歐春華，吳奐，劉碩

（1.中機國際工程設(shè)計研究院有限責任公司，湖南長沙 410021；2.湖南有色金屬研究院有限責任公司，湖南長沙 410100）

初期污染雨水主要是污染區(qū)域降雨初期產(chǎn)生的雨水，宜取一次降雨初期15～30 min的雨量或降雨初期20～30 mm厚度的雨量[1]。后期雨水是指初期污染雨水之后產(chǎn)生的雨水。有色冶煉企業(yè)收集的雨水特別是初期雨水中含有鉛、鋅、砷、鎘等多種重金屬成分。這些重金屬成分主要來自于冶煉過程中產(chǎn)生的飛散降落到屋面或周圍道路上的含重金屬的煙塵、水蒸氣，以及在堆放和倒運過程中向周邊擴散的冶煉物料中的重金屬。重金屬污染物隨降雨進入雨水中，形成地表徑流，如不經(jīng)處理直接排放，會轉(zhuǎn)移到地表水、土壤和地下水，對環(huán)境造成嚴重污染，使我國原本貧乏的水資源變成不可重復(fù)利用資源，并成為國家經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展的瓶頸。

4)果皮底色。蘋果成熟時，果皮的顏色可作為判斷果實成熟度的標志之一。未成熟果實的果皮中有大量的葉綠素，隨著果實的成熟，葉綠素逐漸分解，果皮底色由深綠色逐漸轉(zhuǎn)為黃綠色可以作為果實成熟的標志。借助標準比色卡、色差儀或經(jīng)驗，可以根據(jù)果皮底色來判斷成熟度，以便適時采收。

某銅鉛鋅冶煉企業(yè)始建于20世紀50年代。由于生產(chǎn)布局相對凌亂，雨水管網(wǎng)和污水管網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)無序，導(dǎo)致該企業(yè)無法做到的雨污分流。雨季時，雨水被收集后排入生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)，該企業(yè)需要花費極大的成本對雨污混合的廢水進行處理。同時，溢流或未被收集的雨水攜帶著大量重金屬污染物，未經(jīng)處理直接排放，形成徑流后進入下游水體，對區(qū)域地表水、地下水和土壤造成污染。為響應(yīng)國家產(chǎn)能合并、技術(shù)和環(huán)境升級、節(jié)水減排等政策，該企業(yè)2018年開始結(jié)合自身生產(chǎn)現(xiàn)狀進行工藝、技術(shù)、設(shè)備的升級改造，并針對生產(chǎn)過程中暴露出來的環(huán)境問題陸續(xù)實施了環(huán)保設(shè)施改造，其中就包括了雨水系統(tǒng)的改造。本文擬針對該企業(yè)初期雨水、后期雨水分類收集和處理的改造思路以及有效控制雨水中重金屬排放的改造方案進行分析，探討有色冶煉企業(yè)雨水綜合治理和節(jié)水減排的實踐成效。

1 改造前雨水系統(tǒng)情況及存在問題

1.1 改造前廠區(qū)雨水系統(tǒng)情況

某有色冶煉企業(yè)在環(huán)保系統(tǒng)升級改造前廠區(qū)雨水系統(tǒng)情況如下：1）廠區(qū)部分生產(chǎn)區(qū)域建設(shè)有雨水明溝，但由于建設(shè)年代久遠存在不同程度的積於、破損、溢流；1#、2#、9#路及西門道路兩側(cè)等未建設(shè)雨水溝；壓風機房外未建設(shè)導(dǎo)流溝；廠區(qū)鄰近山體側(cè)未建設(shè)截洪溝。2）廠區(qū)內(nèi)建設(shè)1個容積為600 m3、1個容積為400 m3的初期雨水收集池對廠區(qū)生產(chǎn)區(qū)域初期雨水進行收集。3）廠區(qū)建設(shè)1座處理工藝為“片堿+鐵鹽+硫化中和+膜過濾”、處理規(guī)模為600 m3/d的一般生產(chǎn)廢水處理站，以及1座處理工藝為“四段石灰中和”、處理規(guī)模為400 m3/d的污酸廢水處理站。初期雨水與生產(chǎn)廢水共用生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)。4）廠區(qū)雨水排放口未設(shè)置切換閥門，也未設(shè)置雨水監(jiān)測設(shè)施。

