有色金属冶炼废水净化处理工艺的研究

唐美静

（国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司，新疆 哈密 839000）

随着工业水平的不断提升，有色金属冶炼工艺给人们的生活带来了极大的便利，但是同时也伴随着十分严重的环境污染现象[1]。有色金属在进行冶炼工艺后，会产生大量的废水，会严重影响周边地区的环境，并对人类的身体健康造成负面影响。我国目前属于经济发展的新时期，我们需要有较强的环境保护理念，注重节能减排[2]。因此，需要采取有效的技术对有色金属冶炼产生的废水进行处理。

1 有色金属冶炼废水概述

1.1 有色金属冶炼废水的形成与简介

在工业生产的实际加工工作过程中，在操作时加入各种类型的酸碱冲洗试剂，可以有效提升冶炼金属的质量。这些使用的试剂当中包含制酸系统的洗涤水，洗涤水的化学性质很强，不经过专业的处理以及净化工艺，直接流向自然界水源，对水资源以及周边的土壤都会造成十分严重的破坏。在对有色金属的冶炼过程中，主要产生污染的部分是冲洗酸碱试剂造成的，电气循环设备生成的废水，只是温度较高，并不会有负面影响。因此，在对废水进行处理时，只需要对酸碱试剂造成的部分净化即可。

1.2 有色金属冶炼废水的不良影响

根据上述文段的论述，我们可以知道冶炼工艺产生的废水中含有大量的污染物质，而且其组成成分也十分复杂，一旦流入到自然界的水源之中，会对周边的环境生态造成很大的破坏[3]。一般体现在土壤污染、农作物产量减少以及水生植物死亡等等，更为严重可能会影响到周边生活的居民的身体健康。废水存在于自然环境之中，会使生态呈现失衡状态。工业废水不经过专业且严格的净化处理工作，会进一步影响到自然界的水体酸碱平衡，在危害自然界生物的同时，也会对周边的建筑物外表面产生腐蚀。

2 有色金属冶炼废水的现状

有色金属冶炼废水内含有的主要污染物质是重金属污染物，据相关数据显示，我国各类江河湖泊的底部物质的污染率已经达到了百分之八十以上，辽河以及淮河流域的污染物污染程度呈现为超V类污染。太湖底部泥沙中的铅、镉以及铜的含量也处于轻度污染水准。另外，数据显示我国附近的海洋领域铅含量也超标了百分之六十以上[4]。然而，这些问题是在全球范围都存在的，因此，我国为了将废水的处理工作做到最好，进行了大量的研究工作。

3 有色金属冶炼废水的处理技术

根据上述论述，可以知道工业废水对环境的污染十分严重，因此需要采用效果较好的处理技术，才可以真正解决这一问题，下文提出了三种主要的处理技术，并进行了细致的分析。

3.1 化学沉淀法

化学沉淀法是将化学制品添加至废水中，通过化学反应形成难溶于水的盐类物质，并沉淀在水体底部。化学沉淀法主要分为：中和沉淀法、硫化物沉淀法以及钡盐沉淀法，这三种方式中最为常用的是中和沉淀法。中和沉淀法是通过向废水中加入沉淀试剂，产生化学反应后会生成不溶于水的固体并沉淀，从而降低废水的酸碱度，达到中和的效果，这样就会显著降低废水的污染效果。中和试剂一般选用石灰或氢氧化钠。石灰的价格较低，可以用较低的成本取得很好的治理效果，因此在实际操作过程中应用范围较广。通过这种方式产生的沉淀物可以得带析出，进而可以对产生的沉淀物质进行回收利用。

3.2 膜分离法

膜分离法使用材质较为特殊的半透膜，利用自然界的压力而产生的物力效力，不仅可以不改变溶液本身的化学性质，还可以使溶剂溶质收缩分离。使用膜分离法，分离效率较高，且分离与浓缩工作可以同时进行，此种方式操作比较便捷、后续的维护工作也十分方便、在分离后获得的重金属物质依旧可以回收利用。在实际操作过程中较为常见的膜分离法有：反渗透、微滤、超滤、电渗析方式等等，反渗透以及超滤方式一般用于电镀工艺产生的废水中。而在对有色金属冶炼产生的废水进行净化处理时，一般采用的是液膜法。

3.3 生物法

在使用生物法对废水进行处理时，一般采用的是生物体对废水中含有的重金属离子进行吸附，以这种方式去除废水中的重金属元素。生物法一般也被称为生物吸附剂，与传统的吸附剂存在一定差异，具体体现在吸附剂中含有一定数量的真菌、细菌以及细胞中的提取物质等。除此之外，生物吸附剂具有很强的适应能力，不同于传统试剂较为严格的使用范围，此类试剂可以在各种环境下进行使用；生物吸附剂的选择性较强，在对废水中含有的重金属元素进行吸附时，并不会被其他离子所影响吸附效果；生物吸附剂的操作更为便捷，其生存能力很强，且实际操作环节较少，多次使用的情况下也不会降低吸附能力。从各个角度对其进行分析，我们可以得知，这种方式对废水进行净化处理，性价比很高，可以实现以“废”治“废”的目标，在未来对废水的处理领域也会有很好的发展空间。

