冶金工業(yè)是重要的原材料工業(yè)部門，為國民經(jīng)濟各部門提供金屬材料，也是經(jīng)濟發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。但隨著我國冶金行業(yè)生產(chǎn)能力的不斷提高，冶金產(chǎn)品多，生產(chǎn)工藝多樣，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量廢水，主要分為冷卻水、酸洗廢水、除塵廢水、煤氣及煙氣洗滌水、洗渣水、焦化廢水。冶煉廢水富含重金屬離子(主要包括as、Cd、Pb、Tl、Zn)和高鹽(主要包括Cl-、SO42-、Na+、Ca2+、K+)等復(fù)雜難降解物質(zhì)。如果將廢水直接排放到環(huán)境中，不僅會對水體或其他環(huán)境因素造成嚴重污染，還會造成資源的極大浪費。因此，對于冶金行業(yè)來說，如何高效地凈化和回收廢水已成為環(huán)保領(lǐng)域亟待解決的重大技術(shù)問題，研究廢水零排放技術(shù)勢在必行。

1.冶煉廢水零排放處理工藝

目前冶煉廢水的零排放處理主要是通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)工藝水的梯級利用，降低工藝水耗，降低水耗率，提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)，減少污水排放，采用反滲透、電滲析、蒸發(fā)結(jié)晶等水處理新工藝。，并將處理后的生產(chǎn)廢水循環(huán)至各工段的生產(chǎn)工序。冶煉廢水零排放處理工藝流程復(fù)雜，運行費用和投資高。根據(jù)各冶煉廠排放水量、水質(zhì)和回用鹽水量的不同，冶煉廢水零排放處理有幾種方案:

1.1預(yù)處理+膜濃縮工藝

預(yù)處理+膜濃縮工藝流程如圖1所示。首先通過預(yù)處理工段去除冶煉廢水中的重金屬離子，通過高效沉淀池去除水中的臨時硬度和永久硬度，然后通過多介質(zhì)過濾和活性炭過濾器進一步去除水中的懸浮物、膠體和微生物，再通過超濾、RO反滲透和DTRO高壓反滲透進一步脫鹽。淡水產(chǎn)率可達85%以上。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(shè)備投資相對較少，運行費用低，適用于重金屬含量高、含鹽量高的廢水處理。

1.2預(yù)處理+膜濃縮+電滲析工藝

預(yù)處理+膜濃縮+電滲析的工藝流程如圖2所示。首先通過預(yù)處理工段去除冶煉廢水中的重金屬離子，通過高效沉淀池去除水中的臨時硬度和永久硬度，然后通過多介質(zhì)過濾和活性炭過濾進一步去除水中的懸浮物、膠體和微生物，再通過超濾和RO反滲透使淡水產(chǎn)出率達到75%以上，通過電滲析使總淡水產(chǎn)出率達到80%~90%。處理工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的淡水回用作冶煉廠生產(chǎn)工藝用水，濃水回用作沖渣補水，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，預(yù)處理要求低，設(shè)備簡單，在處理含鹽廢水方面具有獨特的優(yōu)勢。

1.3預(yù)處理+膜濃縮+蒸發(fā)結(jié)晶工藝

預(yù)處理+膜濃縮+蒸發(fā)結(jié)晶的工藝流程如圖3所示。首先通過預(yù)處理段去除冶煉廢水中的重金屬離子，通過高效沉淀池去除水中的臨時硬度和永久硬度，然后通過多介質(zhì)過濾和活性炭過濾進一步去除水中的懸浮物、膠體和微生物，再通過超濾和RO反滲透進一步脫鹽。新鮮水產(chǎn)率可達75%以上，然后進入蒸發(fā)結(jié)晶工段。

該處理工藝的產(chǎn)水量很高，總產(chǎn)水量可達97%左右。然而，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的投資和運行費用也很高，因此關(guān)鍵因素是蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的廢水處理能力。因此，廢水在進入蒸發(fā)結(jié)晶之前應(yīng)高度濃縮。膜濃縮產(chǎn)生的淡水可回用作冶煉廠生產(chǎn)工藝用水，一部分濃水可回用作沖渣補水，其余可進入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。蒸發(fā)結(jié)晶的能耗主要來自蒸汽，能耗低，處理后水質(zhì)好，適用于處理含重金屬和高鹽廢水。

綜上所述，按照目前我國冶煉廢水零排放處理工藝，如果采用任何一種工藝，都要先通過預(yù)處理去除廢水中的重金屬離子，再通過膜濃縮工藝減少含鹽廢水量。一方面，含鹽廢水可以循環(huán)利用作為沖渣補水的出口，另一方面，剩余的濃水通過蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)最終可以實現(xiàn)冶煉廢水的零排放。蒸發(fā)結(jié)晶是將廢水中的污染物分離成結(jié)晶鹽的過程。但結(jié)晶鹽成分復(fù)雜，處理不當(dāng)會成為新的污染源，投資和運行成本高。因此，結(jié)晶鹽的處理是實現(xiàn)冶煉廢水零排放的必要工藝，優(yōu)質(zhì)結(jié)晶可以實現(xiàn)結(jié)晶鹽的資源化利用。冶煉廢水的主要鹽類成分是Na2SO4和NaCl，因此分離其他鹽類并最終形成工業(yè)級硫酸鈉和氯化鈉是實現(xiàn)冶煉廢水零排放的關(guān)鍵。

2.結(jié)論

我國環(huán)境污染問題日益嚴重，冶煉廢水零排放勢在必行。少量化、資源化、無害化、生態(tài)化的用水技術(shù)必將成為治理冶金行業(yè)水污染的較好選擇，越來越受到人們的重視，是未來我國乃至世界冶金行業(yè)水污染綜合防治技術(shù)的必然趨勢。冶煉廠應(yīng)根據(jù)不同的水質(zhì)、水量和可回用于工藝生產(chǎn)的水量，選擇不同的組合工藝，以達到更好的處理效果，徹底實現(xiàn)冶煉廢水的“零排放冶煉”。(來源:中國恩飛工程技術(shù)有限公司)

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