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摘要：主要叙述电解金属锰产生的含铬废水、含锰废水经深度处理后，达到国家环保标准，节能减排，变废为宝，资源回收利用。
关键词：电解金属锰 含铬废水 含锰废水 环保达标 PH值 RO膜 循环利用 达标
宁夏天元锰业是以电解金属锰为主导产品的企业，，公司长期以来对环境保护、污染防治与发展循环经济非常重视，充分认识节能减排的极端重要性和紧迫性，提出了以节能减排和提高资源利用为核心，以节能、节水、节材、资源综合利用和发展循环经济为重点的企业发展思路。经过几年的不懈努力，现已形成年产20万吨的生产规模，正在建设中的60万吨/年电解锰三期项目也即将投入生产，随着生产规模的不断扩大，生产过程中会产生大量的废水、废气、废渣等污染，不仅浪费资源而且严重污染环境，公司领导高度重视环境的治理工作，在电解锰三期设计初期首先贯彻国家“三同时”的原则和电解金属锰准入导则，将安全、环保在设计阶段就进行规划设计，一期、二期项目也进行了改造设计，所有的生产废水经收集后进入污水处理系统，达到二次循环再利用，处理后的废水即达到了国家对电解锰环保的要求同时也做到了节能减排，资源回收利用。
1、废水的种类及来源
1.1 电解金属锰生产废水分三种：含铬废水；含锰废水；循环水浓排水。
1.2 电解金属锰生产废水的来源：
1.2.1 其中含铬废水是有两部分组成：一部分是低浓度的带锰极板冲洗废水；一部分是高浓度的钝化液废水。（1）高浓度的含铬废水，量较小一期、二期收集后集中处理，三期收集后集中处理；（2）含铬废水经一类重金属达标处理后，将六价铬和总铬处理达标后，一部分进入电解生产线冲洗极板，一部分进入生产服务车间洗滤布，做到污水循环利用，多余部分的含铬废水进入含锰废水收集池。
1.2.2 含锰废水是由三部分组成：（1）产自电解锰滤布、隔膜布清洗车间工段；（2）产自电解锰次锰冲洗工段；（3）电解车间极板的冲洗；
1.2.3 循环水浓排水由两部分组成：主要来自电解锰生产线循环冷却水系统；一部分来自泵循环冷却系统；
综上所述，电解金属锰生产中产生的废水成分复杂，污染负荷重，源头众多。但是主要处理方案分为：生产废水处理；生活废水处理；循环水处理；生产废水的污染物是以总铬、六价铬、总锰、重金属为主。生活废水主要是悬浮物和氨氮等为主。
2、工艺废水治理方案
工艺废水治理方案分三种：含铬废水处理方案；含锰废水处理方案；循环水浓排水处理方案。
2.1 含铬废水处理方案：
2.1.1 重铬废水经集中处理后，六价铬、总铬量减少后，进入低浓度含铬废水系统集中处理；
2.1.3 铬废水处理目标：是为了把处理后的产水可大部分回用至电解车间生产作为极板冲洗和滤布冲洗用水，提高水的循环利用率，多余部分可与电解生产排出的含锰废水一并进入电解生产含锰废水处理系统。
2.1.4 含铬废水处理工艺介绍
电解金属锰含 Cr 废水首先进入调节池进行均化调节，然后调节 pH 至 2～3，为还原反应创造有利条件。 然后在废水进入还原反应池之前加入还原剂硫酸亚铁，使废水中氧化性较强的 Cr6+充分反应后还原成 Cr3+。加药剂量与在线的 Cr6+检测仪连锁，实现自动控制。还原反应后再中和 pH，控制在 8～8.5，此时 Cr3+及其它重金属以氢氧化物形式存在。在中和池中同时辅以曝气，目的是使Fe2+氧化为 Fe3+，同时在碱性环境下生成 Fe（OH）3 絮体，裹夹絮凝重金属氢氧化物形成较大的絮体。然后含有较高浓度絮体颗粒物的废水进入浸没式膜过滤池，利用超滤膜高效的分离特性实现固液分离，几乎所有的固体悬浮物都被截留。而膜的产水则满足达标排放标准：Cr6+<0.5mg/L，总 Cr<1.5mg/L，可回用至清洗滤布或进一步深度处理。而被截留在膜池内的固体悬浮物经过一定时间的富集后 会经泵送至板框压滤，滤渣作为铬铁生产原料回用，压滤上清液则回流至膜池再一次过滤。
2.2.3含锰废水处理工艺介绍
