铜冶炼废水治理工程技术规范(HJ2059-2018).pdf
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1、中华人民共和国国家环境保护标准HJ 2059-2018铜冶炼废水治理工程技术规范Technical specification for wastewater treatment of copper smelting(发布稿)本电子版为发布稿。请以中国环境出版集团出版的正式标准文本为准。2018-12-28 发布2019-03-01 实施生生 态态 环环 境境 部部发布HJ 2059-2018i目次前 言.i1 适用范围.12 规范性引用文件.13 术语和定义.24 污染物与污染负荷.35 总体要求.46 工艺设计.57 主要工艺设备和材料.128 检测及过程控制.149 主要辅助工程.1510
2、 劳动安全与职业卫生.1611 施工与验收.1712 运行与维护.18HJ 2059-2018i前 言为贯彻 中华人民共和国环境保护法 和 中华人民共和国水污染防治法 等法律法规,防治环境污染,规范铜冶炼废水治理工程的建设与运行管理,制定本标准。本标准规定了铜冶炼废水治理工程设计、施工、验收和运行与维护的技术要求。本标准为指导性标准。本标准为首次发布。本标准由生态环境部科技与财务司组织制订。本标准起草单位:中冶建筑研究总院有限公司、中国恩菲工程技术有限公司、云南铜业股份有限公司、江西铜业股份有限公司、长沙华时捷环保科技发展有限公司。本标准生态环境部2018年12月28日批准。本标准自2019年
3、03月01日起实施。本标准由生态环境部解释。HJ 2059-20181铜冶炼废水治理工程技术规范1 1 适用范围适用范围本标准规定了铜冶炼废水治理工程设计、施工、验收、运行和维护的技术要求。本标准适用于铜冶炼废水治理工程的建设与运行管理,可作为铜冶炼建设项目环境影响评价、环境保护设施设计、施工、验收及运行管理的参考依据。本标准不适用于再生铜冶炼废水治理工程。2 2 规范性引用文件规范性引用文件本标准内容引用了下列文件中的条款。凡是不注日期的引用文件,其有效版本(含修改单)适用于本标准。GB 5085.1危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别GB 5085.3危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别GB 5086.1固
4、体废物浸出毒性浸出方法 翻转法GB 14048低压开关设备和控制设备GB 14554恶臭污染物排放标准GB 18597危险废物贮存污染控制标准GB 18598危险废物填埋污染控制标准GB 18599一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准GB/T 22580特殊环境条件 高原电气设备技术要求 低压成套开关设备和控制设备GB 25467铜、镍、钴工业污染物排放标准GB 50009建筑结构荷载规范GB 50013室外给水设计规范GB 50014室外排水设计规范GB 50015建筑给水排水设计规范GB 50016建筑设计防火规范GB 50034建筑照明设计规范GB 50046工业建筑防腐蚀设计规范G
5、B 50052供配电系统设计规范GB 5005310KV 及以下变电所设计规范GB 50054低压配电设计规范GB 50055通用用电设备配电设计规范GB 50057建筑物防雷设计规范GB 50058爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB 5005935kV110kV 变电站设计规范GB 50093自动化仪表工程施工及验收规范HJ 2059-20182GB 50116火灾自动报警系统设计规范 GB 50140建筑灭火器配置设计规范GB 50141给水排水构筑物工程施工及验收规范GB 50187工业企业总平面设计规范GB 50189公共建筑节能设计标准GB 50191构筑物抗震设计规范GB 50
