我国有色金属冶炼废水处理的研究现状和发展趋势_邵立南 4页

OverviewofIndustry我国有色金属冶炼废水处理的研究现状和发展趋势CurrentSituationandDevelopmentofWastewaterTreatment行inChina’sNon-ferrousMetalSmeltingIndustry业纵文邵立南SHAOLi-nan，杨晓松YANGXiao-song北京矿冶研究总院观分析了我国有色金属冶炼废水的水质特征，对2000-2009年间有色金属冶炼废水处理相关论文进行了检索和统计分析，结果表明，我国有色金属冶炼废水处理的相关研究处于稳定增长阶段，在2005年以后膜法和其他一些新技术逐渐成为新的研究热点。在此基础上，阐明了我国有色金属冶炼废水处理的发展趋势，对相关应用案例进行了分析，以期对我国有色金属冶炼废水处理研究和应用起到借鉴作用。有色金属冶炼是有色金属行业中的高污染行业，表现为2）冲渣水典型的重金属废水污染，近年来污染事件频发，国家对此非对火法冶炼中产生的熔融态炉渣进行水淬冷却时产生常重视，出台了一系列治理政策和计划。因此，根据有色金的废水，这种废水不仅温度高，而且水中含有炉渣微粒及少属冶炼废水的水质特征，寻求技术可行、经济合理的治理方量重金属污染物。法，消除有色金属冶炼废水的危害，保证有色金属行业可持续发展和避免重金属污染具有重要的意义。3）烟气净化废水本文针对有色金属冶炼废水的水质特点和排放特征，系洗涤冶炼烟气时产生的废水，主要为湿式收尘器收尘废统总结了我国有色金属冶炼废水处理的研究现状，在此基础水，这种废水含有大量悬浮物和其他重金属污染物。上，阐明了其发展的趋势，以期对我国有色金属冶炼废水处4）车间冲洗废水理起到借鉴作用。这种废水是对设备、地板、滤料等进行冲洗所产生的废水，还包括湿法冶炼过程中因泄漏产生的废液，以及电解车有色金属冶炼废水的来源、性质和危间清洗极板排水，跑、冒、滴、漏电解液，这种废水中含重害性金属和酸。5）设备冷却水废水来源和性质冷却冶炼炉窑等设备循环水排污产生的废水，这种废水[1]有色金属冶炼废水的来源和性质：只是温度高，基本未受污染，各企业大部分设备冷却水均循环利用。1）各种酸性的冲洗液、冷凝液和吸收液有色金属冶炼废水的危害性包括制酸系统的废酸；湿式除尘洗涤水；硫酸电除雾的冷凝液和冲洗液；电解的酸雾冷凝液、吸收液等；阳极泥湿1）重金属是有色金属冶炼废水最主要的成分，通常含量较法精炼的浸出液、分离液、还原液和吸收液等。这种废水不高，这些重金属可能在土壤、农作物、水生生物等逐渐仅酸性高，而且含有重金属污染物。富集并通过食物链进行传递，最终威胁人类的健康。有色金属工程2011年第2期39n2）有色金属冶炼废水中的重金属废水除了对人体有危害冶炼废水处理中，逐渐成为新的研究热点，但由于吸附剂再外，还能造成农作物的减产和水产养殖的水生生物的死生频繁，解吸剂利用困难，很少有工程应用。亡。表12000-2009年有色金属冶炼废水处理方法研究论文的数量3）在有色金属冶炼过程中，制酸工序中还产生了大量的污酸废水。如果不处理直接外排入水体、将改变水体正常年份中和法生物法硫化法吸附法膜法其他pH，直接危害生物的正常生长。污水中的酸还会腐蚀2000500002行金属和混凝土结构，破坏桥梁、堤坝、港口设备等。2001310004业2002500111我国有色金属冶炼废水处理的研究现状2003600001纵2004202004近十多年来，高等学校、科研院所和公司企业等单位对观2005400221有色金属冶炼废水处理开展了大量的研究工作，取得了令2006400413人瞩目的成绩。本文利用《万方数据》电子资源，查阅了20072115132000-2009年间有关有色金属冶炼废水处理的100多篇期2008200336刊论文、博硕士学位论文和会议论文。