- 冶金工業廢水處理技術及回用
- 王紹文 王海東 孫玉亮等
- 10024字
- 2019-11-15 19:18:01
3.2 冶金工業廢水處理回用技術差距與對策
3.2.1 冶金工業環保水平與差距
(1)鋼鐵工業環保水平及其經濟技術指標與差距
近10年來,我國鋼鐵企業在先進環保技術和環保工程的實施上進行成效顯著的工作,如在資源回收利用、控制污染、廢水處理和循環利用、廢氣凈化、可燃氣體回收利用和含鐵塵泥、鋼鐵渣綜合利用等方面都取得重大進展。包括焦化廢水脫氨除氮技術、循環與串級用水技術、全廠綜合廢水處理與脫鹽回用技術、煤氣凈化回收技術、電爐煙氣治理技術、冶煉車間氣體等無組織排放煙氣治理技術,以及焦爐煤氣脫硫技術和礦山復墾生態技術等一大批環保技術的有效實施,使得我國鋼鐵工業節能與環保的主要指標取得長足進步,見表3-7[4,10]。但國內重點鋼鐵企業之間差距也很明顯,見表3-8。總體而言,我國鋼鐵企業與國外同類企業之間差距在縮小,有的指標甚至處于同等水平,見表3-9[4,16,17]。
表3-7 2000~2009年重點統計鋼鐵企業節能環保主要指標


①鋼渣利用率較低,堆存和填埋較多;
②軋鋼廢酸多數采用中和處理,少數企業回收利用。據初步統計其中2006年、2007年、2008年、2009年廢硫酸的處理率和利用率分別為89.59%、5.2%;90.28%、9.67%;91.00%、8.90%和85.70%、14.2%。硝酸-氫氟酸廢液僅寶鋼部分回收利用。
表3-8 2004年重點統計鋼鐵企業環境保護技術指標對比情況