串口自動識別，在固定串口波特率（如115200）的情況下，獲取已存在的串口，然后讀取所有串口的數(shù)據(jù)，選擇出正確的串口。判斷正確串口的充分條件是：

1.2 存在問題

根據(jù)調(diào)查分析可知，該企業(yè)雨水系統(tǒng)在環(huán)保系統(tǒng)升級改造前存在如下問題：1）廠區(qū)建設(shè)年代久遠，生產(chǎn)布局混亂，廠區(qū)雨污管網(wǎng)未進行統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)，部分區(qū)域雨污分流設(shè)計不合理，雨污分流系統(tǒng)不完善，無法做到完全的雨污分流、清污分流。2）廠區(qū)已建初期雨水收集池容積較小，遠達不到廠區(qū)生產(chǎn)區(qū)域初期雨水收集要求，未能實現(xiàn)初期雨水的有效收集。初期雨水中含有大量鉛、鋅、砷、鎘等重金屬污染物，存在雨水超標排放的環(huán)境風險。3）廠區(qū)鄰近山體一側(cè)未進行雨水截流。暴雨時，會有大量雨水進入廠區(qū)，增大廠區(qū)受污染雨水的產(chǎn)生量和排放量。4）收集的初期雨水進入生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)，由于初期雨水水質(zhì)與生產(chǎn)廢水水質(zhì)存在一定差異，且收集的初期雨水量變化很大，導(dǎo)致進入生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)中的雨污混合廢水產(chǎn)生量和水質(zhì)的波動均很大。尤其是雨季時，企業(yè)需要花費極高的成本對雨污混合廢水進行處理，既無法實現(xiàn)生產(chǎn)廢水的處理回用，也無法對雨水進行有效收集、處理，最終導(dǎo)致重金屬污染物持續(xù)地進入地表水體，造成下游地表水體水質(zhì)超標，對區(qū)域地下水和土壤產(chǎn)生了較大的不良影響。5）廠區(qū)雨水排放口無初期雨水切換閥門，不利于初期雨水有效收集控制，未進行雨水排放口日常監(jiān)測，不利于雨水中重金屬污染物的監(jiān)管。

2 雨水系統(tǒng)改造思路

初期雨水按式（1）計算：

2.1 初期雨水

新建處理工藝為“片堿中和+膜處理”、處理規(guī)模為1 000 m3/d的初期雨水處理站，處理非制酸區(qū)初期雨水。雨水經(jīng)處理后回用于生產(chǎn)。依托改造后的400 m3/d污酸廢水處理站處理制酸區(qū)初期雨水，處理后回用于生產(chǎn)。

2.2 后期雨水

新建全廠后期雨水收集池，采取中和沉淀法處理后期雨水，雨水經(jīng)處理后回用于生產(chǎn)。

3 有色冶煉企業(yè)雨水系統(tǒng)改造實踐

3.1 雨水收集系統(tǒng)改造

1）廠區(qū)外靠近山體側(cè)設(shè)置截洪溝，連接廠外排水渠，將山體雨水截流排出，防止進入廠區(qū)。

后期雨水中轉(zhuǎn)池與收集池設(shè)置情況見表2。

錢幣是一種特殊的商品，是從商品交換中分離出來的、固定充當一般等價物的特殊商品。這與絲綢、陶瓷、茶葉、藥材等商品相比，具有很大的不同，因此錢幣所起的作用自然就與絲綢、茶葉、陶瓷等有所不同。