6、194工程施工现场供用电安全规范GB 50204混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50231机械设备安装工程施工及验收通用规范GB 50254电气装置安装工程低压电器施工及验收规范GB 50268给水排水管道工程施工及验收规范GB 50974消防给水及消火栓系统技术规范GB 50981建筑机电工程抗震设计规范GB 50988有色金属工业环境保护工程设计规范GBJ 22厂矿道路设计规范GBJ 50141给水排水构筑物工程施工及验收规范GBZ 1工业企业设计卫生标准GBZ 2.1工业场所有害因素职业接触限值 第 1 部分:化学有害因素GBZ 2.2工业场所有害因素职业接触限值 第 2 部分:物理
7、因素GBZ 158工业场所职业病危害警示标识CJJ 60城市废水处理厂运行、维护及其安全技术规程HJ 557固体废物浸出毒性浸出方法 水平振荡法HJ 863.3排污许可证申请与核发技术规范 有色金属工业铜冶炼建设项目(工程)竣工验收办法(计建设19901215 号)危险化学品安全管理条例(国务院令 第 591 号)排污口规范化整治技术要求(试行)(环监1996470 号)铜冶炼行业规范条件(工业和信息化部公告 2014 年第 29 号)危险废物转移联单管理办法(国家环境保护总局令 第5号)建设项目竣工环境保护验收暂行办法(国环规环评2017 4号)铜冶炼污染防治可行技术指南(试行)(环境保护部
8、公告 2015年第24号)国家危险废物名录(环境保护部令 第39号)国家鼓励发展的重大环保技术装备目录3 3 术语和定义术语和定义下列术语和定义适应于本标准。3.1 铜冶炼废水 copper smelting wastewaterHJ 2059-20183指铜冶炼生产过程中排出的生产废水和初期雨水。3.2 污酸 contaminated acid指冶炼烟气制酸过程净化工序排出的含有硫酸、重金属等化合物和其他有害杂质的稀酸溶液。3.3 酸性废水 acidic wastewater containing heavy metals指铜冶炼过程产生的含有重金属、酸、悬浮物等有害物质的废水。4 4 污染
9、物污染物与与污染负荷污染负荷4.1 废水来源与分类4.1.1 生产废水主要为污酸、酸性废水和一般生产废水等废水。4.1.2 污酸主要来源于铜冶炼烟气制酸过程中净化工序,主要污染物为稀硫酸、重金属、氟和悬浮物等。4.1.3 酸性废水主要来源于污酸处理后液、烟气制酸系统排出的电除雾器冲洗水、脱硫废水、制酸区地面冲洗水、湿法车间工艺排水、酸雾净化排水、污染地面冲洗水、实验室废水、危险废物填埋场渗滤液、萃余液等,主要污染物为重金属、氟、酸、悬浮物等。4.1.4 一般生产废水指污酸和酸性废水之外,生产过程中排出的其他废水。主要包括锅炉排出的热污染水,除盐水站和软水站排出的浓盐水,间冷循环冷却水系统的排污
10、水,一般工业固体废物贮存、处置场渗滤液,公辅及配套设施排出的含悬浮物、油等污染物的废水。4.1.5 初期雨水主要指铜冶炼过程中富集在厂区地面、屋顶、设备表面的颗粒物和跑、冒、滴、漏的污染物随雨水形成的初期径流。4.2 废水量4.2.1 现有企业废水产生量应通过实测确定,新建企业废水产生量可根据产品品种、生产工艺、生产规模、工作制度和管理水平相近的企业类比确定,还可以根据物料平衡、水平衡来确定。4.2.2 现有企业初期雨水收集量应根据实际监测情况确定,新(改、扩)建企业初期雨水收集量宜按不少于被污染区域面积的 15 mm 降水量确定。4.3 废水水质4.3.1 废水中污染物成分及浓度与原料、生产
