在工程中可以实施。c）在龙王池尾砂库坝下对尾

27、砂库外排水进行深度处理，达标外排。进入尾砂库的采选废水经澄清过滤后，水质得到明显改善，特别是悬浮物大为减少，但仍不能满足直接排放的要求，需要进行深度处理。尾砂库坝下有一块狭长的田地，面积为6000m2，地平标高+240m+250m，为*公司建设用地，可作为污水处理站用地，且有村道与之相连，交通便利。1）采选废水处理站进水水质表5-1 废水处理站进水水质指标水 质PH值67悬浮物(mg/l)4070锑(mg/l)310砷(mg/l)0.10.52）采选废水处理站出水水质表5-2 废水处理站出水水质指标水 质PH值67悬浮物(mg/l)30锑(mg/l)0.5砷(mg/l)0.1d）对冶炼厂废水进

28、行集中处理，冲渣废水全部回用，初期雨水及地面冲洗水进行深度处理，处理后全部补充于厂区用水，实现零排放。冶炼厂鼓风炉冲渣水用量50m3/h，流入冲渣池沉淀、冷却后回用于冲渣，由于蒸发损耗，每小时需补充冷却水10m3；车间内及道路冲洗用水量40m3/d。设计将地面及设备冲洗水和初期雨水全部收集储存起来，先经简单沉淀处理，一部分补充鼓风炉冲渣冷却用水，其余部分也进行除锑深度处理，处理完毕后储存起来，回用于车间内地面及设备冲洗等用水。1）冶炼废水处理站进水水质表5-3 冶炼废水处理站进水水质指标水 质PH值67悬浮物(mg/l)100200锑(mg/l)310砷(mg/l)0.10.52）冶炼废水处理

29、站出水水质表5-4 冶炼废水处理站出水水质指标水 质PH值67悬浮物(mg/l)30锑(mg/l)0.5砷(mg/l)0.13.2 采选废水工艺方案设计3.2.1 采选废水处理范围锡矿山采选废水包括南北矿区的井下水、南北选厂的尾砂水，以及尾砂库的外排水，设计将南北矿区的井下水和南北选厂的尾砂水都输送至龙王池尾砂库，经尾砂库过滤、澄清后，在尾砂库坝下建设一个废水处理站，对外排废水进行集中深度处理，达标后部分回用，多余部分外排。废水收集方案为南矿井下水从南斜巷排放口提升至尾砂库，北矿废水经隧道流出飞水岩，再流至尾砂库，南北选厂的尾砂均采用现有方式输送至尾砂库。3.2.2 采选废水处理规模采选废水处

30、理包括三部分，即：南北矿区的井下水、南北选厂的尾砂水以及尾砂库的外排水。其中，南北矿区的井下水、南北选厂的尾砂水都先进入尾砂库，以尾砂库溢流水的形式排入废水处理站。由于下雨时尾砂库的排水较差，废水处理站适当考虑一部分雨水的处理量，以减轻对环境的影响。3.2.3 汇入尾砂库的废水量南采选厂外排井下水3200m3/d，丰水期最大外排水量5200m3/d，选厂排放的尾砂水1600m3/d。北采选厂外排井下水1550m3/d，丰水期最大外排水量4550m3/d，选厂排放的尾砂水450m3/d。合计汇入尾砂库的废水量6800m3/d，丰水期最大水量11800m3/d。3.2.4 排出尾砂库的废水量尾砂库

31、现有库区面积7.1万m2，尾砂库的废水有一定的蒸发损耗等因素。沉积的尾砂也含有一定量的水分。根据经验数据，蒸发损耗和尾砂蓄水量约占进水量10%，从尾砂库排出的废水量6120m3/d，丰水期最大水量10620m3/d。由于下雨时尾砂库的排水较差，废水处理站适当考虑一部分雨水的处理量，以减轻对环境的影响。确定废水处理站的规模7000m3/d，丰水期最大水量10620m3/d。3.2.5 设计进、出水水质3.2.5.1 设计进水水质目前南北矿井下水及选厂排水经尾砂库净化后的水质情况见表5-5。表5-5 排放水质综合情况表监测项目南矿放水巷平均值北矿八中段平均值尾砂库排水平均值流量（T/d）32001

32、5502050PH值6.36.76.3悬浮物(mg/l)300112648.6锑(mg/l)9.813.873.45砷(mg/l)0.170.40.048从表5-5可以看出，南矿和北矿井下水悬浮物达3001126mg/L。理论上南北选厂排放的尾砂水中悬浮物浓度应高于井水下的浓度。从上表可以看出，尾砂水经尾砂澄清后悬浮物浓度只有48.6mg/L，说明尾砂库对悬浮物的去除效果非常明显。同时可以看出，尾砂库对金属锑的去除效果不明显。综合南北矿井下水和尾砂库外排水水质，确定废水处理站进水水质如表5-6。 表5-6 废水处理站设计进水水质指标水 质PH值67悬浮物(mg/l)4070锑(mg/l)310