含锰废水首先进入调节池进行水质水量的均和调节，然后进入预处理单元即气浮池去除水体中的油及低密度颗粒杂质，防止后续超滤膜和反渗透的污堵。气浮产水自流进入浸没式超滤膜池，抽吸泵将水抽出，颗粒物则被截留在膜表面，从而实现固液分离。而被截留在膜池内的固体悬浮物经过一定时间的富集后会经泵送至板框压滤，滤渣与气浮的浮渣一并作为固废外排，压滤上清液则回流至膜池再一次过滤。超滤的产水进入反渗透膜，进行硫酸锰和硫酸铵的分离和浓缩。反渗透对 Mn 的截留率高达 98%，通过两级反渗透使最终的产品水含 Mn<0.1mg/L，满足锅炉水回用要求。废水中的所有锰资源实现浓缩，回用至電解锰生产原料液。
2.2.4 处理后的水质：
经过上述工艺处理，电解锰含锰废水经处理后获得一股干净的出水和一股浓缩液，出水作为锅炉补充水或循环水补水，浓缩液作为电解锰原料回收利用，不外排。
2.3循环水浓排水处理方案：
2.3.1 循环水浓排水处理目标：是为了把循环水浓排水处理的不仅能达到《污水综合排放标准》而且远优于《城市污水再生利用工业用水水质》的标准。
2.3.3循环水浓排水处理工艺介绍
1）循环水为防止系统内的细菌滋生造成膜污染，在循环水的浓排水进入调节之前的管线上添加杀菌剂。经过水质水量均和调节的无机废水由泵送入 CAP 加速软化器，在化学药剂的作用下进行 Ca、Mg 硬度的脱除，CAP 软化器的产水进入浸没式膜池，将反应产生的颗粒结晶物完全截留在膜表面，聚集在膜池内。浸没式膜系统采用中空纤维超滤 膜，通量高，抗污染性强，其过滤清液保证 SS<1mg/L，为 RO 进水提供保证。超滤产水经增压泵、5 微米保安过滤器和高压泵进入反渗透膜系统，反渗透膜的盐截留率高达 99%，确保膜的清液 TDS<150mg/L，远远优于锅炉补充水的水质要求。膜浓缩液仅含高浓度盐分，可作为铬铁水淬渣补充用水。 2）IMF 膜分离
采用浸没式 PVDF 膜分离废水中的颗粒物，为 RO 系统提供进水可靠保障。将 PVDF 膜置于废水中，通过抽吸泵将水抽出，颗粒物被截留在膜表面，实现固液分离，过滤 一定时间后，用滤清液对膜进行反洗和气擦洗，将膜表面的颗粒物清除，当废水中截 留的颗粒物达到一定浓度，将部分废水排入浓缩池，经板框脱水后得到固体废弃物， 板框滤清液返回系统继续处理。本系统分别采用 IMF 膜分离装置过滤循环水的外排浓水，为后续的反渗透单元提供 SDI 保证。
3）反渗透系统
循环水浓排水经 IMF 处理后也进入 RO 单元脱盐处理，此单元采用一级 RO 膜分 离，产水可作为锅炉补充水，浓缩液可作为铬铁水淬渣用水。
3.3.3 处理后的水质：
经过上述工艺处理，循环水浓排水经深度处理获得一股干净的出水和一股浓缩液，干净出水作为锅炉补充水或循环水补水。浓缩液作为镍铁生产水淬渣用水，不外排。
4、结论
本方案设计项目采用先进的膜技术工艺和设备，将电解金属锰生产中排放的各类废水进行分类处理和循环利用。方案设计项目符合国家产业政策，是全面贯彻落实科学发展观，建设资源节约型，循环友好型企业的重要举措。项目资源利用关联度强，综合利用率高，循环圈大，带动辐射力强，是一个环境治理与资源综合利用和循环利用的循环经济方案设计项目。
方案设计项目实施后，不仅将电解金属锰生产中排放的废水全部净化、回收再利用，实行综合治理、循环利用，有效的杜绝了电解金属锰生产中排放的废水对地下水的污染，解除了周边区域存在的环境风险与隐患，避免了对集中饮水源地的威胁，减少了环境污染等问题，实现循环利用，不外排。且使宁夏天元锰业有限公司形成以电解锰为龙头，生产废水和重金属资源综合利用，循环利用，环境治理和清洁生产为 一体的循环经济产业格局。
本方案设计项目作为环境保护的方案设计项目，在实现环保社会效益的同时，也带来了一定的经济效益。
综上所述，宁夏天元錳业有限公司电解金属锰生产废水循环利用方案设计项目是可行的，方案设计项目建设具有显著的社会效益，环保效益，并有一定的企业经济效益，对建设资源节约型，环境友好型社会，对构建和谐社会将起到十分重要的促进作用。
参考文献
1、左小红 高纯电解锰生产工艺设计探讨
2、喻骑，罗洁，涂文中 电解金属锰生产的污染及其治理〔J〕中国锰业，2006，24（3）