該有色冶煉企業(yè)制酸區(qū)初期雨水主要污染物為硫酸、氟化物和少量重金屬等，pH值比較低，重金屬含量較低。非制酸區(qū)初期雨水主要污染物，為鉛、鎘等，重金屬濃度比制酸區(qū)初期雨水要高得多，pH也相對制酸區(qū)初期雨水要高。由于制酸區(qū)和非制酸區(qū)初期雨水水質(zhì)差距較大，該企業(yè)根據(jù)不同區(qū)域初期雨水水質(zhì)進行分質(zhì)處理，其中制酸區(qū)初期雨水進入提質(zhì)改造后的污酸廢水處理站處理，非制酸區(qū)初期雨水則新建初期雨水處理站處理。

標準大氣壓下，式中各項參數(shù)取值：cw為水比熱，取4.190 kJ/（kg·℃）；cg為水蒸氣比熱容，取2.080 kJ/（kg·℃）；rg為水蒸氣100℃汽化潛熱，取2 258.4 kJ/kg；Tm1取20℃；理想情況下，為避免尾氣腐蝕設(shè)備，溫度應(yīng)高于露點溫度，取Tg=Te2=Tm2=130℃。

5）清理廠區(qū)熔煉及生產(chǎn)廢水處理站區(qū)域、廠前區(qū)域2個已建初期雨水收集池淤泥，防止占用初期雨水收集池容積。在制酸區(qū)、精礦倉區(qū)、氧氣站及煙化爐區(qū)、鉛稀貴區(qū)各新建1個初期雨水收集池，容積分別為448 m3、1 128 m3、900 m3、2 750 m3，合計容積為5 226 m3。其中鉛稀貴區(qū)容積為2 750 m3的初期雨水收集池兼作全廠初期雨水收集池，非制酸區(qū)初期雨水由分區(qū)初期雨水收集池匯入全廠初期雨水收集池，進入初期雨水處理站。

針對雨水系統(tǒng)存在的問題，該有色冶煉企業(yè)采取了如下改造思路：1）按照清污分流、雨污分流、節(jié)水減排的原則對雨水系統(tǒng)進行改造，建設(shè)完善的雨污分流、清污分流系統(tǒng)。2）配套足夠的初期雨水收集池和后期雨水收集池，有效地分區(qū)域、分類收集初期雨水和后期雨水。3）分類建設(shè)初期雨水和后期雨水處理設(shè)施，雨水經(jīng)分質(zhì)處理達到《城市污水再生利用：工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T 19923—2005）要求后，泵送入廠區(qū)回用水池，回用于制酸系統(tǒng)凈化系統(tǒng)、沖渣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等生產(chǎn)工序，實現(xiàn)雨水和重金屬減排。

4）在熔煉及生產(chǎn)廢水處理站區(qū)域、廠前區(qū)、制酸區(qū)、精礦倉區(qū)、氧氣站及煙化爐區(qū)、鉛稀貴區(qū)的分區(qū)低點雨水溝設(shè)置初期雨水切換閥，各分區(qū)初期雨水經(jīng)雨水溝自流進入分區(qū)初期雨水收集池。

式中:Q為設(shè)計雨水量，L/s；ψ為設(shè)計徑流系數(shù)，取0.7；q為設(shè)計暴雨強度，L/（s·ha）；F為設(shè)計匯水面積，ha。

當?shù)赜晁O(shè)計暴雨強度q按式（2）計算：

通過對我國商業(yè)銀行不良貸款成因的探討，進行宏觀和微觀層面的模型分析并提出相應(yīng)的改善方式，從而提高銀行資金利用率，加強商業(yè)銀行競爭能力。

在基于類內(nèi)和類間距離的粗粒度AP聚類的基礎(chǔ)上，利用MapReduce模型[15]對改進的AP聚類進行并行處理以優(yōu)化算法.IOCAP算法主要包括兩個MapReduce過程.如圖1所示.第一階段是對粒度劃分后的子集進行并行AP聚類，包含Mapper1和Reducer1，其中Mapper1獲取粒度劃分后的n個數(shù)據(jù)集，Reducer1并行地在n個數(shù)據(jù)集上進行AP聚類，得出聚類代表集合和聚心；第二階段包含Mapper2和Reducer2，利用第一階段形成的聚類代表為所有的數(shù)據(jù)點指明最終的聚心.

