談鉛鋅冶煉廢水處理技術

【摘 要】針對鉛鋅冶煉廢水酸度大，重金屬含量高，水質復雜等特點。探討了幾種傳統鉛鋅廢水處理工藝和廢水處理的新工藝，最后對鉛鋅廢水的你處理前景提出了幾點建議。

【關鍵詞】廢水處理；鉛鋅冶煉；反滲透；石灰法；微電解—絮凝耦合

1.鉛鋅冶煉廢水的概況

近年來我國鉛冶煉工業有很大發展，重金屬污染事件頻頻發生，國家對含金屬廢水整治給予高度重視。有色金屬冶煉工業是我國重金屬污染排放的主要源頭之一，其中鉛鋅冶煉工業過程中的廢水水質復雜，對環境污染嚴重。同時由于我國水資源的缺乏，如果鉛鋅冶煉的廢水可以回收利用達到零排放，這樣不但可以減輕企業的成本，同時也可以節約水資源。

所以，研究和開發新工藝、新方法和新材料成為重金屬廢水處理的研究熱點，具有重要的經濟價值和現實意義。

2.鉛鋅冶煉廢水的來源及其中的有害成分

2.1廢水成分的來源

（1）大量設備的冷卻水，一般可以循環使用，但有少量的外排。這些水的金屬含量一般較低。

（2）冶煉的沖渣水，這類水的懸浮物含量比較大，但是重金屬的含量比較低。

（3）燒結煙氣制酸的污酸廢水，這類廢水水質寒酸較高，并且含砷、氟、汞、鉛、鋅、銅、鎘等重金屬離子，危害很大。

（4）鉛鋅冶煉工程設備老化造成的跑、冒、滴、漏以及清洗包裝原料鉛鋅礦粉的袋子，這類廢水一般含重金屬比較高。

（5）沖洗場地、設備等也會帶來少量重金屬離子和懸浮雜物，這些水也不能直接外排。

2.2有害物質

鉛鋅冶煉的廢水所含的有害元素主要有鉛、鋅、銅、鎘、鉻、汞、砷、銻、銀、鈷、氟、鎳等，一般呈酸性，主要是硫酸。而且在廢水中金屬并不單純的以離子態存在，還存在聚合、或絡合或其它狀態。由于重金屬不能被生物降解，在水體中大部分通過物理化學反應沉積在水底，日積月累重金屬污染對水體存在持久的危害性，隨著污染物的遷移和轉化，并在食物鏈中富集、積累、進而對食物鏈頂端的人類產生極大的危害。因此，對重金屬污染的治理是人類解決環境生存和發展的必須要求。

3.鉛鋅冶煉污水處理

3.1傳統處理工藝

3.1.1石灰中和沉淀法

石灰中和沉淀法是目前處理酸性重金屬工業廢水應用最廣泛的方法。在廢水中加入石灰乳，重金屬形成氫氧化物沉淀，再經過壓濾和分離使沉淀物從水溶液中去除。中和沉淀法操作簡單，中和劑來源廣、價格低廉，流程簡單，在去除重金屬離子的同時能中和硫酸，是常用的處理方法。但是這種方法會產生大量沉渣，會對環境造成二次污染，并且對pH值要求嚴格。

3.1.2硫化法

在廢水中投加硫化劑，使重金屬離子與S2-形成硫化物沉淀而去除。由于硫化物沉淀細小，很難通過沉淀或過濾的辦法去除，目前硫化法主要作為廢水處理的輔助手段，用于廢水的二段或三段處理，以保證出水達標排放，而且在過程中產生易產生有害氣體，但是這種方法只能在堿性或中性條件下使用[1]，并且處理成本比較高。

3.1.3鐵氧體沉淀法

鐵氧體沉淀法是日本電氣公司（NEC）研究出來的一種從廢水中除去重金屬的工藝技術，是在廢水中加入鐵鹽，使各種金屬離子形成鐵氧體晶粒一起沉淀析出，從而凈化廢水。但這種方法工藝條件高、能耗高、處理成本高。

3.1.4電解法

電解法是利用金屬的電化學性質，在直流電的作用下，重金屬化合物在陽極離解成金屬離子，在陰極還原成金屬，從而除去廢水中的重金屬離子。電解法處理重金屬廢水具有運行可靠，操作簡單，但是只適合處理高濃度的金屬廢水處理，對金屬離子質量濃度較低的重金屬廢水，因其點好大，投資成本高，在含金屬廢水的處理上未能得到普遍的應用。