2009211164文献量的年代变化对我国有色金属冶炼废水处理方法归纳见表2。图1显示了2000-2009年有色金属冶炼废水处理文献量的年代变化。对文献总量的年代变化进行拟合分析，发现随时间推移，文献量呈现线性增长趋势（y=0.890x+5.2，我国有色金属冶炼废水处理的发展趋势2R=0.874），表明我国有色金属冶炼废水处理的相关研究处于稳定增长阶段。随着我国有色金属冶炼废水处理研究的深入，近年来呈现出了新的发展趋势。从传统处理工艺向先进替代工艺和联合处理工艺方向发展目前，我国有色金属冶炼企业大多数采用的处理技术是一级或是多级石灰中和法（LDS）。该方法工艺简单，成本低，但存在结垢严重、沉淀污泥量大、操作环境差、处理效果不稳定等弊端。针对上述问题，对其进行改进，开发出了[2]许多先进替代技术：案例：高浓度泥浆法（HDS）在某锌业股份有限公司污酸废水处理中的应用某锌业股份有限公司新建锌冶炼系统，制酸工段排放图1期刊文献量年代变化的污酸废水处理是其配套的环保工程。该工段污酸产生量380m/h，含有硫酸达到20g/L(约2%)，同时含有多种重处理技术研究的年代变化金属离子（其中Zn达到1600mg/L，Cd达到400mg/L，对2000-2009年有色金属冶炼废水处理技术研究论文Pb达到500mg/L，As含量达到1500mg/L），是典型的的数量进行统计，结果见表1。高酸高污染负荷型重金属废水。采用高浓度泥浆法（HDS）+铁盐处理工艺对其进行处理，处理工艺流程见图2。从表1可以看出，中和法一直是研究的热点，但中和3法的研究已经从单纯的一级、多级石灰中和法发展到现在的工程总投资1200万元，处理规模2000m/d，每吨石灰法的改良技术（HDS法），以及以其为基础的联合处废水处理成本为3.96元。处理后废水水质达到《污水综合理工艺。2005年以来膜法和吸附法被广泛应用到有色金属排放标准》（GB8978-1996）二级标准。40nOverviewofIndustry表2有色金属冶炼废水的处理方法处理方法处理原则试剂特征存在的问题Ca(OH)2、CaCO3操作简便，便于实现连续沉淀物量大，络离子难中和法加碱生成不溶于水的氢氧化物Mg(OH)2、NaOH运转，运行费用较低以去除，操作环境恶劣使重金属离子附着在生物制剂上适用于前端处理，往往和残渣综合利用行生物法生物制剂面，得以去除其他工艺组合使用有待于进一步研究业用硫化剂生成不溶于水的硫化物NaHS、H2S、有H2S二次污染，药剂硫化法可以在低pH下去除重金属去除重金属NaS2成本高纵适用于低浓度的砷的处理，FeSO4投加量较大，成铁盐除砷法将砷转化成不溶于水的砷酸铁FeSO4观往往和其他工艺组合使用本较高适用于低浓度的重金属的吸附剂再生频繁，解吸吸附法用矿物作为吸附剂吸附金属离子吸附剂处理，往往和其他工艺组液回收利用困难合使用利用膜的选择透过性能将离子或处理效果好，可回收有价膜法阻垢剂膜易污染，成本较高分子或某些微粒从水中分离出来物质图2污酸处理工艺流程图从末端治理向工艺节水—分质回用—末端治理技术集成方1）工艺节水：对目前尚未循环利用浊排水，按“就近”原向发展则新建或并入浊循环系统，新建、改造了17套净循环系统和6套浊循环系统。“末端治理”往往并不能从根本上消除污染，而只是污染物在不同介质中的转移，特别是有毒有害的物质，往往在2）分质回用：针对当前水回用存在的问题，研究开发了多新的介质中转化为新的污染物，形成“治不胜治”的恶性循项技术：包括直排冷却水作循环冷却水的供水模式、低[3]环。为此，必须开展工艺节水、分质回用技术的研究。水质要求用户新水源途径开发、雨水收集利用系统开发案例：工艺节水—分质回用—末端治理集成技术在某铅锌和各用水户分质供水安全保障技术等。