冶金工艺中的废水治理技术

孙志强

（1.河钢股份有限公司承德分公司，河北 承德 067000；2.河北省钒钛工程技术研究中心，河北 承德 067000）

新形势下，我国在工业的发展和革新方面的速度也越来越快，满足了人们所需要的物质生活的生产。但也因为过度的生产，忽略了对环境的保护，使我国目前的环境问题越来越严峻。其中，工厂的废水废气污染问题十分明显。为了节省成本获得经济效益，很多工厂没有对废水和废气进行处理，就直接排放到河流或者是大自然中，造成了严重的污染问题。这一些污染问题不但会对大自然造成伤害，导致动植物的生长规律被迫改变，也会间接地影响人类的正常生活，对人的健康造成威胁。特别是一些以工业为主的大城市，由于废气废水处理的不到位或不处理，就排放城市的下水道恶气扑鼻，有些甚至形成了雾霾的天气问题，影响着人们的日常生活。同时也对一些工厂和企业的持续发展带来了阻碍，为我国进行可持续发展的战略带来极大的影响，一定程度制约了我国的发展和进步。

1 特征

①工业废水的处理方式相当的复杂，可以选择直接排放的方式，也可以与生活废水一起，简单处理后进入专门的废水处理厂。②工业废水的污染物数量庞大，治理难度大，所需成本高，需要联合多种金属进行综合治理。③如果还有含量过高的污染物质，直接排放对环境的污染危害严重。④工业废水的排放量极大，占废水总量的70%。⑤工业废水的处理过程及其的复杂，需要化学、物理、生物等多门科学的技术。⑥工业废水的pH值相对明确。⑦工业废水中的其中一部分温度较高，易造成热感染。⑧工业废水中大都含有易燃易爆物质和有毒的物质。

2 目前我国冶金废水治理存在的问题

2.1 缺乏环境保护意识和科学规划

冶金废水处理需要各部门和企业的相互配合，并科学地制定废水处理方案和治理规划。但是我国冶金企业长期来只注重生产经营，对环境保护方面重视不足，资金投入不够，形成了政府有关部门不严查、废水处理不重视的局面。主要原因在于冶金企业缺乏环境保护意识，从而造成冶金企业在废水处理系统工艺方案选择时，选择投资较少的方案，只是为了短期环境保护部门的检查，追求短期的治理效果。目前冶金企业环境保护意识缺乏的同时，还缺乏长期的科学规划目标.

2.2 企业出于成本考虑，不购买或者不使用废水处理设备

一般情况下，大中型企业通常会因品牌形象等因素而购买和使用污水处理设备，以树立积极的环保社会效益企业形象。由于成本问题，相当多的小企业即使政府提供相应的补贴政策也没有购买相关废水处理设备的意识或财政资源。在工业运行过程中，一些企业由于成本问题，不会每天开放废水处理系统，使得废水未经处理就排入自然水系中，极大地影响了当地的水环境。

2.3 废水治理手段单一

我国为了治理冶金废水大量排放造成水资源污染，在20世纪90年代开始引进国外的先进技术和设备。目前，我国的冶金废水治理已经取得了一定的进展。我国冶金企业较多，部分大型的冶金企业建设了自己了废水处理系统，但废水处理方法较为单一，缺乏对废水特点的针对性处理。例如由于工业生产的内容不同，产生的污染物种类和含量也有所不同，在废水处理时应进行分类。从实际的废水处理情况来看，大部分污水处理方法都以沉淀法及化学处理法为主，对废水中有机物和悬浮物差异性未充分考虑，设置相应的沉淀池等装置。但是部分冶金企业对于废水特点未考虑，采取的废水处理方式不符合水质特点，造成废水处理效果较差。

2.4 当地政府监管不完善

企业之所以不购买污水处理设备，部分原因是当地政府管理不善。根据有关环保法规，未达到排放标准的企业无法经营。然而，有些地方的政府监管不力，企业抱着侥幸的心理进行废水处理工作，政府检查也由于种种原因和无所作为选择睁一只眼闭一只眼，给当地环境产生了严重后果，政府未能建立全面可执行的监管体系是废水处理问题一直被人们关注的一个重要原因。

2.5 废水治理资金投入不足且管理水平不高

在冶金企业较多的城市，废水处理系统需要投入大量的资金，尤其是工业废水排放量日益增多的背景下，工业废水处理厂建设中面临较大的资金压力。想要提升废水处理效果，需要更新废水处理技术，但中小型企业其资金有限，对于新技术的使用受到制约，因此废水处理方法仍以传统的方式为主，工业废水处理效率不高。例如由于资金投入不足选择氧化沟处理工艺，由于该工艺资金投入较低，运行成本也较低，因此部分中小型企业选用该项废水处理工艺，但该工艺对于特殊的工业废水处理效果不好。此外，从工业废水处理管理的角度，部分工业废水处理厂的技术人员缺乏，废水处理管理制度也不完善，造成工业废水处理效果不好。

