1000 m?d冶炼金铅高盐废水零排放分盐资源化项目方案（一）

1000 m?/d冶炼金铅高盐废水零排放分盐资源化项目方案（一）

针对1000 m?/d冶炼铅金高盐废水（含贵金属残留），结合能源参数（电价0.68元/kWh，蒸汽270元/吨），制定系统性零排放分盐资源化方案。方案覆盖重金属回收→脱盐预处理→膜分质浓缩→MVR蒸发→结晶分盐→产品增值全链条，确保技术可行性与经济性平衡。

一、废水特性与设计基础

参数	数值范围	处理难点
TDS	50,000±10,000 mg/L	高盐致膜通量衰减
COD	2,500±500 mg/L	有机物导致膜污染/蒸发泡沫
总硬度	1,200±300 mg/L (CaCO?)	结垢风险
铅(Pb??)	0.5-1.5 g/L	毒性需优先脱除
金(Au)	0.1-0.3 g/L (溶解态)	高价值资源回收
pH	1.5-3.0	强酸性腐蚀设备

注：金以[Au(CN)?]?络合物形式存在，需专项回收

二、全流程工艺设计（分盐资源化核心路线）

 

1. 重金属优先回收单元（降毒+资源化）

铅脱除：

一级：投加Na?S（控制S??:Pb??=1.2:1），生成PbS沉淀（纯度>95%）

二级：残余Pb??用NaOH调pH=9.5生成Pb(OH)?，出水Pb<0.1 mg/L

两级化学沉淀：

铅泥处理：压滤脱水→熔炼回收粗铅（回收率92%）

金回收：

树脂吸附：装填硫醇基螯合树脂（Au吸附容量120 g/kg-resin）

解析再生：硫脲溶液（8%）解吸→电解提纯（99.99%金锭）

收益估算：按0.2g-Au/m?计，年回收金60kg，价值2,400万元

2. 深度软化-除硅预处理（保障膜系统安全）

工序	技术参数	效果目标
石灰软化	Ca(OH)? 2.2kg/m?，pH=10.5，反应30min	硬度↓至<50 mg/L
纯碱强化	Na?CO? 0.5kg/m?，pH=10.0	残余Ca??<10 mg/L
镁剂除硅	MgCl? 0.3kg/m? + PAC 0.1kg/m?，pH=9.0	SiO?↓至<5 mg/L
介质过滤	双层滤料（无烟煤+石英砂）	SS<5 mg/L
超滤(UF)	外压式中空纤维膜，通量60 LMH，COD截留率40%	SDI<3

3. 膜分质浓缩系统（分盐核心）

纳滤分盐（NF）系统：

浓水侧：Na?SO?占比>92% （Cl?/SO???<0.1）

产水侧：NaCl占比>85%

膜型号：杜邦FilmTec? NF270-400（二价盐截留率>98%）

操作参数：压力3.0 MPa，回收率75%，浓水TDS 120,000 mg/L

分盐效果：

反渗透（RO）浓缩：

一级RO：海水膜，压力6.0 MPa，回收率50%，产水TDS<500 mg/L（回用）

二级RO：高压膜，压力8.5 MPa，浓缩至TDS 180,000 mg/L

4. MVR蒸发-结晶分盐（零排终端）

系统	工艺设计	关键控制点
硫酸钠结晶	冷冻结晶（-5℃）→ 离心分离 → 流化床干燥	母液回流率20%
氯化钠结晶	MVR蒸发（压缩机COP=22）→ 强制循环结晶 → 离心干燥	晶种添加量5kg/m?
杂盐处置	含重金属残渣固化（水泥+螯合剂）→ 危废填埋	浸出毒性Pb<0.25 mg/L

三、分盐产品标准与资源化路径

产品	质量标准	资源化方向	经济价值
无水硫酸钠	GB/T 6009-2014 Ⅰ类	玻璃/造纸原料	320元/吨（年收14,600吨）
精制氯化钠	GB/T 5462-2015 精制盐	氯碱工业用盐	480元/吨（年收12,300吨）
再生水	GB/T 19923-2005	循环冷却水补水	节水成本6.5元/m?
金锭	AU99.99	贵金属交易	400元/g（年收60kg）

四、运行成本与收益模型（基于1000 m?/d）

1. 运行成本详表（单位：元/m?）

成本项	预处理	膜分盐	MVR结晶	固废处置	合计
电力	0.75	7.89	16.32	1.20	26.16
蒸汽	-	-	4.86	6.75	11.61
药剂	7.02	7.20	2.25	0.40	16.87
膜/设备更换	0.60	2.30	1.50	-	4.40
人工维护	1.20	1.50	1.80	0.80	5.30
危废处置	-	-	-	24.50	24.50
小计	9.57	18.89	26.73	33.65	88.84

2. 资源化收益（单位：元/m?）

产品	回收量	单价	收益
硫酸钠	0.045吨/m?	320元/吨	-14.40
氯化钠	0.038吨/m?	480元/吨	-18.24
再生水	0.45m?/m?	6.5元/m?	-2.93
金锭	0.0002kg/m?	400,000元/kg	-80.00
总收益			-115.57

3. 净处理成本

综合成本 = 88.84 - 115.57 = -26.73元/m?
即：每处理1吨废水净收益26.73元（金回收贡献率75%）

五、关键设备选型与创新设计

系统	设备名称	规格参数	创新点
金回收	螯合树脂塔	φ3.2m×6m，装填树脂8m?	硫醇基官能团吸附容量提升40%
膜分盐	纳滤膜组	48支NF270-400，6芯/压力容器	抗污染涂层延长寿命至5年
MVR蒸发	离心式蒸汽压缩机	流量12t/h，温升15℃，功率900kW	变频控制节能30%
冷冻结晶	刮刀式结晶器	换热面积220m?，制冷量1,200kW	过冷度控制<0.5℃

六、实施建议

1.重金属回收优先：前端金铅回收系统必须独立建设，避免贵金属进入后续系统损失。

2.膜系统抗污设计：

采用34mil宽流道RO膜壳，耐受高COD（>3,000mg/L）

每2h自动快冲+每周化学清洗（0.1%NaOH+0.025%SDS）

3.分盐纯度保障：

纳滤浓水侧添加BaCl?去除残余SO???（防NaCl结晶夹带）

氯化钠结晶母液经NF再浓缩，杜绝杂盐生成

3.智能控制系统：

建立TDS-压力-通量联动模型，动态优化膜系统回收率

MVR压缩机联锁蒸汽补入量，维持系统COP>22

经测算：项目总投资约1.2亿元，在贵金属收益支撑下，投资回收期<2年。方案兼具环境效益（重金属零排放）与经济可持续性（年净收益约976万元）。