11、工艺、装备水平、管理水平等有关。4.3.2 现有企业废水和初期雨水污染物成分和浓度应以检测数据为准,新(改、扩)建企业可通过物料平衡计算或参考类似企业确定,污染物成分根据 GB 25467 确定。4.3.3 无实测或类比数据时,污酸和酸性废水主要污染物成分及浓度范围可参照表1和表2。HJ 2059-20184表1 污酸主要污染物成分及浓度成分总铜总砷总锌总铅总镉总镍含量(mg/L)5050010001500020300150115010150成分总钴总汞氟化物悬浮物H2SO4含量(mg/L)1100.11030100050030001%10%注:H2SO4浓度单位为质量百分比浓度。表 2 酸性
12、废水主要污染物成分及浓度成分总铜总砷总铅总锌总镉总镍含量(mg/L)107010200102020300108015成分总钴硫化物氟化物pH 值悬浮物含量(mg/L)1512010200251000-20005 5 总体要求总体要求5.1 一般规定5.1.1 铜冶炼企业建设与运行管理应遵守国家和地方相关法律法规、产业政策、排放许可制和行业污染防治政策等管理要求,并积极推行清洁生产、提高资源能源利用率。5.1.2 铜冶炼企业建设涉及重金属等有毒有害物质的生产装置、储罐和管道,或者污水调节池、处理池和应急池等存在土壤污染风险的设施,应当按照国家有关标准和规范要求,设计、建设和安装有关防腐蚀、防泄漏
13、设施和泄漏监测装置,防止污染土壤和地下水。5.1.3 铜冶炼废水治理工程应符合经批准的环境影响评价文件的要求,并应与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。5.1.4 废水中含汞、铅、镉、六价铬、砷等第一类污染物时,应在车间或生产设施废水排放口处理。5.1.5 废水处理后外排水中污染物浓度应达到 GB 25467 及地方排放标准的要求,还应满足主要污染物总量控制、排污许可的要求。5.1.6 铜冶炼废水治理工程应设置事故应急防范设施。5.1.7 铜冶炼废水治理工程应采取二次污染防治措施,防止废水处理过程中产生的废气、废水、废渣对环境造成污染。5.1.8 企业应按照排污口规范化整治技术要求(试行
14、)以及 GB 25467 中有关排污口规范化设置的相关规定设置废水排放口。5.2 源头控制5.2.1 铜冶炼企业应对废水的产生、处理和排放进行全过程控制,优先采用清洁生产技术,提高资源、能源利用率,减少污染物的产生和排放。5.2.2 铜冶炼企业应不断提高水的重复利用率、减少废水产生量,工业用水循环利用率不应HJ 2059-20185低于铜冶炼行业规范条件的规定。5.2.3 铜冶炼企业产生的废水应分类收集、分质处理,实现清污分流、雨污分流。5.2.4 含有重金属的废水应优先回用。5.2.5 废水处理达标后,宜优先回用。5.3 建设规模5.3.1 建设规模应以废水量为依据,并应适应生产波动的要求,
15、分期建设的应满足企业总体规划的要求。5.3.2 铜冶炼废水治理工程建设规模宜符合下列要求:a)污酸、酸性废水和一般生产废水调节池容积应按最大日流量计算,有效容积宜不小于8h 废水量。b)初期雨水收集池容积应按 GB 50988 确定。c)初期雨水应及时利用或处理,保持初期雨水收集池有效容积。d)事故池有效容积应按事故区域初期雨水量、消防用水量、物料泄漏量之和计算。e)调节池后各处理单元按最大日平均流量计算。f)污泥处理和处置工程按最大日污泥量计算。5.4 工程构成5.4.1 废水治理工程由主体工程、辅助工程和配套设施构成。5.4.2 主体工程包括:废水收集、调节、提升、预处理、处理、回用与排放