3 废水处理的依据及方式

①大力发展环保的绿色健康技术，积极的改进或摒弃原有的落后技术，最大限度的减少污水的排放。②加大力度监管含有毒害物质的相关材料或产品，提升相关技术人员的技能，减轻有毒物质的危害。③从废水中分离出含有剧毒、重金属以及放射性物质的废水，便于进行进一步的分类处理，切忌直接排放。④对含有可以降解的有毒有机化合物，需要按照国家的相关规定使其符合国家排放标准再对其进行生化处理。⑤对排放量大且污染较轻的需要处理之后回收利用，不可直接排放。⑥将无法降解的有毒废水进行单独的处理，不得与生活废水一同处理。⑦食品与纸张的生产废水与生活废水可以直接排放。

4 废水处理基本方法

4.1 构建新型废水处理模式，做好长期规划

在冶金废水处理上，企业要做好科学的长期规划。一是结合自身企业污染的特殊性，做好废水处理工作；二是在处理方式上，要符合国家可持续发展战略要求，对污水处理方法进行改革，结合企业实际情况，科学地选择污水处理方法；三是企业需做好技术人员的相关培训，对于不符合工作要求的人员要进行培训和调岗，确保冶金废水处理安全稳定运行，提高废水处理的效率。

4.2 化学沉淀法

化学沉淀法是指向废水中投加某种化学物质，使它与污水中的溶解物质发生反应，生成难溶于水的沉淀物以降低水中溶解物质的方法。化学沉淀法主要包含氢氧化物沉淀法、铁氧体沉淀法和难溶盐沉淀法(硫化物沉淀法、钡盐沉淀法、碳酸盐沉淀法和卤化物沉淀法)。化学沉淀法处理废水具有操作简便、易行和经济性好等优势，已成为废水处理中的重要环节；它适合处理重金属离子浓度较高的废水，而对于重金属离子浓度较低的废水来说，需与氧化技术、微生物技术、电化学技术和混凝沉降技术联合使用方能取得较好效果。采用分步沉淀法处理酸性矿山废水，试验结果表明:以Ca(OH)2废水调节剂，当溶液pH值为4.0时，双氧水能够氧化Fe2+至Fe3+，并实现废水中Fe3+的去除;当pH值为6.00～6.50时，Na2S沉淀剂能够去除废水中的Cu2+;继续增加Na2S含量可将溶液中Mn2+与Zn2+离子去除;当溶液pH值为8.4时，可有效去除废水中微量的Mn2+、Zn2+离子及其它重金属离子。采用分步沉淀工艺处理后的酸性矿山废水满足废水排放标准，不仅实现了有价元素高效回收，还降低了废水处理成本，值得借鉴与推广。

4.3 物理处理方法

物理处理方法依赖重力、机械拦截与离心力等作用，将冶金废水中的杂质去除，或依据废水中所含污染物的沸点、结晶点存在的差异性有效净化废水。该方法不涉及化学反应过程，而是单纯地通过萃取分离等物理手段进行金属冶炼，这种处理方法主要运用于冶金废水的预处理程序，将其中容易分离的部分率先分离出来，方便接下来需要进行处理的更复杂的成分。实践主要运用的物理处理方法包括沉降、离心、浓缩、过滤等处理方式。

4.4 微生物分解技术

微生物降解是将微生物固定在降解介质上的过程。微生物在废气通过介质时将其分解，将工业废气科学有效的处理。近几年这种方式被大力的推广，其市场利用价值非常的大。但现阶段关于微生物分解的技术仍处于实验的阶段，还不足以主力大型的工业废气，并且，对于微生物分解的使用其前提条件非常的严格，需要借助生物法对分解所用的微生物进行严格的基因修饰处理，确保其符合微生物分解的条件。

4.5 电化学法

电化学法是给多块钢板通入电流，使其在极板间形成电场;待废水流入极板空隙时，部分钢板溶解于水中形成Fe2+离子，水电解生成O2和H+离子;酸性环境下Fe2+离子继续氧化生成Fe3+和OH－离子;而电场中的污染物则带上电荷与电场中电离的产物OH－、O2、Fe2+和Fe3+离子发生反应，形成稳定的固体颗粒，从水中沉淀分离出来。常见电化学废水处理方法有电解法(催化氧化或还原)、电絮凝法、电浮选法和电沉积法等。

4.6 活性炭吸附技术

活性炭是生活中比较常见的物质，内部含有发达的孔隙结构，可以吸收废气中较小的分子，这也是处理废气的第一道步骤。但是由于活性炭极易饱和，因此其作用发挥的时间短，需要不断的进行更换，所以该项技术的应用资金投入过大。并且有相关的实验可以证明，活性炭的吸附对于湿度较高的废气使用效果并不理想，极易造成二次污染。

4.7 膜分离技术

膜分离技术是通过改变膜的孔径尺寸对溶液中的有机物、阴离子和阳离子等物质进行选择性筛分和截留，从而实现废水中重金属离子回收和出水回用的目的。采用膜分离技术需对废水进行预处理，如过滤和混凝等工序;它具有保持料液性能稳定、离子选择性高、能耗低、规模可控和自动化程度高等特点;膜分离技术在国外废水处理方面工程化应用较早，而我国冶金废水领域采用膜分离技术实现废水回用的工程化案例较少。

5 结语

对冶金废水处理进行研究，是降低冶金行业能耗和污染，保护资源与环境的有效方法，同时也是现阶段冶金行业走出当前高污染困局所必须解决首要问题。从业人员应当积极开展降低冶金污染和能耗的具体措施，在实践中积极探索，实现冶金领域的污染和能耗降低，为环境和资源的可持续发展作出行业内的贡献。