銅冶煉企業綜合廢水回用技術實踐初論

杜 玲

（四川康西銅業有限責任公司，四川 康西 615013）

0 前言

我國作為一個水資源極度短缺的國家，在水資源的利用方面存在著兩個十分突出的問題，一是對于水資源的利用不夠，地下水開采不合理，而是水污染嚴重，水資源的利用效率低下。而水資源的短缺性，使得水污染的處理成為了水資源合理利用的關鍵。對于金屬冶煉企業而言，采取相應的措施，做好廢水的回收再利用，不僅是可持續發展的要求，更是提高企業經濟效益的關鍵，應該引起企業管理人員的重視。

1 銅冶煉企業廢水的危害

對于銅等有色金屬冶煉企業而言，其廢水主要來自以下幾個方面：

（1）煙氣凈化水：指在對冶煉煙氣進行洗滌時產生的廢水，包含大量的懸浮物和各種重金屬污染物；

（2）沖洗液、冷凝液：包括制酸系統的廢酸、濕式除塵中的洗滌水、硫酸電除霧中的冷凝液和沖洗液等，酸性較高，而且含有重金屬污染物；

（3）沖渣水：主要是在火法冶煉中，對熔融態的爐渣進行冷卻時產生的廢水，不僅溫度較高，而且含有爐渣微粒以及少量的重金屬污染物；

（4）設備冷卻水：指由于冷卻冶煉爐等設備循環水排污產生的廢水，不過此類廢水一般只是溫度較高，很少存在污染，可以進行循環利用。

銅冶煉企業產生的費用，對于自然環境和人類監控有著巨大的危害，主要包括：

（1）制酸過程中產生的酸性廢水如果不經處理，直接排放入水土中，會逐漸改變水體的pH 值，不僅會腐蝕金屬、混凝土結構等，還會影響生物的正常生長。

（2）廢水中含有的重金屬元素在自然界很難分解，而是會通過生物鏈富集，最終威脅人類的健康。例如，“骨痛病”是由于水中的鎘元素造成的，肝癌、腎癌等癌癥主要是砷元素過量導致，即使是危害較小的銅，如果在人體中過量富集，也會導致肝臟的損壞，引起“Wilson 氏癥”等疾病。

（3）廢水的過量排放，會影響自然水體中微量元素的平衡，造成水生生物的變異或死亡，如果用來灌溉農作物，則會導致農作物減產等。由此可見，金屬冶煉企業產生的廢水會對生態環境和人類健康造成巨大的危害，需要采取合理有效的處理措施，對廢水進行綜合利用，減少其對于環境的污染和破壞，提高水資源的利用效率，最終實現企業的可持續發展。

2 銅冶煉企業綜合廢水回用技術

從目前來看，我國金屬冶煉企業在對廢水進行處理時，主要采用吸附法、中和法、膜分離法、離子交換法、混凝沉淀法和生物法等方法，這些方法雖然都有著一定的成效，但是各自也存在著一定的問題，而且一般都是在將廢水進行處理，確認其達到相應的排污標準后，將其排放，而并沒有對其進行循環再利用。因此，這里提出了幾種銅冶煉企業綜合廢水回用技術，希望可以為相關企業的廢水處理提供一定的參考和借鑒。

2.1 電滲析法

所謂電滲析，指以電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，將帶電組分的鹽類和非帶電組分的水分離的技術，可以實現溶液的濃縮、淡化、精制或者純化等工藝過程，在電力、熱工自動化、電廠化學與金屬等學科和領域得到了較為廣泛的應用。在銅冶煉企業的綜合廢水回收利用中，應用電滲析法，需要注意幾個方面的問題：

2.1.1 實驗裝置

實驗裝置的基本參數如下：

設計處理規模為20L/h，采用四級四段工藝，其主要運行參數包括：

進水流量：10-50 L/h；

操作電壓：10-80V；

進水TDS：1000-3500mg/L；

進水硬度：700-1200mg/L；

進水pH 值：7.5-8.5。

2.1.2 實驗方法

以某銅冶煉企業排出的廢水為原水，通過實驗，確定電滲析法的極限電流密度，研究電壓、進水流量、進水濃度等相關參數對電滲析處理工藝出水水質的影響，并通過對比的方式，測試不同的阻垢劑對于自來水、電滲析進水、電滲析出水的阻垢率。

2.1.3 注意事項

一方面，要做好電滲析器的穩定性試驗，以分清電滲析器在反應過程中的主要反應和次要反應，判斷電滲析器的工作性能是否穩定。另一方面，要做好極限電流密度的測定。極限電流是電滲析技術中的一個重要參數，當電滲析其處于工作狀態時，物料在濃、淡室之間流動，則在水流和離子交換膜之間，會存在一個滯留層，在直流電場的作用下，溶質離子會產生定向遷移。當工作電流不斷升高且達到一定程度后，主體溶液中的離子無法迅速補充到離子膜的表面，則會引起滯流層中大量的水分子電離生成OH-和H+離子，來負載電荷，這種現象就是極化。極化狀態下的電流密度就是極限電流密度。極化現象的出現，會造成膜電阻的增大，影響電滲析的效率和質量，需要相關人員的重視。

2.2 離子交換法

離子交換法是指利用固相離子交換劑的基本功能，與溶液中帶有相同電性的離子進行交換反應，從而實現離子的去除、置換、分析和濃縮等目的。一般情況下，離子交換法多用于對軟水或純水的制取。在利用離子交換法對銅冶煉企業的廢水進行處理時，需要注意以下幾個方面的問題：

2.2.1 實驗裝置

取適量樹脂，放入100mL 酸式滴定管中，滴定管底部要事先用棉球填平，避免樹脂的下漏，在裝入樹脂后，要在上部裝上棉球，以避免試液沖走樹脂。在保證樹脂柱中不存在氣泡的情況下，開啟上部閥門，使得液體均勻流過樹脂柱，同時開啟下部閥門，對流量進行調節，保持液面的平穩。

2.2.2 離子交換樹脂的選擇

通過相應的實驗可知，在離子交換法中，產水最多的數值為強酸陽樹脂D001 和弱堿陰樹脂D301SC，在充分考慮產水量和技術成本的前提下，以價格最便宜的強酸陽樹脂001×7 配合弱堿陰樹脂D301SC，可以將噸水成本控制在0.269 元，最為經濟合理。

2.2.3 進水流量設置

為了使得陽、陰樹脂流量統一，確保出水的穩定性，應該將進水流量設置為5.0mL/min。對于銅冶煉企業而言，經離子交換處理后的廢水，TDS 低于500mg/L，硬度在50mg/L 以下，可以達到循環冷卻水的標準，因此出水可以供給企業進行循環利用。

3 結語

總而言之，從目前來看，我國銅冶煉企業在廢水處理方面缺乏科學性，造成了水資源的浪費，相關技術人員應該充分重視起來，引入新的廢水處理技術，切實做好廢水的回收利用工作，減少廢水對于環境的污染，提高企業對于水資源的利用效率，促進企業的持續健康發展。

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