有色金屬冶煉廢水凈化處理工藝的研究

唐美靜

（國投新疆羅布泊鉀鹽有限責(zé)任公司，新疆 哈密 839000）

隨著工業(yè)水平的不斷提升，有色金屬冶煉工藝給人們的生活帶來了極大的便利，但是同時也伴隨著十分嚴重的環(huán)境污染現(xiàn)象[1]。有色金屬在進行冶煉工藝后，會產(chǎn)生大量的廢水，會嚴重影響周邊地區(qū)的環(huán)境，并對人類的身體健康造成負面影響。我國目前屬于經(jīng)濟發(fā)展的新時期，我們需要有較強的環(huán)境保護理念，注重節(jié)能減排[2]。因此，需要采取有效的技術(shù)對有色金屬冶煉產(chǎn)生的廢水進行處理。

1 有色金屬冶煉廢水概述

1.1 有色金屬冶煉廢水的形成與簡介

在工業(yè)生產(chǎn)的實際加工工作過程中，在操作時加入各種類型的酸堿沖洗試劑，可以有效提升冶煉金屬的質(zhì)量。這些使用的試劑當(dāng)中包含制酸系統(tǒng)的洗滌水，洗滌水的化學(xué)性質(zhì)很強，不經(jīng)過專業(yè)的處理以及凈化工藝，直接流向自然界水源，對水資源以及周邊的土壤都會造成十分嚴重的破壞。在對有色金屬的冶煉過程中，主要產(chǎn)生污染的部分是沖洗酸堿試劑造成的，電氣循環(huán)設(shè)備生成的廢水，只是溫度較高，并不會有負面影響。因此，在對廢水進行處理時，只需要對酸堿試劑造成的部分凈化即可。

1.2 有色金屬冶煉廢水的不良影響

根據(jù)上述文段的論述，我們可以知道冶煉工藝產(chǎn)生的廢水中含有大量的污染物質(zhì)，而且其組成成分也十分復(fù)雜，一旦流入到自然界的水源之中，會對周邊的環(huán)境生態(tài)造成很大的破壞[3]。一般體現(xiàn)在土壤污染、農(nóng)作物產(chǎn)量減少以及水生植物死亡等等，更為嚴重可能會影響到周邊生活的居民的身體健康。廢水存在于自然環(huán)境之中，會使生態(tài)呈現(xiàn)失衡狀態(tài)。工業(yè)廢水不經(jīng)過專業(yè)且嚴格的凈化處理工作，會進一步影響到自然界的水體酸堿平衡，在危害自然界生物的同時，也會對周邊的建筑物外表面產(chǎn)生腐蝕。

2 有色金屬冶煉廢水的現(xiàn)狀

有色金屬冶煉廢水內(nèi)含有的主要污染物質(zhì)是重金屬污染物，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國各類江河湖泊的底部物質(zhì)的污染率已經(jīng)達到了百分之八十以上，遼河以及淮河流域的污染物污染程度呈現(xiàn)為超V類污染。太湖底部泥沙中的鉛、鎘以及銅的含量也處于輕度污染水準(zhǔn)。另外，數(shù)據(jù)顯示我國附近的海洋領(lǐng)域鉛含量也超標(biāo)了百分之六十以上[4]。然而，這些問題是在全球范圍都存在的，因此，我國為了將廢水的處理工作做到最好，進行了大量的研究工作。

3 有色金屬冶煉廢水的處理技術(shù)

根據(jù)上述論述，可以知道工業(yè)廢水對環(huán)境的污染十分嚴重，因此需要采用效果較好的處理技術(shù)，才可以真正解決這一問題，下文提出了三種主要的處理技術(shù)，并進行了細致的分析。

3.1 化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是將化學(xué)制品添加至廢水中，通過化學(xué)反應(yīng)形成難溶于水的鹽類物質(zhì)，并沉淀在水體底部?；瘜W(xué)沉淀法主要分為：中和沉淀法、硫化物沉淀法以及鋇鹽沉淀法，這三種方式中最為常用的是中和沉淀法。中和沉淀法是通過向廢水中加入沉淀試劑，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)后會生成不溶于水的固體并沉淀，從而降低廢水的酸堿度，達到中和的效果，這樣就會顯著降低廢水的污染效果。中和試劑一般選用石灰或氫氧化鈉。石灰的價格較低，可以用較低的成本取得很好的治理效果，因此在實際操作過程中應(yīng)用范圍較廣。通過這種方式產(chǎn)生的沉淀物可以得帶析出，進而可以對產(chǎn)生的沉淀物質(zhì)進行回收利用。

