冶煉廢水零排放處理工藝

李 秒

(中國恩菲工程技術(shù)有限公司, 北京 100038)

0 前言

1 冶煉廢水零排放處理工藝

目前冶煉生產(chǎn)廢水的零排放處理主要通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)工藝用水梯級利用，減少工藝用水量，降低耗水率；提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，減少排污量；采用反滲透、電滲析、蒸發(fā)結(jié)晶等新型水處理工藝，將生產(chǎn)廢水處理后回收利用到各工段生產(chǎn)工藝中。冶煉廢水零排放處理工藝流程比較復雜，運行成本及投資較高，針對每個冶煉廠的排放水量、水質(zhì)以及可回用濃鹽水量的不同，廢水零排放處理工藝主要有如下幾種方案：

1.1 預處理+膜濃縮工藝

預處理+膜濃縮[5]工藝流程如圖1所示。冶煉廢水首先經(jīng)預處理工段將重金屬離子去除，經(jīng)高效沉淀池去除水中的暫時硬度以及永久硬度，再經(jīng)多介質(zhì)過濾、活性炭過濾器進一步去除水中懸浮物、膠體和微生物，然后經(jīng)超濾、RO反滲透、DTRO高壓反滲透進一步脫鹽，淡水產(chǎn)水率可達到85%以上。該處理工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的淡水回用于冶煉廠生產(chǎn)工藝用水，濃水回用于沖渣補水，實現(xiàn)冶煉廢水零排放。工藝設備投資相對小，運行費用低，適用于重金屬含量較高且含鹽量較大的廢水處理。

圖1 預處理+膜濃縮工藝的生產(chǎn)廢水處理流程

1.2 預處理+膜濃縮+電滲析工藝

預處理+膜濃縮+電滲析[6]工藝流程如圖2所示。冶煉廢水首先經(jīng)預處理工段將重金屬離子去除，經(jīng)高效沉淀池去除水中的暫時硬度以及永久硬度，再經(jīng)多介質(zhì)過濾、活性炭過濾器進一步去除水中懸浮物、膠體和微生物，再經(jīng)超濾、RO反滲透進一步脫鹽，淡水產(chǎn)水率可達到75%以上；產(chǎn)生的濃水再經(jīng)過電滲析處理后，總的淡水產(chǎn)水率可達到80%～90%。該處理工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的淡水回用于冶煉廠生產(chǎn)工藝用水，濃水回用沖渣補水，實現(xiàn)冶煉廢水零排放。電滲析的能耗大部分來自電能，能耗低，且預處理要求不高，設備簡單，處理含鹽廢水時有獨特優(yōu)勢。

圖2 預處理+膜濃縮+電滲析工藝的生產(chǎn)廢水處理流程

1.3 預處理+膜濃縮+蒸發(fā)結(jié)晶工藝

預處理+膜濃縮+蒸發(fā)結(jié)晶[7]工藝流程如圖3所示。冶煉廢水首先經(jīng)預處理工段將重金屬離子去除，經(jīng)高效沉淀池去除水中的暫時硬度以及永久硬度，再經(jīng)多介質(zhì)過濾、活性炭過濾器進一步去除水中懸浮物、膠體和微生物，再經(jīng)超濾、RO反滲透進一步脫鹽，淡水產(chǎn)水率可達到75%以上；再進入蒸發(fā)結(jié)晶工段。

圖3 預處理+膜濃縮+蒸發(fā)結(jié)晶工藝的生產(chǎn)廢水處理流程

該處理工藝產(chǎn)水率很高，總產(chǎn)水率可達到97%左右，但蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)投資、運行成本也較高，因此關(guān)鍵因素是蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的廢水處理量。因此，廢水進入蒸發(fā)結(jié)晶前應先進行高倍濃縮，膜濃縮產(chǎn)生的淡水回用于冶煉廠生產(chǎn)工藝用水，部分濃水回用沖渣補水，剩余部分進入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。蒸發(fā)結(jié)晶的能耗主要來源于蒸汽，能耗低，處理后水質(zhì)較好，適合處理含重金屬及高鹽類廢水。

綜上所述，從我國目前冶煉廢水零排放處理工藝來看，采用任一工藝，首先都要經(jīng)過預處理將廢水中重金屬離子去除，其次通過膜濃縮工藝來減少含鹽廢水水量，最終含鹽廢水一方面可以通過回用于沖渣補水作為出口，另一方面剩余部分濃水最終通過蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)來實現(xiàn)冶煉廠的廢水零排放。蒸發(fā)結(jié)晶是將廢水中的污染物質(zhì)從水中析出到結(jié)晶鹽中，而結(jié)晶鹽成分復雜，處置不當又會成為新的污染源且投資和運行費用均較高[8]。因此結(jié)晶鹽的處理是實現(xiàn)冶煉廢水零排放的必要過程，分質(zhì)結(jié)晶可實現(xiàn)結(jié)晶鹽的資源化利用。冶煉廢水含鹽成分主要為Na2SO4和NaCl，因此將除此之外的其他鹽類分離，最終形成工業(yè)級硫酸鈉和氯化鈉是實現(xiàn)冶煉廢水零排放問題的關(guān)鍵。

2 結(jié)束語

我國的環(huán)境污染問題日趨嚴重，冶煉廢水零排放勢在必行。少量化、資源化、無害化、生態(tài)化用水技術(shù)必將成為控制冶金工業(yè)水污染的最佳選擇[9]，并將越來越受到人們的重視，是我國乃至世界冶金工業(yè)水污染的綜合防治技術(shù)今后發(fā)展的必然趨勢。

冶煉廠要依據(jù)不同的水質(zhì)、水量以及可回用于工藝生產(chǎn)的用水量，選擇不同的組合工藝，實現(xiàn)最優(yōu)的處理效果，徹底實現(xiàn)冶煉廢水的“零排放”。