3.4 其他方式

除了上述三种常用方式外，对有色金属冶炼废水的处理工艺还有以下两种：其一，铁盐除砷法。这种处理方式会将废水中的砷进行转化，形成不溶于水的砷酸铁。这种方式一般用于浓度较低的溶液当中，主要对砷元素进行处理。但是这种方式使用的化学试剂剂量较高，所用的药剂成本也就更高。其二，硫化法。通过硫化试剂作用于有色金属冶炼产生的废水中，产生不溶于水的硫化物，一般用于PH值较低的废水当中，用以去除重金属元素。但是，如果使用这种方式会产生硫化氢，会对水体造成二次污染，而且这种方式的成本也比较高。这两种方式都可以起到净化废水的作用，但是由于都具有一定的弊端，所以在实际操作中使用频率较低，一般仅用于较为特殊的情况。详见图1。

图1 为作业流程图

4 石灰中和沉淀法的废水处理设施

4.1 格栅间

格栅间在废水净化处理工作中是最为重要的设施，它是由进水井以及过水渠构成的，格栅的整体长度为3.8m，宽度是1.2m，后槽的高度是0.85m。格栅间内还包含了两台格栅除污机，型号是GH-800，机器的电功率为7500瓦。在进水渠中会设置预留槽，在于格栅间二者之间要预留出2cm的空隙，并且要保证废水在流过格栅时，速度控制在一米每秒一下。

4.2 调节池

在对有色金属冶炼废水进行净化处理过程中，使用的调节池结构是半地下式的，材料是钢筋混凝土。在对调节池内部的预制桩进行防腐处理时，采用的是环氧树脂。环氧树脂最大的规模是长12.2m，宽12.2m，高3m。几个溶剂的为450m，最深处的深度可以达到2.4m。而对于调节池的总体深度需要根据与之匹配的集水池的标准高度来确定，调节池中安排有两台自动搅拌替污泵，是用来安装在集水池，作为备用。

4.3 中和反应系统

在对有色金属冶炼废水进行处理过程中使用的中和反应系统，是由三个结构构成的，分别是——消解池、混合池以及溶液槽，预制桩依旧是由钢筋混凝土材料构成的。一般情况下，消解池的长为3.2m，宽为3.3m，高为3.7m。集合溶剂有37.88m，溶解池的长是3.6m，宽为3.6m，高为3.7m，集合的溶剂有57.03m。内部的防腐系统是由环氧树形成的。

5 有色金属冶炼废水的工艺流程

对于有色金属冶炼废水的工艺流程具体分为一下几个步骤，首先，需要将硫酸净化的废水与锌冶炼的废水进行较为充分的融合，通过格栅间将已经混合后的废水中含有的大颗粒物质进行初步筛选。其次，想筛选后的溶液放置于调节池内，进行调节工作，在调节工作结束后，将经过调节后的溶液放置于中和反应槽内，中和反应槽内需要事先放入石灰乳，以便在溶液进入后进行对硫酸的中和工作，此步中和工作是将废水中的PH值进行调节。在合适的PH值条件下，废水中含有的重金属元素会和中和反应槽内的石灰乳产生沉淀反应，在沉淀反应后，废水的浑浊度会进一步提升，提升过后就会排入到絮凝反应槽中。在絮凝反应槽中，加入一定量的絮凝试剂，使此时废水中的悬浮颗粒逐渐沉淀至水底。最后，在沉淀池中对已被加工过的废水进行固体与液体分离，在分离流程后的上层清液会被送至废水处理站，而对于各个环节中产生的沉淀物质进行浓缩、脱水以及干化工作，最终回收并进行二次生产[5]。

6 废水处理后的回用水水质要求

在对有色金属冶炼废水进行净化处理工作后，会与回用水的水质有一定的要求，具体需要满足的指标会在下文进行详细的阐述。

对于已经处理过的废水中，元素Pb的数值要求为，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的数值要求为，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的数值要求为，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的数值要求为，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；元素氨以及氮的数值要求为，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的数值要求为，回用水1要求为0，回用水2要求为0，回用水3要求为0；水体的酸碱度数值要求为，回用水1要求在6～9以内，回用水2要求在6～9以内，回用水3要求在6～9以内；水体的电导率数值要求为，回用水1要求在0.2以下，回用水2无要求，回用水3无要求。以上就是对回用水水质的具体数值要求。

7 结语

这次对于废水净化处理工艺的研究之中，提出了多种处理工艺，可以有非常好的处理效果，希望对我国未来的废水处理工作提供有建设性的参考建议。我国的有色金属冶炼工作复杂程度高，且受较多方面因素的影响，整体的冶炼工期也比较长，对废水的处理工作还需要进一步研究，以便未来对其进行更好地完善。