冶煉廢水零排放處理工藝

李 秒

(中國恩菲工程技術有限公司, 北京 100038)

0 前言

1 冶煉廢水零排放處理工藝

目前冶煉生產廢水的零排放處理主要通過優化生產工藝，實現工藝用水梯級利用，減少工藝用水量，降低耗水率；提高循環水的濃縮倍數，減少排污量；采用反滲透、電滲析、蒸發結晶等新型水處理工藝，將生產廢水處理后回收利用到各工段生產工藝中。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。冶煉廢水首先經預處理工段將重金屬離子去除，經高效沉淀池去除水中的暫時硬度以及永久硬度，再經多介質過濾、活性炭過濾器進一步去除水中懸浮物、膠體和微生物，然后經超濾、RO反滲透、DTRO高壓反滲透進一步脫鹽，淡水產水率可達到85%以上。該處理工藝系統產生的淡水回用于冶煉廠生產工藝用水，濃水回用于沖渣補水，實現冶煉廢水零排放。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。冶煉廢水首先經預處理工段將重金屬離子去除，經高效沉淀池去除水中的暫時硬度以及永久硬度，再經多介質過濾、活性炭過濾器進一步去除水中懸浮物、膠體和微生物，再經超濾、RO反滲透進一步脫鹽，淡水產水率可達到75%以上；產生的濃水再經過電滲析處理后，總的淡水產水率可達到80%～90%。該處理工藝系統產生的淡水回用于冶煉廠生產工藝用水，濃水回用沖渣補水，實現冶煉廢水零排放。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勢。

圖2 預處理+膜濃縮+電滲析工藝的生產廢水處理流程

1.3 預處理+膜濃縮+蒸發結晶工藝

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

圖3 預處理+膜濃縮+蒸發結晶工藝的生產廢水處理流程

該處理工藝產水率很高，總產水率可達到97%左右，但蒸發結晶系統投資、運行成本也較高，因此關鍵因素是蒸發結晶系統的廢水處理量。因此，廢水進入蒸發結晶前應先進行高倍濃縮，膜濃縮產生的淡水回用于冶煉廠生產工藝用水，部分濃水回用沖渣補水，剩余部分進入蒸發結晶系統。蒸發結晶的能耗主要來源于蒸汽，能耗低，處理后水質較好，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結晶系統來實現冶煉廠的廢水零排放。蒸發結晶是將廢水中的污染物質從水中析出到結晶鹽中，而結晶鹽成分復雜，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]。因此結晶鹽的處理是實現冶煉廢水零排放的必要過程，分質結晶可實現結晶鹽的資源化利用。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，最終形成工業級硫酸鈉和氯化鈉是實現冶煉廢水零排放問題的關鍵。

2 結束語

我國的環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、生態化用水技術必將成為控制冶金工業水污染的最佳選擇[9]，并將越來越受到人們的重視，是我國乃至世界冶金工業水污染的綜合防治技術今后發展的必然趨勢。

冶煉廠要依據不同的水質、水量以及可回用于工藝生產的用水量，選擇不同的組合工藝，實現最優的處理效果，徹底實現冶煉廢水的“零排放”。