談鉛鋅冶煉廢水處理技術(shù)

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

【關(guān)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(lái)我國(guó)鉛冶煉工業(yè)有很大發(fā)展，重金屬污染事件頻頻發(fā)生，國(guó)家對(duì)含金屬?gòu)U水整治給予高度重視。有色金屬冶煉工業(yè)是我國(guó)重金屬污染排放的主要源頭之一，其中鉛鋅冶煉工業(yè)過(guò)程中的廢水水質(zhì)復(fù)雜，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。同時(shí)由于我國(guó)水資源的缺乏，如果鉛鋅冶煉的廢水可以回收利用達(dá)到零排放，這樣不但可以減輕企業(yè)的成本，同時(shí)也可以節(jié)約水資源。

所以，研究和開發(fā)新工藝、新方法和新材料成為重金屬?gòu)U水處理的研究熱點(diǎn)，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

2.鉛鋅冶煉廢水的來(lái)源及其中的有害成分

2.1廢水成分的來(lái)源

（1）大量設(shè)備的冷卻水，一般可以循環(huán)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(jié)煙氣制酸的污酸廢水，這類廢水水質(zhì)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(shè)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(chǎng)地、設(shè)備等也會(huì)帶來(lái)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(zhì)

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(tài)存在，還存在聚合、或絡(luò)合或其它狀態(tài)。由于重金屬不能被生物降解，在水體中大部分通過(guò)物理化學(xué)反應(yīng)沉積在水底，日積月累重金屬污染對(duì)水體存在持久的危害性，隨著污染物的遷移和轉(zhuǎn)化，并在食物鏈中富集、積累、進(jìn)而對(duì)食物鏈頂端的人類產(chǎn)生極大的危害。因此，對(duì)重金屬污染的治理是人類解決環(huán)境生存和發(fā)展的必須要求。

3.鉛鋅冶煉污水處理

3.1傳統(tǒng)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(yè)廢水應(yīng)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(jīng)過(guò)壓濾和分離使沉淀物從水溶液中去除。中和沉淀法操作簡(jiǎn)單，中和劑來(lái)源廣、價(jià)格低廉，流程簡(jiǎn)單，在去除重金屬離子的同時(shí)能中和硫酸，是常用的處理方法。但是這種方法會(huì)產(chǎn)生大量沉渣，會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，并且對(duì)pH值要求嚴(yán)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(xì)小，很難通過(guò)沉淀或過(guò)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(dá)標(biāo)排放，而且在過(guò)程中產(chǎn)生易產(chǎn)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(lái)的一種從廢水中除去重金屬的工藝技術(shù)，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(xué)性質(zhì)，在直流電的作用下，重金屬化合物在陽(yáng)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?gòu)U水具有運(yùn)行可靠，操作簡(jiǎn)單，但是只適合處理高濃度的金屬?gòu)U水處理，對(duì)金屬離子質(zhì)量濃度較低的重金屬?gòu)U水，因其點(diǎn)好大，投資成本高，在含金屬?gòu)U水的處理上未能得到普遍的應(yīng)用。

3.2處理新工藝以及發(fā)展趨勢(shì)研究

3.2.1處理新工藝

目前，膜分離技術(shù)是鉛鋅冶煉工業(yè)水處理的較新工藝，經(jīng)調(diào)查研究表明，離子交換和電滲析法的成本比較高，操作復(fù)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(shù)是當(dāng)前工業(yè)用水脫鹽處理的好方法。反滲透的概念始于滲透現(xiàn)象，當(dāng)只允許水透過(guò)的高分子半透膜作為介質(zhì)，兩側(cè)分別是鹽水和純水時(shí)，由于純水側(cè)的質(zhì)量濃度高于鹽水側(cè)的水質(zhì)量濃度，純水將向鹽水側(cè)擴(kuò)散滲透，當(dāng)水不斷進(jìn)入鹽水側(cè)時(shí)，到滲透停止平衡時(shí)鹽水側(cè)的液面要明顯高于純水側(cè)，兩者之間的壓差成為滲透壓。如此在鹽水側(cè)水上方施加大于滲透壓的機(jī)械外壓，鹽水側(cè)的純水將逆向通過(guò)半透膜，進(jìn)入純水側(cè)，這種施加機(jī)械外壓，克服質(zhì)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(shí)現(xiàn)水的脫離[2]。張銘發(fā)，明亮[3]在鉛鋅冶煉廢水深度處理試驗(yàn)中研究了膜處理技術(shù)應(yīng)用到鉛鋅冶煉廢水深度處理的回收利用的技術(shù)可行性，分析沒處理工藝的穩(wěn)定運(yùn)行的影響因素，確定了各項(xiàng)工藝參數(shù)，為工程設(shè)計(jì)提供參數(shù)。明亮，張銘發(fā)[4]用針對(duì)鉛鋅冶煉廢水外排水含鹽高、結(jié)垢傾向嚴(yán)重并含有重金屬等特點(diǎn)。采用納濾進(jìn)水壓為0.6～0.75Mpa，系統(tǒng)回收率為75%，脫鹽率為92%～95%，產(chǎn)生水質(zhì)優(yōu)于循環(huán)水質(zhì)，可以回收用于廠區(qū)工業(yè)用水。鐘勇[5]將膜技術(shù)成功應(yīng)用于韶關(guān)冶煉廠廢水處理系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)科學(xué)論證鉛鋅冶煉廢水處理工業(yè)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(shù)處理鉛冶煉廢水效果好，工藝簡(jiǎn)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(yīng)用前景的新處理方法。

3.2.2發(fā)展趨勢(shì)

雖然化學(xué)法、物理化學(xué)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?gòu)U水成本低、效益高、易管理、無(wú)二次污染、有利于生態(tài)環(huán)境的改善。另外，可生物具有更強(qiáng)的吸附、絮凝、整治修復(fù)能力。化學(xué)法、物理法、都會(huì)產(chǎn)生二次的污染，并且成本高，無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)效益還是從環(huán)境效益生物法具有更加廣闊的發(fā)展前景。由于重金屬?gòu)U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(jīng)濟(jì)效益。在未來(lái)的日子里為了達(dá)到了日益嚴(yán)格的環(huán)保要（下轉(zhuǎn)第221頁(yè)）（上接第62頁(yè)）求，實(shí)現(xiàn)廢水回用和重金屬回收，可將幾種技術(shù)集成起來(lái)處理重金屬?gòu)U水，同時(shí)發(fā)揮各種技術(shù)的長(zhǎng)處，為重金屬?gòu)U水的根治找到新的出路，實(shí)現(xiàn)鉛鋅冶煉廢水零排放，即可節(jié)約用水，又能根治水環(huán)境污染，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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

[2]王湛.膜分離技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：22-23.

[3]張銘發(fā)，明亮.鉛鋅冶煉廢水深度處理實(shí)驗(yàn)研究[J].有色冶金設(shè)計(jì)與研究，2009，30（3）：16-18.

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

[5]鐘勇.膜處理技術(shù)在韶關(guān)冶煉廠廢水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].有色冶煉設(shè)計(jì)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(shù)處理重金屬鉛冶煉廢水.中國(guó)有色學(xué)報(bào)2012：7：2127-2131.