16、、污泥浓缩与脱水、药剂配制、事故处置、渣库等设施。5.4.3 辅助工程包括:电气、控制与检测、给水排水、消防、排放口水质、水量在线监测、采暖、通风和空调等。5.4.4 配套设施包括:控制室、值班室和化验室等。5.5 工程选址与总体布置5.5.1 铜冶炼废水治理工程选址和总体布置应符合GB 50014、GB 50187和GBJ 22等标准的相关规定。5.5.2 总平面布置应统筹考虑废水产生、处理流程和各处理单元功能的关系,结合地形、地质条件等因素,经技术经济比较后确定,同时还应符合下列要求:a)总平面布置应紧凑、合理,满足施工、维护和管理等要求。b)总平面宜按工艺流程布置,并根据功能和物料性质分
17、区布置。c)竖向设计应充分利用原有地形,尽可能做到土方平衡,减少提升次数,降低运行电耗。d)应合理布置超越管线和维修放空设施,并确保放空水和污泥得到妥善处理和处置。e)输送污酸、酸性废水及酸、碱管道宜架空敷设。6 6 工艺设计工艺设计6.1 一般规定HJ 2059-201866.1.1 工艺设计前应对废水的水质、水量及其变化规律进行全面调查,得到具有代表性、准确的污染源参数,并进行必要的工艺试验。6.1.2 铜冶炼废水治理工程应在科研和生产实践的基础上,积极采用先进、适用的新技术、新工艺、新材料、新设备,且应符合本规范的有关规定。6.1.3 废水处理工艺的选择应根据废水量、水质、药剂来源、处理
18、后水质要求、污泥处置方法等因素,进行技术经济方案比较后确定,优先选用技术成熟、稳定、达标、污泥产率低、节能的处理工艺。6.1.4 污酸处理、酸性废水处理和一般生产废水处理可行技术可参照铜冶炼污染防治可行技术指南(试行)选用。污酸处理和酸性废水处理应优先采用回收有价值金属或综合利用的处理工艺。6.1.5 精矿仓区、熔炼区、制酸区等污染严重的装置区内初期雨水应单独收集,宜与酸性废水合并处理;装置区外被污染区域雨水宜另行单独收集处理。6.1.6 湿法冶炼工艺排出的萃余液除油后与酸性废水合并处理。6.1.7 厂区生活污水应独立管网收集,单独处理。6.1.8 膜分离法、低温多效蒸发法或蒸发结晶工艺可用作
19、废水减排处理或回用。6.2 工艺选择6.2.1 污酸处理工艺宜选用石灰(石)中和法、硫化法或组合工艺。砷含量小于 500mg/L时,宜采用石灰(石)中和法处理,砷含量超过 500mg/L 时,宜采用硫化法+石灰(石)中和法处理。6.2.2 污酸处理后液 pH 值宜控制在 2 左右,后续处理工艺与酸性废水处理相同。6.2.3 酸性废水处理工艺宜选用中和法、石灰铁盐法或电化学法,也可根据需要选择组合工艺。6.2.4 初期雨水处理宜选用中和法、石灰铁盐法、电化学法或重金属捕集剂去除重金属,可与酸性废水合并处理,也可单独处理。6.2.5 一般生产废水处理需根据污染物成分选用调节、pH 值调整、气浮、絮
20、凝沉淀等工艺。6.3 污酸处理6.3.1 石灰(石)中和法和硫化法为污酸处理基本工艺,工艺流程见图 1 和图 2。6.3.2 石灰(石)中和法用于回收硫酸钙,硫化法用于去除污酸中的砷和铜、镉、汞等重金属,根据污酸成分及含量可组合用作污酸处理工艺。6.3.3 污酸中砷含量小于 1000mg/L 时,硫化法对砷的去除率宜按 90%95%计;污酸中砷含量大于 1000mg/L 时,硫化法对砷的去除率宜按 95%98%计。硫化法对铜的去除率宜按 96%98%计。6.3.4 硫化钠或其他硫化剂的用量应根据;硫离子与砷、重金属离子生成硫化物的摩尔量计算,设计用量宜为理论量的 11.4 倍,加药量通过氧化还