式中：t為降雨歷時，取15 min；P為設(shè)計重現(xiàn)期，取3 a。

經(jīng)計算得，q=251.45 L/（s·ha）。

1.3 高氣壓暴露與減壓方案 以 100 kPa/min 的速率壓縮空氣加壓（所有壓強單位均表示表壓），在 500 kPa 暴露 60 min。暴露期間持續(xù)通風（通氣量為 1 L/min），艙底鋪堿石灰進一步吸收殘留CO2，艙內(nèi)溫度維持在 23～25 ℃。高氣壓暴露結(jié)束后以 200 kPa/min 勻速減至常壓。出艙后置于平坦地面上自由活動，環(huán)境溫度為（24±1）℃，相對濕度為（55±5）%。

根據(jù)廠區(qū)各區(qū)域面積計算一次初期雨水量及初期雨水收集池的設(shè)計參數(shù)，具體情況見表1。

表1 初期雨水收集池設(shè)置情況

6）各初期雨水收集池出口均配置提升泵，制酸區(qū)初期雨水收集池與污酸廢水處理站之間，廠前區(qū)、精礦倉區(qū)、氧氣站及煙化爐區(qū)初期雨水收集池與鉛稀貴區(qū)初期雨水收集池之間，鉛稀貴區(qū)初期雨水收集池與初期雨水處理站之間均采用壓力管連接，雨水經(jīng)泵有壓輸送。

污酸廢水處理站主要接納鉛冶煉廠制酸工段污酸、制酸尾氣脫硫、脫硝廢水、離子胺脫硫脫硝廢水、精鉛稀貴脫硫排污水、制酸工序區(qū)域酸性雨水，及電鉛、稀貴金屬回收子項目脫硫預(yù)洗水、濕法車間工藝出水等酸性廢水，處理規(guī)模為400 m3/d，改造前處理工藝為“四段石灰中和”，改造后處理規(guī)模不變，處理工藝為“四段石灰中和+電絮凝處理+除鉈處理”處理工藝，主要處理酸、氟化物以及重金屬污染物，增加的除鉈處理工藝對重金屬鉈有較好去除作用。制酸區(qū)初期雨水依托改造后的污酸廢水處理站處理工藝流程見圖2。

2）對廠區(qū)現(xiàn)有淤積、破損排水溝進行清淤、防滲處理，對積水段排水溝重新找坡改造，確保雨水重力流收集。

表2 后期雨水中轉(zhuǎn)池與后期雨水收集池設(shè)置情況

該有色冶煉企業(yè)所在地多年平均降雨量1 440 mm，按全廠面積2.715×105m2估算全年降雨量約為3.910×105m3，徑流系數(shù)取0.7，能收集的雨水量為2.737×105m3。當?shù)厝昶骄邓鞌?shù)為72 d，折合每天可收集降雨量3 801 m3，扣除單獨收集的初期雨水量后，后期雨水量更小，新建全廠后期雨水收集池容積5 250 m3能滿足全廠后期雨水的收集要求。

3.2 初期雨水處理系統(tǒng)改造

3）在廠區(qū)內(nèi)1#、2#、9#路及西門道路兩側(cè)新建雨水溝，在壓風機房外增設(shè)導(dǎo)流溝，雨水溝和導(dǎo)流溝均為重力找坡，并進行防滲處理。

按照《有色金屬工業(yè)環(huán)境保護工程設(shè)計規(guī)范》（GB 50988—2014），收集初期雨水宜在5日內(nèi)全部利用或處理。該有色冶煉企業(yè)初期雨水處理設(shè)施實際建設(shè)規(guī)模滿足5日內(nèi)全部處理要求，分析見表3。

