冶炼废水零排放处理工艺

冶金工业是重要的原材料工业部门，为国民经济各部门提供金属材料，也是经济发展的物质基础。但随着我国冶金行业生产能力的不断提高，冶金产品多，生产工艺多样，生产过程中产生大量废水，主要分为冷却水、酸洗废水、除尘废水、煤气及烟气洗涤水、洗渣水、焦化废水。冶炼废水富含重金属离子(主要包括as、Cd、Pb、Tl、Zn)和高盐(主要包括Cl-、SO42-、Na+、Ca2+、K+)等复杂难降解物质。如果将废水直接排放到环境中，不仅会对水体或其他环境因素造成严重污染，还会造成资源的极大浪费。因此，对于冶金行业来说，如何高效地净化和回收废水已成为环保领域亟待解决的重大技术问题，研究废水零排放技术势在必行。

1.冶炼废水零排放处理工艺

目前冶炼废水的零排放处理主要是通过优化生产工艺，实现工艺水的梯级利用，降低工艺水耗，降低水耗率，提高循环水浓缩倍数，减少污水排放，采用反渗透、电渗析、蒸发结晶等水处理新工艺。，并将处理后的生产废水循环至各工段的生产工序。冶炼废水零排放处理工艺流程复杂，运行费用和投资高。根据各冶炼厂排放水量、水质和回用盐水量的不同，冶炼废水零排放处理有几种方案:

1.1预处理+膜浓缩工艺

预处理+膜浓缩工艺流程如图1所示。首先通过预处理工段去除冶炼废水中的重金属离子，通过高效沉淀池去除水中的临时硬度和永久硬度，然后通过多介质过滤和活性炭过滤器进一步去除水中的悬浮物、胶体和微生物，再通过超滤、RO反渗透和DTRO高压反渗透进一步脱盐。淡水产率可达85%以上。处理工艺系统产生的淡水回用于冶炼厂生产工艺用水，浓水回用于冲渣补水，实现冶炼废水零排放。工艺设备投资相对较少，运行费用低，适用于重金属含量高、含盐量高的废水处理。

1.2预处理+膜浓缩+电渗析工艺

预处理+膜浓缩+电渗析的工艺流程如图2所示。首先通过预处理工段去除冶炼废水中的重金属离子，通过高效沉淀池去除水中的临时硬度和永久硬度，然后通过多介质过滤和活性炭过滤进一步去除水中的悬浮物、胶体和微生物，再通过超滤和RO反渗透使淡水产出率达到75%以上，通过电渗析使总淡水产出率达到80%~90%。处理工艺系统产生的淡水回用作冶炼厂生产工艺用水，浓水回用作冲渣补水，实现冶炼废水零排放。电渗析的能耗大部分来自电能，能耗低，预处理要求低，设备简单，在处理含盐废水方面具有独特的优势。

1.3预处理+膜浓缩+蒸发结晶工艺

预处理+膜浓缩+蒸发结晶的工艺流程如图3所示。首先通过预处理段去除冶炼废水中的重金属离子，通过高效沉淀池去除水中的临时硬度和永久硬度，然后通过多介质过滤和活性炭过滤进一步去除水中的悬浮物、胶体和微生物，再通过超滤和RO反渗透进一步脱盐。新鲜水产率可达75%以上，然后进入蒸发结晶工段。

该处理工艺的产水量很高，总产水量可达97%左右。然而，蒸发结晶系统的投资和运行费用也很高，因此关键因素是蒸发结晶系统的废水处理能力。因此，废水在进入蒸发结晶之前应高度浓缩。膜浓缩产生的淡水可回用作冶炼厂生产工艺用水，一部分浓水可回用作冲渣补水，其余可进入蒸发结晶系统。蒸发结晶的能耗主要来自蒸汽，能耗低，处理后水质好，适用于处理含重金属和高盐废水。

综上所述，按照目前我国冶炼废水零排放处理工艺，如果采用任何一种工艺，都要先通过预处理去除废水中的重金属离子，再通过膜浓缩工艺减少含盐废水量。一方面，含盐废水可以循环利用作为冲渣补水的出口，另一方面，剩余的浓水通过蒸发结晶系统最终可以实现冶炼废水的零排放。蒸发结晶是将废水中的污染物分离成结晶盐的过程。但结晶盐成分复杂，处理不当会成为新的污染源，投资和运行成本高。因此，结晶盐的处理是实现冶炼废水零排放的必要工艺，优质结晶可以实现结晶盐的资源化利用。冶炼废水的主要盐类成分是Na2SO4和NaCl，因此分离其他盐类并最终形成工业级硫酸钠和氯化钠是实现冶炼废水零排放的关键。

2.结论

我国环境污染问题日益严重，冶炼废水零排放势在必行。少量化、资源化、无害化、生态化的用水技术必将成为治理冶金行业水污染的较好选择，越来越受到人们的重视，是未来我国乃至世界冶金行业水污染综合防治技术的必然趋势。冶炼厂应根据不同的水质、水量和可回用于工艺生产的水量，选择不同的组合工艺，以达到更好的处理效果，彻底实现冶炼废水的“零排放冶炼”。(来源:中国恩飞工程技术有限公司)

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