33、砷(mg/l)0.10.53.2.5.2 设计出水水质废水采用化学沉淀处理后，各种重金属离子都将有一定程度的降低，达到或超过污水综合排放标准（GB8978-1996）一级排放标准。设计出水水质为：表5-7 废水处理站设计出水水质指标水 质PH值67悬浮物(mg/l)30锑(mg/l)0.5砷(mg/l)0.13.2.6 废水处理工艺方案3.2.6.1 废水处理工艺选择从废水水质和现状分析，本项目废水性质为含重金属的无机废水，废水中的主要超标因子为金属锑。治理方案应针对这种污染因子进行相应处理。对于废水处理方法，一般可分为物化法和生化法，以及物化+生化三大类方法，对于无机废水因为缺乏微生物生长的

34、营养元素，一般不宜采用生化法。本废水从水质分析来看，主要污染因子为重金属且浓度都较低，采用物化法完全可达到处理要求，设计采用物化法进行处理。常用的物化法可分为混凝沉淀法、过滤法、气浮法、氧化还原法、离子交换法、萃取汽提法以及膜技术等。对本项目废水而言，废水中主要含有金属锑和砷，且含量都很低，过滤法、气浮法、氧化还原法、萃取汽提法等都不适合。废水中的可溶性锑盐为锑酸盐、亚锑酸盐及硫代亚锑酸盐等，目前还没有合适的离子交换树脂，也不宜采用离子交换法和膜分离法。对于重金属废水，最合适的处理方法就是化学沉淀法。化学沉淀法就是往废水中投加化学药剂，使其与废水中的溶解性物质发生反应，生成难溶于水的物质，形成

35、沉渣，从而降低水中溶解物质的含量。对重金属废水，常用的化学药剂为石灰（或氢氧化钠）和硫化物，与废水中重金属离子反应生成氢氧化物或硫化物沉淀，从而达到去除重金属离子的目的。*锑业有限公司从2007年就已经对含锑废水治理开始了研究，采用复合铁盐絮凝沉淀法处理含锑废水，进行了小试和扩大实验，除锑效率达到90%以上，且处理效果非常稳定，目前*公司已申请本处理方案的专利。处理过程产生的沉渣，可以直接用泵输送至尾砂库，不需要设置专用的沉渣处理设备，可进一步降低投资和运行成本。本设计采用复合铁盐作为沉淀剂的处理工艺。3.2.6.2 废水处理工艺原理含锑废水中的有害杂质，主要以三硫化锑、三硫化砷、三氧化锑、三

36、氧化砷、锑酸盐、亚锑酸盐、硫代亚锑酸盐及单质锑存在，在一定的PH值下，加入硫酸亚铁，在氧气作用下，硫酸亚铁水解生成氢氧化铁，上述含锑、含砷物质被氢氧化铁吸附而一起沉淀。2SbS33- + 3FeSO4 = Sb2S3+ 3FeS + 3SO42-2SbO33- + 3FeSO4 = Sb2O3+ 3FeO + 3SO42- 4FeSO4 +10H2O + O2 =4H2SO4 + 4Fe(OH)3亚砷酸盐、砷酸盐、亚锑酸盐、锑酸盐还与Fe(OH)3作用，生成难溶的亚砷酸铁和亚锑酸铁： Fe(OH)3 + AsO33- = FeAsO3+ 3OH- Fe(OH)3 + SbO33- = FeSb

37、O3+ 3OH-Fe(OH)3 + AsO45- = FeAsO4+ 3OH-Fe(OH)3 + SbO45- = FeSbO4+ 3OH-锑盐和砷盐还能生成碱式硫酸盐As2O32SO3xH2O, Sb2O32SO3xH2O，这些盐很难溶于水，与Fe(OH)3一起沉淀。经上述方法，可同时脱除锑、砷及其他重金属，确保处理后的清液达标排放。随着反应的进行，由于有硫酸的生成，废水PH值将逐步下降，反应中应投加一定量的石灰乳，控制反应PH值维持在6.57.5之间。3.2.7 处理工艺流程根据上述原理，本项目废水处理流程为：南北矿采、选废水 龙王池尾砂库 消力池硫酸亚铁 混凝反应池 空气 沉渣沉淀池 沉