表3 初期雨水處理設(shè)施建設(shè)規(guī)模符合性分析

1）非制酸區(qū)初期雨水處理站改造。

非制酸區(qū)初期雨水主要為鉛、鋅、砷、鎘等污染物，化學沉淀法具有技術(shù)成熟、投資少、處理成本低、管理方便等優(yōu)點，膜分離法具有節(jié)能、無相變、設(shè)備簡單、操作方便等優(yōu)點[2]，為達到重金屬處理效果，該有色冶煉企業(yè)選用化學沉淀法和膜分離法相結(jié)合的處理方法，新建1座初期雨水處理站，處理規(guī)模為1 000 m3/d，處理工藝為“片堿中和+膜處理”。非制酸區(qū)初期雨水處理站處理工藝流程見圖1。

圖1 初期雨水處理站處理工藝流程

2）制酸區(qū)初期雨水處理系統(tǒng)改造。

該有色冶煉企業(yè)制酸區(qū)初期雨水由于pH值比較低且含有氟化物、鉈等重金屬污染物，水質(zhì)與污酸廢水處理站水質(zhì)相近，因此依托改造后的污酸廢水處理站處理后回用于生產(chǎn)。

4.氧傳感器λ值為0.99，理想狀態(tài)下空燃比λ值為1，故障車的λ值為0.99，也算正常，但是混合汽短期修正值和長期修正值遠超正常范圍(正常應(yīng)不超過±10%)，說明故障車的λ值(0.99)是經(jīng)過修正后才處于正常范圍的。

7）對廠區(qū)精礦倉區(qū)、煙化爐區(qū)280 m3、210 m3后期雨水中轉(zhuǎn)池進行清淤處理，在全廠初期雨水收集池旁新建1座5 250 m3全廠后期雨水收集池。

圖2 改造后的污酸廢水處理站處理工藝流程

3.3 后期雨水處理系統(tǒng)改造

后期雨水重金屬污染物含量已較低，由于冶煉行業(yè)對生產(chǎn)用水水質(zhì)要求不高，為了節(jié)約水資源，降低處理成本，該企業(yè)對后期雨水處理和排放系統(tǒng)進行改造，在全廠初期雨水收集池旁配套新建1座5 250 m3的全廠后期雨水收集池，根據(jù)后期雨水檢測水質(zhì)，滿足回用水質(zhì)標準時可不經(jīng)處理直接泵送進入廠區(qū)回用水池，不滿足回用水質(zhì)標準時采用化學沉淀法處理工藝，在后期雨水收集池中加堿，經(jīng)簡單沉淀處理達標后上清液泵送進入廠區(qū)回用水池。

3.4 回用水系統(tǒng)改造

1）在初期雨水處理站、除鉈設(shè)施二段和后期雨水收集池出口均設(shè)置提升泵，新建壓力管連接回用水池，依托廠區(qū)回用水池，形成回用水系統(tǒng)。

2）后期雨水收集池出口設(shè)置重金屬在線監(jiān)測設(shè)施，監(jiān)測項目為pH、化學需氧量、氨氮、砷、鎘、鉛，防止異常情況下后期雨水超標排放。

3）廠區(qū)涉重生產(chǎn)區(qū)域總用水量為15 956 m3/d，其中生產(chǎn)廢水處理回用水量4 812 m3/d，還需補充水量11 144 m3/d，補水區(qū)域為制酸系統(tǒng)凈化系統(tǒng)、沖渣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)。正常情況下廠區(qū)初期雨水與收集的后期雨水經(jīng)處理達標后全部回用，可減少廠區(qū)涉重生產(chǎn)區(qū)域所需新水量。如遇極端天氣優(yōu)先初期雨水回用，多余的后期雨水處理滿足當?shù)丨h(huán)保要求后排放。

4 改造實施效果評價

4.1 雨水綜合治理效果

該有色冶煉企業(yè)于2021年完成對雨水系統(tǒng)的改造，改造后初期雨水和后期雨水分區(qū)分質(zhì)收集處理后回用。2021年對初期雨水處理站、污酸廢水處理站和后期雨水收集池進行檢測，初期雨水處理站、污酸廢水處理站檢測結(jié)果見表4，后期雨水出口監(jiān)測結(jié)果見表5。

