冶金行業廢水處理資源化利用技術分析

文_韓雪 山信軟件股份有限公司萊蕪自動化分公司

工業的快速發展使其所排放的廢水嚴重影響到人類的正常生活，其中冶金工業產品較多，且生產流程各成系列，其在工業生產過程中所排放出的大量廢水是導致環境污染的主要廢水之一。在冶金工業中主要包括兩大類，其一為黑色冶金工業，也可稱之為鋼鐵工業；其二為有色冶金工業。按照廢水來源及特點，可以將廢水分為酸洗廢水、冷卻水、沖渣廢水、煙氣洗滌廢水以及生產工藝中分離、凝結或溢出的廢水等。對于冶金行業而言，其排放的廢水主要特點為種類多、水量大以及水質復雜等，在治理上需要根據廢水來源采取相應的處理技術。

1 冶金廢水

1.1 鋼鐵工業廢水

鋼鐵工業在生產過程中需要較大的用水量，例如煉1t的鋼需要耗費16t左右的水。鋼鐵廢水主要由焦化廠、礦山、選礦廠、鋼鐵廠、燒結廠以及煉鋼廠廢水等，這些排放的廢水中主要含有酸、堿、酚、重金屬與氰化物等一系列的有害物質，若對這些廢水沒有經過處理便進行外排，便會在一定程度上加重對環境的污染，進而導致環境更深一步的惡化。

1.2 有色金屬工業廢水

在有色金屬的冶煉中除了鐵、鉻、錳之外的冶煉外，在其中還包含較多的重金屬，其是水體金屬主要來源。一般來說，有色冶金可以分為如下兩類，火法冶金和濕法冶金。對于火法冶金廢水而言，其主要包括設備沖渣水、冷卻水、車間清洗水以及煙氣凈化廢水；而濕法冶金廢水主要包括煙氣凈化廢水、濕法冶金生產過程中泄漏或排放的廢水。

濕法冶金生產工藝中所泄漏或排放的廢水具有較為復雜的成分以及較高的污染物含量，其中有一部分的雜質元素含量已經明顯地超過了工藝要求，因而必須采取開路外排，傳統的方式均是經過中和或硫化物沉淀處理后予以直接外排。但對于一部分重金屬元素含量明顯超過我國制定的《污水綜合排放標準》中的一、二級標準，同時含有較高的含鹽量，因而不得予以外排。而隨著近年來我國環境保護意識的增強與環保要求的提高，許多地區的生產廢水不得予以外排，加上廢水雜質元素的含量明顯超過了工藝要求，因此采用傳統的處理方式后仍然無法進行回用與外排。現階段，在我國的濕法冶金生產工藝中，對于產生的高濃度廢水和與煙氣濕法凈化廢水在處理上具有較大的難度，加上治理成本以及能耗較高，因而成為有色金屬生產企業所面臨的巨大難題。通過對濕法冶金工藝廢水于煙氣濕法凈化廢水節能治理技術的研究，能夠促進企業朝著節能、環保的方向發展。

2 冶金廢水處理及利用基本方法

2.1 物理處理法

物理處理法在工業污水的治理技術中應用的較為廣泛，通常作為污水處理的預處理或一級處理方法，根據處理的原理可以將其分為攔截與過濾、沉降與氣浮、離心分離與蒸發濃縮等。物理處理法在廢水處理中主要依靠的是離心力、重力與機械攔截等作用的方式，對水中雜質予以去除或按照廢水中污染物結晶點與沸點的差異特性對廢水予以凈化。

2.2 化學處理法

化學處理法主要包括氧化還原法、中和法與化學沉淀法等，其主要指的是在被污染的水體中投加化學藥劑的方式，通過化學反應對廢水中的溶解性與膠體物質予以分離和回收，從而對廢水中的有用物質予以回收，最大限度地降低廢水中酸堿度，同時還能對廢水中的金屬離子予以去除，并對一部分有機物進行氧化。化學法在實際應用中具有操作技術簡單易行等特點，對于大水量的廢水，可以采用大型設備對其進行自動化操作。

2.3 物理化學處理法

物理化學處理法在實際應用中常用的方法包括電解法、吸附法、萃取發以及膜分離法等，其主要指的是利用物質從一相轉移到另一相的傳質過程對污水中的溶解性物質予以分離，并對廢水中的有用成分進行回收，從而便能有效地治理污水。當面對工業污水中含有有毒有害且難以被微生物降解的物質，或者需要從污水中回收某種物質時，最適合采用的處理方式便為物理化學法。