38、渣池 泵 泵选厂车间 回用水池 尾砂库 外 排处理工艺流程说明:将南北矿区采、选废水汇集到龙王池尾砂库初步澄清，废水从尾砂库现有排水口排出，由于尾砂库排水孔较高，在废水处理站需要设置消力池，消力池出水引入混凝反应池，在混凝反应池内加入适量硫酸亚铁，鼓入适量空气氧化，通过一系列复杂的水解、絮凝和化学反应，废水中的有害杂质锑、砷等形成沉淀物在沉淀池中进行分离。上清液排入回用水池，一部分回用于南选厂车间，多余部分外排。沉淀池产生的沉渣经吸泥机收集至沉渣池，再经渣泵输送返回至尾砂库。废水处理站所有构筑物混凝沉淀池、沉淀池等设2组，废水量较少时只运行1组，另1组备用或用于事故风险水池，避免废水直接排放造

39、成环境污染。3.2.8 工艺参数设计3.2.8.1 南矿井下水提升泵站南采选厂外排水从南斜巷排至涟溪河，正常水量3200m3/d，丰水期最大外排水量5200m3/d。南斜巷地坪标高+265m，龙王池尾砂库现有坝面高程为+260m+270m，南斜巷排水口距离龙王池尾砂库1.8km（管线敷设距离），在南斜巷排水口建设一个废水提升泵站，将废水提升输送至龙王池尾砂库。主要设计参数：设计流量： 217m3/h停留时间： 1h 池体尺寸： 8.08.04.0m 钢筋混凝土结构 有效水深： 3.5m 配套设备：流量140m3/h，扬程40m，功率37kw3台。2用1备，水量较少时开1台；DN250钢管，内衬

40、胶，外刷沥青防腐，长度1800m，最大流速1.2m/s，最小流速0.74m/s。液位计1台，控制柜1台，由南选厂车间变压器供电，距离500m。3.2.8.2 北矿井下水输送北矿井下水水量1550m3/d，丰水季节4550m3/d，需要从八中段水仓（标高+357m）提升至五中段水仓（+447m）排放，能耗较大。从标高看，废水可从八中段水仓自流入龙王池尾砂库（+260m+270m）。根据矿山地形，从北矿井下八中段水仓处挖掘隧道，距离3km可通往南矿区飞水岩出口处，飞水岩出口处地面标高为+344m。设计在北矿井下挖掘隧道至飞水岩处出口，再用管道敷设至龙王池尾砂库。主要设计参数： 隧道2.51.5m

41、，长度约3km，坡度取0.005。在隧道内敷设DN300内衬胶钢管，隧道出口处设置3.03.01.5m混凝土检查井，用于连接管道，设置DN300内衬胶钢管，顺着地势敷设至龙王池尾砂库，钢管外刷沥青防腐，长度约5500m，坡度0.003。正常情况下，充满度0.43，流速0.6m/s，丰水季节充满度0.9，流速0.79m/s。3.2.8.3 废水处理站工艺参数及设备选型a）消力池由于尾砂库排水口标高+268m，废水处理站地坪+245m，需要设置消力池消除沿排水渠泻下来废水的动能。主要设计参数如下：设计流量： 583m3/h池体尺寸： 6.0（B）12.0（L）1.8m（H）池底标高： +250mb

42、）混凝反应池混凝反应池设2组，单组设计流量292m3/h，每组3格，第一格投加石灰乳，用于调整PH值，第二、三格投加硫酸亚铁。池内设置PH在线仪，用于控制反应的PH值。设置框式搅拌机，用于混合和混凝搅拌反应，池底设置穿孔曝气管。主要设计参数如下：单组设计流量： 292m3/h 反应时间： 1.0h 单体池体尺寸： 5.015.04.5m，分为2组，每组3格 有效水深： 4.0m 单组配套设备： 框式搅拌机，2台，单台功率4.0+1.5+0.75kW 池底设置DN80穿孔曝气管1套 PH在线仪，1套。c）沉淀池沉淀池采用平流式沉淀池，分2组，单组设计流量292m3/h。设置2套桁架式吸泥机用于排

43、出池底沉渣。沉淀池出水自流进入回用水池。主要设计参数如下：单组设计流量： 292m3/h 表面负荷： 1.5m3/(m2h) 沉淀时间： 2.5h单组池体尺寸： 42.05.04.0m，分为2格 有效水深： 3.5m 出水堰负荷： 2.0L/(sm） 单组配套设备：桁架式吸泥机，1台，跨距5.3m，功率1.1+0.75kW，不锈钢出水堰板2套。d）沉渣池沉渣池用于贮存沉淀池排出的沉渣，再用泵输送至尾砂库。主要设计参数如下：沉渣量： 60m3/d沉渣含水率： 98%池体尺寸： 4.04.03.5m 有效水深： 3.0m 配套设备：潜水搅拌机，1台，功率2.2kW，污泥泵，2台，流量30m3/h，扬程50m，功率11.0kw。e）回用水池回用水池用于储存废水处理站处理后清水，部分回用至选厂车间，多余排放。主要设计参数：设计流量： 292m3/h