冶金工業(yè)是重要的原材料工業(yè)部門，為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供金屬材料，也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。然而伴隨著我國冶金工業(yè)生產(chǎn)能力不斷提高，冶金產(chǎn)品繁多，生產(chǎn)流程各成系列，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢水，主要分為冷卻水、酸洗廢水、除塵廢水、煤氣和煙氣洗滌水、沖渣水、煉焦廢水。冶煉廠廢水富含較多重金屬離子(主要包括As、Cd、Pb、Tl、Zn)和高鹽(主要為Cl-、SO42-、Na+、Ca2+、K+)等復(fù)雜難處理物質(zhì)，若廢水直接排放進(jìn)入環(huán)境，不但會對水體或者其他環(huán)境因素造成嚴(yán)重的污染，而且也會造成資源的極大浪費(fèi)。因此，對于冶金工業(yè)來說，如何高效凈化、回收廢水已成為環(huán)保領(lǐng)域迫切需要解決的重大技術(shù)問題，廢水零排放處理技術(shù)的研究勢在必行。
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(shí)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(fù)雜，運(yùn)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(yù)處理+膜濃縮工藝
預(yù)處理+膜濃縮工藝流程如圖1所示。冶煉廢水首先經(jīng)預(yù)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(shí)硬度以及永久硬度，再經(jīng)多介質(zhì)過濾、活性炭過濾器進(jìn)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(jìn)一步脫鹽，淡水產(chǎn)水率可達(dá)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(bǔ)水，實(shí)現(xiàn)冶煉廢水零排放。工藝設(shè)備投資相對小，運(yùn)行費(fèi)用低，適用于重金屬含量較高且含鹽量較大的廢水處理。
1.2 預(yù)處理+膜濃縮+電滲析工藝
預(yù)處理+膜濃縮+電滲析工藝流程如圖2所示。冶煉廢水首先經(jīng)預(yù)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(shí)硬度以及永久硬度，再經(jīng)多介質(zhì)過濾、活性炭過濾器進(jìn)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(jìn)一步脫鹽，淡水產(chǎn)水率可達(dá)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(dá)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(bǔ)水，實(shí)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(yù)處理要求不高，設(shè)備簡單，處理含鹽廢水時(shí)有獨(dú)特優(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)晶工藝流程如圖3所示。冶煉廢水首先經(jīng)預(yù)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(shí)硬度以及永久硬度，再經(jīng)多介質(zhì)過濾、活性炭過濾器進(jìn)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(jìn)一步脫鹽，淡水產(chǎn)水率可達(dá)到75%以上，再進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶工段。
該處理工藝產(chǎn)水率很高，總產(chǎn)水率可達(dá)到97%左右，但蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)投資、運(yùn)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(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶前應(yīng)先進(jìn)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(bǔ)水，剩余部分進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。蒸發(fā)結(jié)晶的能耗主要 >
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(yù)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(bǔ)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(shí)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(fù)雜，處置不當(dāng)又會成為新的污染源且投資和運(yùn)行費(fèi)用均較高。因此結(jié)晶鹽的處理是實(shí)現(xiàn)冶煉廢水零排放的必要過程，分質(zhì)結(jié)晶可實(shí)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(shí)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(yán)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，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(shí)現(xiàn)最優(yōu)的處理效果，徹底實(shí)現(xiàn)冶煉廢水的“零排放冶。( >
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