3、喻骑 铁/碳微电解床处理电解锰生产钝化废水〔J〕中国锰业，2002，20（1）
关键词：电解金属锰 含铬废水 含锰废水 环保达标 PH值 RO膜 循环利用 达标
宁夏天元锰业是以电解金属锰为主导产品的企业，，公司长期以来对环境保护、污染防治与发展循环经济非常重视，充分认识节能减排的极端重要性和紧迫性，提出了以节能减排和提高资源利用为核心，以节能、节水、节材、资源综合利用和发展循环经济为重点的企业发展思路。经过几年的不懈努力，现已形成年产20万吨的生产规模，正在建设中的60万吨/年电解锰三期项目也即将投入生产，随着生产规模的不断扩大，生产过程中会产生大量的废水、废气、废渣等污染，不仅浪费资源而且严重污染环境，公司领导高度重视环境的治理工作，在电解锰三期设计初期首先贯彻国家“三同时”的原则和电解金属锰准入导则，将安全、环保在设计阶段就进行规划设计，一期、二期项目也进行了改造设计，所有的生产废水经收集后进入污水处理系统，达到二次循环再利用，处理后的废水即达到了国家对电解锰环保的要求同时也做到了节能减排，资源回收利用。
1、废水的种类及来源
1.1 电解金属锰生产废水分三种：含铬废水；含锰废水；循环水浓排水。
1.2 电解金属锰生产废水的来源：
1.2.1 其中含铬废水是有两部分组成：一部分是低浓度的带锰极板冲洗废水；一部分是高浓度的钝化液废水。（1）高浓度的含铬废水，量较小一期、二期收集后集中处理，三期收集后集中处理；（2）含铬废水经一类重金属达标处理后，将六价铬和总铬处理达标后，一部分进入电解生产线冲洗极板，一部分进入生产服务车间洗滤布，做到污水循环利用，多余部分的含铬废水进入含锰废水收集池。
1.2.2 含锰废水是由三部分组成：（1）产自电解锰滤布、隔膜布清洗车间工段；（2）产自电解锰次锰冲洗工段；（3）电解车间极板的冲洗；
1.2.3 循环水浓排水由两部分组成：主要来自电解锰生产线循环冷却水系统；一部分来自泵循环冷却系统；
综上所述，电解金属锰生产中产生的废水成分复杂，污染负荷重，源头众多。但是主要处理方案分为：生产废水处理；生活废水处理；循环水处理；生产废水的污染物是以总铬、六价铬、总锰、重金属为主。生活废水主要是悬浮物和氨氮等为主。
2、工艺废水治理方案
工艺废水治理方案分三种：含铬废水处理方案；含锰废水处理方案；循环水浓排水处理方案。
2.1 含铬废水处理方案：
2.1.1 重铬废水经集中处理后，六价铬、总铬量减少后，进入低浓度含铬废水系统集中处理；
2.1.3 铬废水处理目标：是为了把处理后的产水可大部分回用至电解车间生产作为极板冲洗和滤布冲洗用水，提高水的循环利用率，多余部分可与电解生产排出的含锰废水一并进入电解生产含锰废水处理系统。
2.1.4 含铬废水处理工艺介绍
电解金属锰含 Cr 废水首先进入调节池进行均化调节，然后调节 pH 至 2～3，为还原反应创造有利条件。 然后在废水进入还原反应池之前加入还原剂硫酸亚铁，使废水中氧化性较强的 Cr6+充分反应后还原成 Cr3+。加药剂量与在线的 Cr6+检测仪连锁，实现自动控制。还原反应后再中和 pH，控制在 8～8.5，此时 Cr3+及其它重金属以氢氧化物形式存在。在中和池中同时辅以曝气，目的是使Fe2+氧化为 Fe3+，同时在碱性环境下生成 Fe（OH）3 絮体，裹夹絮凝重金属氢氧化物形成较大的絮体。然后含有较高浓度絮体颗粒物的废水进入浸没式膜过滤池，利用超滤膜高效的分离特性实现固液分离，几乎所有的固体悬浮物都被截留。而膜的产水则满足达标排放标准：Cr6+<0.5mg/L，总 Cr<1.5mg/L，可回用至清洗滤布或进一步深度处理。而被截留在膜池内的固体悬浮物经过一定时间的富集后 会经泵送至板框压滤，滤渣作为铬铁生产原料回用，压滤上清液则回流至膜池再一次过滤。
2.2.3含锰废水处理工艺介绍