2.4 生物處理法

生物處理法在實際應用的過程中主要是利用自然界中微生物所具有的代謝作用，對污水中的有機雜質予以氧化分解，并且將其轉化為無機物功能。根據微生物的生長環境，生物處理法在實際應用中能夠分為厭氧生物及好氧生物處理兩種方式；根據生長方式又可分為生物膜法與活性污泥法。其中生物處理法在實際應用中具有便于便利以及費用低廉等特點，因而成為目前對有機污染廢水進行處理的主要方式。

3 有色冶金工藝廢水低能耗處理工藝

有色冶金廢水的主要來源為設備冷卻水與沖渣水、煙氣凈化系統排放的廢水以及濕法冶金工藝泄漏或排放的廢水。徹底的液固分離需要在廢水蒸發濃縮結晶后方能實現，從而能夠使高濃度的無機鹽成為固體開路，蒸餾水在經過蒸發濃縮處理后其水質能夠滿足回用與排放的相關要求。因此，高濃度濕法冶金廢水最終處理方法便為蒸發濃縮。普通蒸發濃縮設備在實際應用中具有高能耗的特點，缺乏一定的經濟性，且傳熱面容易結垢，使用一段時間后便會大幅度降低蒸發效率。因此，在經過研究與比較后，發現通過工業鍋爐等余熱預熱廢水，并采用多效蒸發器進行蒸發濃縮與閃蒸結晶處理，只有少量的蒸汽便可，能耗低。鑒于此，對于水量不大有色冶金企業的高濃度廢水處理或反滲透裝置濃水處理中，采用多效蒸發器具有節能環保的特點，能夠給企業帶來較大的社會效益與經濟效益。

4 黑色冶金過程廢水處理及利用

在鋼鐵企業中，其所產生的廢水主要來源于生產過程用水、場地沖洗、設備與產品冷卻水等，主要包括軋鋼廢水、焦化污水、高爐煤氣洗滌廢水以及煉鋼煙氣除塵廢水等。因此，在處理鋼鐵冶金廢水中其就如下特點：污染面積廣、廢水量大、成分復雜、水質變化大以及處理難度大等特點。

在焦化污水中，具有濃度較高的酚與其他污染物，由于酚屬于重要的化工原料因而需要在對廢水進行預處理后再對酚予以回收。對焦化污水進行預處理的主要目的在于將廢水中的焦油與苯等有害物質予以去除，一般來說包括水的除油、均和以及吹脫。在回收酚的過程中較為常見的方法為汽提法及溶劑萃取法，其中萃取法在廢水處理中最為主要的優點便是處理量大，且脫酚效率高等；而蒸汽脫酚法在廢水處理中主要是利用水酚間的沸點差予以加熱，并將污水中揮發酚蒸發到蒸汽中，再利用氫氧化鈉溶液與蒸汽中酚作用共同生成酚鈉而進入液相。污水在經過脫酚處理后一般需要采用活性污泥法對其予以二級生化處理，但經過處理后COD的含量仍然在300～700mg/L之間，因而仍然無法有效地滿足相關的排放要求，是現階段處理冶金廢水面臨的主要難題。

軋鋼廢水可以分為熱軋與冷軋廢水，冷軋廢水主要的污染物包括乳化油與懸浮油，其中懸浮油可以采用刮油機裝置將其除去，含有乳化油廢水則需要在破乳后浮選去除油類，主要采用的破乳方法包括pH值調節法、加熱法、超聲波法與加藥凝聚法。而在熱軋廢水中其主要的污染物為油類、懸浮物以及氧化鐵皮，在處理熱軋廢水的過程中主要采用的是藥劑混凝沉淀以除去油類與懸浮物，再對其冷卻后方可循環使用。

5 結論

隨著經濟、工業的迅速發展，近年來工業廢水數量與種類也得到迅猛增加，廢水的排放日趨加深了對水體的污染，這對人類的身體健康與安全造成嚴重威脅。工業廢水的處理站在保護環境角度比城市污水處理更為重要，盡管在19世紀末便已經開始進行工業廢水處理工作，隨之也進行了大量試驗研究以及生產實踐工作。但是由于工業廢水具有性質多變、成分復雜等特點，因而至今仍然有一部分技術問題亟需解決，為了提高解決冶金工業廢水處理效果就需要不斷地尋求新型高效可靠的廢水處理技術。