3.2處理新工藝以及發展趨勢研究

3.2.1處理新工藝

目前，膜分離技術是鉛鋅冶煉工業水處理的較新工藝，經調查研究表明，離子交換和電滲析法的成本比較高，操作復雜等原因不適合含鹽高的鉛鋅冶煉廢水處理，而反滲透膜處理技術是當前工業用水脫鹽處理的好方法。反滲透的概念始于滲透現象，當只允許水透過的高分子半透膜作為介質，兩側分別是鹽水和純水時，由于純水側的質量濃度高于鹽水側的水質量濃度，純水將向鹽水側擴散滲透，當水不斷進入鹽水側時，到滲透停止平衡時鹽水側的液面要明顯高于純水側，兩者之間的壓差成為滲透壓。如此在鹽水側水上方施加大于滲透壓的機械外壓，鹽水側的純水將逆向通過半透膜，進入純水側，這種施加機械外壓，克服質量濃度差的逆向遷移就稱為反滲透，利用這種原理就可以實現水的脫離[2]。張銘發，明亮[3]在鉛鋅冶煉廢水深度處理試驗中研究了膜處理技術應用到鉛鋅冶煉廢水深度處理的回收利用的技術可行性，分析沒處理工藝的穩定運行的影響因素，確定了各項工藝參數，為工程設計提供參數。明亮，張銘發[4]用針對鉛鋅冶煉廢水外排水含鹽高、結垢傾向嚴重并含有重金屬等特點。采用納濾進水壓為0.6～0.75Mpa，系統回收率為75%，脫鹽率為92%～95%，產生水質優于循環水質，可以回收用于廠區工業用水。鐘勇[5]將膜技術成功應用于韶關冶煉廠廢水處理系統中，經過科學論證鉛鋅冶煉廢水處理工業水利用率87%可提到96.3%，大大減少了廢水外排量。

楊津津，徐小軍等研究的微電解-絮凝耦合技術處理鉛冶煉廢水效果好，工藝簡單，生成的石灰渣是單一石灰法的2/3，絮凝生成的渣量較少且重金屬含量較低，因此本方法為有色冶煉廢水的處理提供了一種具有應用前景的新處理方法。

3.2.2發展趨勢

雖然化學法、物理化學法、生物法都可以治理和回收廢水中的重金屬，但由于生物法處理重金屬廢水成本低、效益高、易管理、無二次污染、有利于生態環境的改善。另外，可生物具有更強的吸附、絮凝、整治修復能力。化學法、物理法、都會產生二次的污染，并且成本高，無論是從經濟效益還是從環境效益生物法具有更加廣闊的發展前景。由于重金屬廢水中含有許多比較昂貴的重金屬，如果能將廢水中的重金屬回收，不但解決了重金屬的污染，而且還具有一定的經濟效益。在未來的日子里為了達到了日益嚴格的環保要（下轉第221頁）（上接第62頁）求，實現廢水回用和重金屬回收，可將幾種技術集成起來處理重金屬廢水，同時發揮各種技術的長處，為重金屬廢水的根治找到新的出路，實現鉛鋅冶煉廢水零排放，即可節約用水，又能根治水環境污染，具有重要的經濟價值和現實意。 [科]

【參考文獻】

[1]丁明，曹恒星.鐵氧體工藝處理法處理重金屬污水研究現狀及展望[J].環境科學，1992，13（2）：59-67.

[2]王湛.膜分離技術基礎[M].北京：化學工業出版社，2000：22-23.

[3]張銘發，明亮.鉛鋅冶煉廢水深度處理實驗研究[J].有色冶金設計與研究，2009，30（3）：16-18.

[4]明亮，張銘發.納濾工藝對鉛鋅冶煉工業廢水的回收利用[J].工業水處理，2010，36（1）：110-113.

[5]鐘勇.膜處理技術在韶關冶煉廠廢水處理系統中的應用[J].有色冶煉設計與研究，2009，30（2）：13-16.

[6]楊津津，徐曉軍，王剛等.微電解—絮凝耦合技術處理重金屬鉛冶煉廢水.中國有色學報2012：7：2127-2131.