含锰废水首先进入调节池进行水质水量的均和调节，然后进入预处理单元即气浮池去除水体中的油及低密度颗粒杂质，防止后续超滤膜和反渗透的污堵。气浮产水自流进入浸没式超滤膜池，抽吸泵将水抽出，颗粒物则被截留在膜表面，从而实现固液分离。而被截留在膜池内的固体悬浮物经过一定时间的富集后会经泵送至板框压滤，滤渣与气浮的浮渣一并作为固废外排，压滤上清液则回流至膜池再一次过滤。超滤的产水进入反渗透膜，进行硫酸锰和硫酸铵的分离和浓缩。反渗透对 Mn 的截留率高达 98%，通过两级反渗透使最终的产品水含 Mn<0.1mg/L，满足锅炉水回用要求。废水中的所有锰资源实现浓缩，回用至電解锰生产原料液。
2.2.4 处理后的水质：
经过上述工艺处理，电解锰含锰废水经处理后获得一股干净的出水和一股浓缩液，出水作为锅炉补充水或循环水补水，浓缩液作为电解锰原料回收利用，不外排。
2.3循环水浓排水处理方案：
2.3.1 循环水浓排水处理目标：是为了把循环水浓排水处理的不仅能达到《污水综合排放标准》而且远优于《城市污水再生利用工业用水水质》的标准。
2.3.3循环水浓排水处理工艺介绍
1）循环水为防止系统内的细菌滋生造成膜污染，在循环水的浓排水进入调节之前的管线上添加杀菌剂。经过水质水量均和调节的无机废水由泵送入 CAP 加速软化器，在化学药剂的作用下进行 Ca、Mg 硬度的脱除，CAP 软化器的产水进入浸没式膜池，将反应产生的颗粒结晶物完全截留在膜表面，聚集在膜池内。浸没式膜系统采用中空纤维超滤 膜，通量高，抗污染性强，其过滤清液保证 SS<1mg/L，为 RO 进水提供保证。超滤产水经增压泵、5 微米保安过滤器和高压泵进入反渗透膜系统，反渗透膜的盐截留率高达 99%，确保膜的清液 TDS<150mg/L，远远优于锅炉补充水的水质要求。膜浓缩液仅含高浓度盐分，可作为铬铁水淬渣补充用水。 2）IMF 膜分离
采用浸没式 PVDF 膜分离废水中的颗粒物，为 RO 系统提供进水可靠保障。将 PVDF 膜置于废水中，通过抽吸泵将水抽出，颗粒物被截留在膜表面，实现固液分离，过滤 一定时间后，用滤清液对膜进行反洗和气擦洗，将膜表面的颗粒物清除，当废水中截 留的颗粒物达到一定浓度，将部分废水排入浓缩池，经板框脱水后得到固体废弃物， 板框滤清液返回系统继续处理。本系统分别采用 IMF 膜分离装置过滤循环水的外排浓水，为后续的反渗透单元提供 SDI 保证。
3）反渗透系统
循环水浓排水经 IMF 处理后也进入 RO 单元脱盐处理，此单元采用一级 RO 膜分 离，产水可作为锅炉补充水，浓缩液可作为铬铁水淬渣用水。
3.3.3 处理后的水质：
经过上述工艺处理，循环水浓排水经深度处理获得一股干净的出水和一股浓缩液，干净出水作为锅炉补充水或循环水补水。浓缩液作为镍铁生产水淬渣用水，不外排。
4、结论
本方案设计项目采用先进的膜技术工艺和设备，将电解金属锰生产中排放的各类废水进行分类处理和循环利用。方案设计项目符合国家产业政策，是全面贯彻落实科学发展观，建设资源节约型，循环友好型企业的重要举措。项目资源利用关联度强，综合利用率高，循环圈大，带动辐射力强，是一个环境治理与资源综合利用和循环利用的循环经济方案设计项目。
方案设计项目实施后，不仅将电解金属锰生产中排放的废水全部净化、回收再利用，实行综合治理、循环利用，有效的杜绝了电解金属锰生产中排放的废水对地下水的污染，解除了周边区域存在的环境风险与隐患，避免了对集中饮水源地的威胁，减少了环境污染等问题，实现循环利用，不外排。且使宁夏天元锰业有限公司形成以电解锰为龙头，生产废水和重金属资源综合利用，循环利用，环境治理和清洁生产为 一体的循环经济产业格局。
本方案设计项目作为环境保护的方案设计项目，在实现环保社会效益的同时，也带来了一定的经济效益。
综上所述，宁夏天元錳业有限公司电解金属锰生产废水循环利用方案设计项目是可行的，方案设计项目建设具有显著的社会效益，环保效益，并有一定的企业经济效益，对建设资源节约型，环境友好型社会，对构建和谐社会将起到十分重要的促进作用。
参考文献
1、左小红 高纯电解锰生产工艺设计探讨
2、喻骑，罗洁，涂文中 电解金属锰生产的污染及其治理〔J〕中国锰业，2006，24（3）
3、喻骑 铁/碳微电解床处理电解锰生产钝化废水〔J〕中国锰业，2002，20（1）