有色重金屬廢水處理與回用研究

譚愛華

（株洲火炬有色工程設計有限責任公司 湖南株洲 412000）

有色重金屬廢水處理與回用研究

譚愛華

（株洲火炬有色工程設計有限責任公司 湖南株洲 412000）

近年來，人們的環境保護意識日漸加強，對水資源的危機意識逐漸形成；對質量型缺水問題進行了深入研究，有色重金屬廢水循環利用的研究一直是水資源保護的重大課題。本文主要對有色重金屬廢水的處理方法進行概述，并對有色重金屬廢水石灰中和沉淀法進行研究，為有色重金屬廢水循環利用提供相應的技術方案。

有色金屬；廢水處理；循環利用

我國是一個嚴重缺水的國家，人均淡水資源僅為世界平均水平的1/4。水資源已成為我國的戰略性資源；水資源短缺已經成為了嚴重的社會問題。目前我國工業用水循環利用率普遍不高，加大其循環利用，提高其回用率已經刻不容緩。

1 有色重金屬廢水處理方法概述

有色重金屬廢水的處理方法大體可分為化學法、物理化學法、生物法，分別簡述如下：

1.1 化學法

作為有色重金屬廢水處理的重要處理方法，化學法主要采用氫氧化物中和沉淀法，此方法是在有色金屬廢水中投加中和劑（石灰、石灰石、碳酸鈉等），金屬離子與氫氧根反應，生成的難溶的金屬氫氧化物沉淀，再加以分離除去。利用石灰或石灰石作為中和劑在實際應用中最為普遍。其他的化學法還有硫化物沉淀法、鐵氧化沉淀法及鋇鹽沉淀法等。

1.2 物理化學法

物理化學法主要有離子交換法、吸附法、溶劑萃取法、反滲透和電滲析法。其中離子交換法作為最基本的物理方法，是重金屬離子和離子交換發生樹脂交換的過程，樹脂性能對于重金屬去除有較大影響。

1.3 生物法

很早以前，人們發現藻類和水生動物在凈化水體方面具有十分奇特的作用，它對于重金屬具有很強的富集能力。人們逐漸意識到新生物材料作為積累重金屬的生物吸附材料，值得重視的是目前國內外對于重金屬廢水處理已經獲得了初步成功。通過微生物和重金屬離子之間相互作用來達到循環處理效果，其主要理論是根據生物對于重金屬的自然吸附、生物蛋白與重金屬結合以及生物代謝產物對于金屬沉淀作用[1]。根據生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法以及植物修復法等。

2 有色重金屬廢水循環利用研究

要解決重金屬廢水造成的資源浪費和環境污染問題，必須提高水的回用率，實現廢水循環利用。

2.1 典型有色冶煉重金屬廢水的特點分析

目前對于有色金屬鉛鋅的冶煉通常都采用的是電解精煉與濕法冶金相結合的辦法，雖然該方法對冶煉的效率較高，但是在冶煉過程中會產生大量的高濃度重金屬廢水。其主要特點如下：重金屬離子種類多、濃度高、波動范圍大，使得有色重金屬廢水的處理存在著很大的困難。

2.2 有色冶煉重金屬廢水循環利用研究

目前的有色重金屬廢水大多采用石灰中和沉淀法處理，此方法處理過程簡單，價格低廉，但存在反應速度較慢，沉渣量大，含水率高，脫水困難，出水硬度高等缺點。

有色重金屬廢水經傳統石灰中和法處理后凈化水的PH值及鈣離子濃度較高，是制約處理后凈化水回用的關鍵因素。要實現有色重金屬廢水循環利用的目的，就必須對傳統的石灰中和工藝進行改進或創新，以降低和穩定凈化水中鈣離子濃度，解決凈化水在循環利用過程中產生的結垢和腐蝕問題。鑒于此，應該重點將凈化水中的Ca2+作為研究對象，又由于改進和創新的方法又必須要滿足實踐化和工業化，所以總體的研究基礎應該是利用原水處理工藝沉淀中的OH-，其提供了沉降晶種，就可以在石灰中和渣回流中降低石灰乳的用量，從而降低凈化水中的Ca2+濃度[2]。該方法的技術思路是在沉降底泥中加入適量的聚丙烯酸，然后將泥漿泵中的混合底泥直接送入到石灰乳投放池中，并對石灰乳進行攪拌，以充分的讓它們發生化學反應，使金屬離子以沉淀的形式呈現，形成的底泥可以再加入適量的聚丙烯酸等聚合物后就開始了新一輪的循環，從而使有色重金屬廢水重復利用。采用石灰乳中和-配合-回流沉降工藝處理多種重金屬離子廢水。改進后的流程見圖1。

圖1 改進后的石灰中和沉淀法流程

該方法主要產生的反應有中和反應、水解反應和砷與石灰中和反應。

中和反應：H2SO4+Ca(OH)2→2H2O+CaSO4↓

水解反應：Zn2++2OH-→Zn(OH)2↓

Pb2++2OH-→Pb(OH)2↓

Cu2++2OH-→Cu(OH)2↓

Cd2++2OH-→Cd(OH)2↓

砷和石灰中和反應為Ca2++2AsO2→Ca(AsO2)2↓

3 結語

采用石灰乳中和-配合-中和渣方法進行有色重金屬廢水處理可以解決傳統石灰中和沉淀法處理的瓶頸。本文主要對有色重金屬廢水處理方法進行概述，并對有色重金屬廢水循環利用進行研究，為廢水循環處理提供相應的借鑒。

[1]鄒丹慧.鉻鞣廢水的處理及資源化利用技術研究[D].天津科技大學,2011.

[2]羅勝聯.有色重金屬廢水處理與循環利用研究[D].中南大學, 2011.