表4 初期雨水處理站、污酸廢水處理站檢測結(jié)果

表5 后期雨水收集池出口檢測結(jié)果

《城市污水再生利用：工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T 19923—2005）中要求再生水用作工業(yè)用水水源的pH值為6.5～8.5，CODcr≦60 mg/L，SS質(zhì)量濃度為≦30 mg/L?！躲~、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標準》（GB 25467—2010）中要求水污染物特別排放限值中pH值為6～9，CODcr為50 mg/L，SS質(zhì)量濃度為10 mg/L，總鉛質(zhì)量濃度為0.2 mg/L，總鋅質(zhì)量濃度為1.5 mg/L，總砷質(zhì)量濃度為0.1 mg/L，總銅質(zhì)量濃度為0.5 mg/L，總鎘質(zhì)量濃度為0.02 mg/L，總鎳質(zhì)量濃度為0.5 mg/L，總鈷質(zhì)量濃度為1.0 mg/L，總汞質(zhì)量濃度為0.01 mg/L。《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標準》（GB 25466—2010）及其修改單要求水污染物特別排放限值中pH值為6～9，CODcr為60 mg/L，SS質(zhì)量濃度為50 mg/L，總鉛質(zhì)量濃度為0.5 mg/L，總鋅質(zhì)量濃度為1.5 mg/L，總砷質(zhì)量濃度為0.5 mg/L，總銅質(zhì)量濃度為0.5 mg/L，總鎘質(zhì)量濃度為0.05 mg/L，總鎳質(zhì)量濃度為0.5 mg/L，總汞質(zhì)量濃度為0.03 mg/L，總鉈質(zhì)量濃度為0.017 mg/L。

區(qū)塊鏈技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的身份認證研究……………………………………………楊惠杰，周天祺，桂梓原 24-6-35

對比分析，可以發(fā)現(xiàn)該企業(yè)改造后初期雨水處理站回用水池、污酸廢水處理站回用水池和后期雨水出口水質(zhì)能滿足上述國家標準要求，各類雨水治理達到預(yù)期效果，能保證雨水回用水質(zhì)和回用率。

2015年7月中旬到8月底，選擇晴朗天氣，于上午 9:00—11:00利用便攜式光合儀（LI-6400，LI-COR，USA）測定各演替階段優(yōu)勢種植物葉片的氣體交換參數(shù)。測定時，選用開放氣路，空氣流速為 500 cm3·min-1，在外界 CO2濃度下大約為 350 μmol·mol-1條件下，用紅藍光源提供 1000 μmol·m-2·s-1光強進行測定，選擇 3 株健康植物冠中部向陽枝條前端5~7片成熟完整的葉片進行測量，每個葉片記錄3組數(shù)據(jù)用于統(tǒng)計分析。主要測定指標包括葉片凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs），葉片瞬時水分利用率（WUEi）利用下式進行計算：

4.2 節(jié)水減排效果

該有色冶煉企業(yè)雨水系統(tǒng)改造后初期雨水和后期雨水分別收集、分別處理后回用于生產(chǎn)，不僅節(jié)約了水資源，也大大減少雨水中重金屬污染物的排放。

5 結(jié)語

綜上所述，該有色冶煉企業(yè)響應(yīng)國家環(huán)境升級政策的要求，按照雨污分流、清污分流、節(jié)水減排原則進行雨水系統(tǒng)改造，分區(qū)分質(zhì)收集初期雨水和后期雨水并處理回用。實踐證明，該企業(yè)改造后初期雨水處理站、污酸廢水處理站出口水質(zhì)既能滿足《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標準》《鉛鋅工業(yè)污染物排放標準》及其修改單中關(guān)于特別排放標準限值的要求，也能滿足《城市污水再生利用：工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T 19923—2005）回用水要求，各類雨水治理達到預(yù)期效果，實現(xiàn)了廠區(qū)雨水的減排，有效節(jié)約了水資源，減少了重金屬污染物的排放。