3.2 膜分離法

膜分離法使用材質(zhì)較為特殊的半透膜，利用自然界的壓力而產(chǎn)生的物力效力，不僅可以不改變?nèi)芤罕旧淼幕瘜W(xué)性質(zhì)，還可以使溶劑溶質(zhì)收縮分離。使用膜分離法，分離效率較高，且分離與濃縮工作可以同時進行，此種方式操作比較便捷、后續(xù)的維護工作也十分方便、在分離后獲得的重金屬物質(zhì)依舊可以回收利用。在實際操作過程中較為常見的膜分離法有：反滲透、微濾、超濾、電滲析方式等等，反滲透以及超濾方式一般用于電鍍工藝產(chǎn)生的廢水中。而在對有色金屬冶煉產(chǎn)生的廢水進行凈化處理時，一般采用的是液膜法。

3.3 生物法

在使用生物法對廢水進行處理時，一般采用的是生物體對廢水中含有的重金屬離子進行吸附，以這種方式去除廢水中的重金屬元素。生物法一般也被稱為生物吸附劑，與傳統(tǒng)的吸附劑存在一定差異，具體體現(xiàn)在吸附劑中含有一定數(shù)量的真菌、細菌以及細胞中的提取物質(zhì)等。除此之外，生物吸附劑具有很強的適應(yīng)能力，不同于傳統(tǒng)試劑較為嚴格的使用范圍，此類試劑可以在各種環(huán)境下進行使用；生物吸附劑的選擇性較強，在對廢水中含有的重金屬元素進行吸附時，并不會被其他離子所影響吸附效果；生物吸附劑的操作更為便捷，其生存能力很強，且實際操作環(huán)節(jié)較少，多次使用的情況下也不會降低吸附能力。從各個角度對其進行分析，我們可以得知，這種方式對廢水進行凈化處理，性價比很高，可以實現(xiàn)以“廢”治“廢”的目標(biāo)，在未來對廢水的處理領(lǐng)域也會有很好的發(fā)展空間。

3.4 其他方式

除了上述三種常用方式外，對有色金屬冶煉廢水的處理工藝還有以下兩種：其一，鐵鹽除砷法。這種處理方式會將廢水中的砷進行轉(zhuǎn)化，形成不溶于水的砷酸鐵。這種方式一般用于濃度較低的溶液當(dāng)中，主要對砷元素進行處理。但是這種方式使用的化學(xué)試劑劑量較高，所用的藥劑成本也就更高。其二，硫化法。通過硫化試劑作用于有色金屬冶煉產(chǎn)生的廢水中，產(chǎn)生不溶于水的硫化物，一般用于PH值較低的廢水當(dāng)中，用以去除重金屬元素。但是，如果使用這種方式會產(chǎn)生硫化氫，會對水體造成二次污染，而且這種方式的成本也比較高。這兩種方式都可以起到凈化廢水的作用，但是由于都具有一定的弊端，所以在實際操作中使用頻率較低，一般僅用于較為特殊的情況。詳見圖1。

圖1 為作業(yè)流程圖

4 石灰中和沉淀法的廢水處理設(shè)施

4.1 格柵間

格柵間在廢水凈化處理工作中是最為重要的設(shè)施，它是由進水井以及過水渠構(gòu)成的，格柵的整體長度為3.8m，寬度是1.2m，后槽的高度是0.85m。格柵間內(nèi)還包含了兩臺格柵除污機，型號是GH-800，機器的電功率為7500瓦。在進水渠中會設(shè)置預(yù)留槽，在于格柵間二者之間要預(yù)留出2cm的空隙，并且要保證廢水在流過格柵時，速度控制在一米每秒一下。

4.2 調(diào)節(jié)池

在對有色金屬冶煉廢水進行凈化處理過程中，使用的調(diào)節(jié)池結(jié)構(gòu)是半地下式的，材料是鋼筋混凝土。在對調(diào)節(jié)池內(nèi)部的預(yù)制樁進行防腐處理時，采用的是環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂最大的規(guī)模是長12.2m，寬12.2m，高3m。幾個溶劑的為450m，最深處的深度可以達到2.4m。而對于調(diào)節(jié)池的總體深度需要根據(jù)與之匹配的集水池的標(biāo)準(zhǔn)高度來確定，調(diào)節(jié)池中安排有兩臺自動攪拌替污泵，是用來安裝在集水池，作為備用。