21、原电位控制。HJ 2059-201876.3.5 中和反应时间宜根据试验确定,采用石灰乳作中和剂时不宜小于 45 min,采用石灰石作中和剂时宜为 2h4h。酸性废水处理滤液污泥pH2污酸图 1 石灰(石)中和法处理污酸工艺流程图Na2S滤液污泥固液分离污泥脱水硫化反应污酸石灰(石)中和工艺图 2 硫化法处理污酸工艺流程图(以硫化钠为硫化剂)6.3.6 硫化反应时间宜根据试验确定,宜为 1h2h。6.3.7 硫化反应、硫化物沉淀分离应在密闭容器中进行,溢出的硫化氢气体应进行碱液吸收处理,尾气排放执行 GB 14554 中的规定。6.3.8 硫化反应槽在室内时,应设独立房间,应设通风、监测和报警
22、设施。6.4 酸性废水处理6.4.1 中和法、石灰铁盐法或电化学法为酸性废水处理基本工艺流程,工艺流程见图 3、图 4 和图 5。石膏渣中和反应石灰(石)乳固液分离污泥脱水硫化渣HJ 2059-20188酸性废水固液分离污泥脱水均化调节中和反应絮凝剂滤液中和剂pH 值调节图 3 中和法处理酸性废水工艺流程图酸性废水滤液回流污泥氧化反应氧化剂石灰乳二级中和反应固液分离污泥脱水中和渣回用或外排pH 值调节一级中和反应石灰乳铁盐絮凝剂图 4 石灰铁盐法处理酸性废水工艺流程图酸性废水污泥滤液电化学系统固液分离污泥脱水中和渣中和反应石灰乳絮凝剂pH 值调节回用或外排图 5 电化学法处理酸性废水工艺流程图
23、6.4.2 中和法工艺条件a)常用中和剂主要为石灰乳和氢氧化钠等;b)中和反应时间宜根据试验确定,并不宜小于 30min。回用或外排中和渣HJ 2059-20189c)废水投加中和剂后需达到的 pH 值应通过试验确定,无试验资料时可根据重金属氢氧化物的溶度积和处理后的水质要求确定。常温下处理单一重金属离子废水要求的 pH 值可参照表 3 中数值。铬、铅、锌为两性金属,其氢氧化物沉淀返溶 pH 值分别为 9、10 和 10.5。表 3 处理单一重金属离子废水的 pH 值金属离子Cd2+Co2+Cr3+Cu2+Fe3+Pb2+Zn2+pH 值111291278.571249109106.4.3 石
24、灰铁盐法工艺条件:a)废水投加石灰乳中和需达到的pH值应通过试验确定,无试验资料时可参照表3中数值。处理含多种重金属离子废水或采用污泥回流时,废水投加石灰后需达到的 pH 值可小于表 3中的数值。b)石灰铁盐法用于处理含镉废水时,宜采用三价铁盐作共沉剂和絮凝剂,其用量和 pH 值控制由试验确定,当缺乏试验资料时,Fe/Cd 不宜小于 10,并用石灰调节废水pH 值至 8 以上,也可根据废水中镉的含量大小选用一段处理或二段处理,每段石灰铁盐法对镉的去除率宜按 95%99%计。b)石灰铁盐法处理含砷废水时,根据废水中砷的价态和含量大小选用一段处理或二段处理,废水中含砷量大于 50mg/L 时宜采用
25、二段处理,每段石灰铁盐法对砷的去除率宜按98%99%计。c)石灰铁盐法处理含砷废水时,采用一段处理时,Fe/As 宜大于 10。当采用二段处理时,第一段 Fe/As 宜大于 2,第二段 Fe/As 宜大于 10,pH 值宜控制在 89。d)废水中的三价砷宜先氧化成五价砷,氧化剂可采用氧气、双氧水、漂白粉、次氯酸钠和高锰酸钾等。当出水回用时,不宜采用含氯氧化剂。e)采用空气氧化法使 Fe2+氧化成 Fe3+,空气用量为每克 Fe2+需 2L5L,废水 pH 值不宜小于 7,曝气时间不宜小于 30min。f)石灰铁盐法宜采用污泥回流技术。最佳回流比根据试验资料经技术经济比较后确定,无试验资料时,污
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