冶炼厂中的应用3）末端治理技术：采用物化+膜法的处理技术对废水进将工艺节水—分质回用—末端治理集成技术应用于某3给水沉淀池，使回用水水行处理，进入厂区内3万m铅锌冶炼厂中，取得了显著的环境、经济和社会效益。质达到目前从地表水取水水质标准。有色金属工程2011年第2期41n工程实施后工业水循环利用率由原来的86%提高至酸铜，生成亚砷酸铜，然后利用SO2还原亚砷酸铜制备三3396.1%；新水用量由原来的2862m/h降至780m/h，氧化二砷。实现含砷废水资源化，还原渣通过氧化浸出回收3全年节约新水1649万m；工业废水排放量从每吨产品硫酸铜，实现硫酸铜在整个工艺中的循环利用，处理后废水3363.7m废水减少到7.42m，减少88％；与《铅、锌行达到国家排放标准。业污染物排放标准》、《铅锌行业清洁生产指标》、《铅、锌行业准入条件》中各项要求对比，工程实施后该铅锌冶炼结论厂节水减污成效显著，各项指标居国内先进水平。行从单纯的达标排放向回收有价金属和水资源方向发展1）我国有色金属冶炼废水处理的相关研究处于稳定增长业阶段；目前冶炼企业常用的有色金属冶炼废水处理方法大多纵是一级或是多级石灰中和法，然后达标排放。这样处理不仅2）在有色金属冶炼废水处理的相关研究中，中和法一直是浪费废水中的有价金属资源，而且污水处理费用也很高，同主要的研究方面，在2005年以后膜法和其他一些新技观时由于将重金属都从水中转移到沉渣中，易造成二次污染。术逐渐成为新的研究热点；因此先从废水中回收有价金属资源，然后将处理后的水资3）我国色金属冶炼废水处理研究的发展趋势：从传统处源回用将成为今后的发展趋势。理工艺向先进替代工艺和联合处理工艺方向发展；从膜分离技术具有回收有价金属；处理后满足生产工艺末端治理向工艺节水—分质回用—末端治理技术集成对水质各项要求；对有价金属离子的截留率不低于85%，方向发展；从单纯的达标排放向回收有价金属和水资总回收率较常规工艺提高5个百分点以上；工艺系统全自源方向发展。动控制，维护方便；占地面积是传统处理方法的1/5~1/3。[4]杨晓松等介绍了韶关冶炼厂超滤+纳滤双膜处理工艺。参考文献该工艺可实现系统脱盐率≥80%，达到工业循环水要求2+-2-（其中Ca<100mg/L，F<10mg/L，SO4<100mg/L，[1]王绍文，邹元龙，杨晓莉.冶金工业废水处理技术及工2+2+电导率<250μs/cm，Pb<0.05mg/L，Zn<0.05mg/L，程实例[M].北京：化学工业出版社，2009.2+Cd<0.005mg/L）。经该工艺处理，可有效降低重金属[2]杨晓松,刘峰彪.高密度泥浆法处理铅锌冶炼综合废水的含量，达到水回用的国家水质标准。超滤系统产水率[J].有色金属，2009,61(4):166–169.≥90%；纳滤系统水回收率≥75%；深度处理系统水总回收[3]刘爱民.浅论合理利用生产循环用水[J].湖南有色金率≥65%；吨水处理成本约4元。属,2004,20(4):35–37.[5][4]杨晓松，邵立南.膜分离技术在冶炼废水处理及资源回常皓研究了“生物制剂A配位＋二段水解＋深度脱钙”，收中的应用[C]//第三届膜分离技术在冶金工业中应用可实现金属离子在生物制剂上的富集，同时经过后续处理，2+2+研讨会论文集，2009.可以使重金属废水中的Zn、Cu达到国家饮用水源的标准，2+2+[5]常皓.生物制剂深度净化高浓度重金属废水的研究[D].Pb在0.05mg/L左右，接近国家饮用水标准，而Cd也长沙：中南大学，2007.在0.05mg/L左右。[6]王勇.含砷废水制备三氧化二砷及处理[C]//2009年全[6]王勇等对铜冶炼烟气洗涤后的含砷酸性废水投加硫国硫酸工业技术交流会论文集，2009.42