4.3 中和反應(yīng)系統(tǒng)

在對有色金屬冶煉廢水進行處理過程中使用的中和反應(yīng)系統(tǒng)，是由三個結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，分別是——消解池、混合池以及溶液槽，預(yù)制樁依舊是由鋼筋混凝土材料構(gòu)成的。一般情況下，消解池的長為3.2m，寬為3.3m，高為3.7m。集合溶劑有37.88m，溶解池的長是3.6m，寬為3.6m，高為3.7m，集合的溶劑有57.03m。內(nèi)部的防腐系統(tǒng)是由環(huán)氧樹形成的。

5 有色金屬冶煉廢水的工藝流程

對于有色金屬冶煉廢水的工藝流程具體分為一下幾個步驟，首先，需要將硫酸凈化的廢水與鋅冶煉的廢水進行較為充分的融合，通過格柵間將已經(jīng)混合后的廢水中含有的大顆粒物質(zhì)進行初步篩選。其次，想篩選后的溶液放置于調(diào)節(jié)池內(nèi)，進行調(diào)節(jié)工作，在調(diào)節(jié)工作結(jié)束后，將經(jīng)過調(diào)節(jié)后的溶液放置于中和反應(yīng)槽內(nèi)，中和反應(yīng)槽內(nèi)需要事先放入石灰乳，以便在溶液進入后進行對硫酸的中和工作，此步中和工作是將廢水中的PH值進行調(diào)節(jié)。在合適的PH值條件下，廢水中含有的重金屬元素會和中和反應(yīng)槽內(nèi)的石灰乳產(chǎn)生沉淀反應(yīng)，在沉淀反應(yīng)后，廢水的渾濁度會進一步提升，提升過后就會排入到絮凝反應(yīng)槽中。在絮凝反應(yīng)槽中，加入一定量的絮凝試劑，使此時廢水中的懸浮顆粒逐漸沉淀至水底。最后，在沉淀池中對已被加工過的廢水進行固體與液體分離，在分離流程后的上層清液會被送至廢水處理站，而對于各個環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的沉淀物質(zhì)進行濃縮、脫水以及干化工作，最終回收并進行二次生產(chǎn)[5]。

6 廢水處理后的回用水水質(zhì)要求

在對有色金屬冶煉廢水進行凈化處理工作后，會與回用水的水質(zhì)有一定的要求，具體需要滿足的指標(biāo)會在下文進行詳細的闡述。

對于已經(jīng)處理過的廢水中，元素Pb的數(shù)值要求為，回用水1 要求在0.01以下，回用水2要求在0.05以下，回用水3要求在0.1以下；元素Cd的數(shù)值要求為，回用水1要求在0.001以下，回用水2要求在0.005以下，回用水3要求在0.01以下；元素As的數(shù)值要求為，回用水1要求在0.05以下，回用水2要求在0.05以下，回用水3要求在0.1以下；元素COD的數(shù)值要求為，回用水1要求在15以下，回用水2要求在30以下，回用水3要求在30以下；元素氨以及氮的數(shù)值要求為，回用水1要求在1.5以下，回用水2要求在1.5以下，回用水3要求在1.5以下；元素SS的數(shù)值要求為，回用水1要求為0，回用水2要求為0，回用水3要求為0；水體的酸堿度數(shù)值要求為，回用水1要求在6～9以內(nèi)，回用水2要求在6～9以內(nèi)，回用水3要求在6～9以內(nèi)；水體的電導(dǎo)率數(shù)值要求為，回用水1要求在0.2以下，回用水2無要求，回用水3無要求。以上就是對回用水水質(zhì)的具體數(shù)值要求。

7 結(jié)語

這次對于廢水凈化處理工藝的研究之中，提出了多種處理工藝，可以有非常好的處理效果，希望對我國未來的廢水處理工作提供有建設(shè)性的參考建議。我國的有色金屬冶煉工作復(fù)雜程度高，且受較多方面因素的影響，整體的冶煉工期也比較長，對廢水的處理工作還需要進一步研究，以便未來對其進行更好地完善。