①《中國鋼鐵工業科學與技術發展指南》(2006~2020年)中國金屬學會.中國鋼鐵工業協會,2006。
表3-9 國內外大型鋼鐵企業噸鋼耗新水量情況

(2)有色工業環保水平與差距
近年來,有色金屬企業,特別是有色大型冶煉企業節水減排成效顯著,行業新水用量呈下降趨勢,重復用水率有所提高,噸有色產品和萬元戶值新水取用量均有下降。幾家大型鋁企業,如中鋁中州分公司、山東分公司、廣西分公司、河南分公司和云南鋁業公司都實現了工業廢水零排放,工業廢水全部回用,大大減少了新水用量。
據統計,14個大型重金屬冶煉企業和14個大型鋁企業噸產品和萬元產值總用水量和新水用量均有明顯下降。14個大型重金屬冶煉企業的有色金屬總產量為291.54×104t,工業總產值為750.10億元,噸金屬產品總用水量、新水用量分別為550.87m3和91.78m3;萬元產值總用水量、新水用量分別為214.10m3和35.68m3。
14個大型鋁企業年產電解鋁180.88×104t,氧化鋁679.77×104t,工業總產值466.30億元。噸產品(電解鋁+氧化鋁)總用水量、新水用量分別為125.25m3和13.99m3;萬元產值總用水量新水用量分別為231.18m3和25.82m3,節水減排效果顯著。主要表現在:a.工業用水循環利用率不斷提高,主要通過凈冷卻水循環、串級用水與處理回用;b.廢水治理從單項治理發展到綜合治理與回用;c.從廢水中回收有價金屬且成效顯著。但與國外相比差距較大。例如俄羅斯鋅的冶煉生產中水的循環率達93.6%,排放率為1.5%,鎳為90%,排放率為零;有色金屬加工廠為95%,排放率為零;硬質合金廠為96.8%,排放率為零。美國、加拿大、日本等有色金屬選礦廠廢水回用率均達95%~98%,大部分有色金屬冶煉廠廢水處理回用,基本實現“零”排放[18、19]。
根據中國有色工業協會統計,我國有色工業水的重復利用率為58.1%,其中選礦用水重復利用率為56.6%,冶煉企業的水的重復利用率為66.6%,機修廠水的重復利用率為56.3%[18]。我國有色金屬工業的“三廢”資源化利用程度還很低,固體廢物利用率僅在13%左右,低濃度二氧化硫幾乎沒有利用;從工業廢水中回收有價元素,除幾個大型企業外,絕大多數企業尚屬空白,年排放未處理或未達標廢水約2.7×108t以上。我國有色金屬工業“三廢”資源化利用程度低,已成為制約有色工業的持續發展最突出的問題。
(3)冶金工業環保總體水平的差距
①在節水上與廢水資源回用上有較大差距 長期以來由于技術與資金等原因對節水與廢水資源回用問題重視不夠,特別是南方沿江與豐水地區,冶金企業用水循環率不高,噸鋼耗新水指標普遍偏高,致使全行業水的利用率較低,廢水凈化、水質穩定與循環回用等節水與廢水處理技術的應用方面與國外企業存在一定差距。
②無組織排放源和車間內二次除塵技術裝備的配置與國外冶金企業相比存在差距,致使排塵量與國外先進企業差距較大,特別是地方中小企業差距更大。對TSP(總懸浮微粒)、PM10(10μm顆粒物)等指標,大多企業對其缺乏認識,有的企業測定不夠系統,更多企業尚未提到工作日程。
③在治理深度上、內涵上存在明顯差距 我國鋼鐵工業環保工作尚未完全脫離以治理“三廢”為內容,達標排放為目標,綜合治理為手段的階段。就寶鋼而言,總體上已處于國際先進水平,但與世界先進水平相比,還存在一定差距。發達國家對鋼鐵工業污染治理早已完成,對第二代污染物SO2、NOx等的治理處于商業化和完善階段。現已致力于第三代污染物CO2、二英的控制。在水處理方面,已更多應用微生物技術替代物化法處理技術,以防止二次污染,降低處理成本,提高凈化與水資源回用程度。與之相比,我國在污染控制的深度上相差甚遠,對于SO2、NOx的控制在大型鋼鐵企業已開始應用,但尚未普及;對TSP、PM10等指標尚未開始,還在醞釀;對于二
英、CO2、粉塵中重金屬的控制,以及廢水深度處理替代技術還處于開發研究階段,在標準規范的制訂與監控水平上差距更大。
3.2.2 鋼鐵工業用水安全保障技術與廢水處理回用的技術對策[20]
為了適應新時期發展要求,實現清潔生產與可持續發展,建立資源型與環境友好型的綠色鋼鐵企業,這是21世紀冶金工業的發展要求,為此,鋼鐵工業必須進行水安全保障重點研究與廢水資源回用技術研究。
(1)鋼鐵企業用水安全保障技術重點研究內容與要求
鋼鐵工業水資源短缺,是影響鋼鐵工業持續發展的關鍵問題,為了解決用水安全保障的問題,其研究內容與要求如下:a.優化結構調整,優先發展低廢、無廢技術,用水量少,節水效果好的生產工藝;盡早調整和改善企業的生產布局緩解水資源危機,是鋼鐵工業水安全保障工作的前提和條件;b.抓好大型鋼鐵企業用水優化與節水技術的研究,是鋼鐵工業水安全保障的重要環節;c.提高用水質量,強化串級用水與一水多用、循環用水、綜合利用技術是實現鋼鐵企業水資源安全保證最有效的技術途徑;d.強化節水技術與工業設備的開發與研究,因地制宜制定合理供需用水標準,是鋼鐵工業水安全保障最有效的技術措施;e.開辟鋼鐵工業新水源,因地制宜實現企業外排的綜合廢水、城市二級處理污水、中水與海水淡化的水資源利用,是鋼鐵工業水資源安全保障最可靠的安全新水源。
(2)鋼鐵企業外排廢水資源化技術與綜合廢水處理回用的研究
除特大型鋼鐵企業外,其他鋼鐵企業大都存在外排綜合廢水處理問題,且量大面廣、成分復雜。建立綜合廢水處理廠可以有效控制外排廢水量,實現處理后回收利用,解決鋼鐵企業水資源短缺問題。但隨著回收率的提高,鹽類富集產生的水質障礙更加突出,因此需研究和尋求新的治理思路,從全廠水資源綜合平衡出發,對其溫度、水量、懸浮物、溶解鹽類和水質穩定等綜合因素要進行全面平衡與處理,才能保證在提高回用率的同時,確保水質安全,使全廠用水系統無障礙運行。其主要研究內容如下:a.從全廠用水綜合平衡出發,對各工序排水采取集中分散相結合治理的原則,實現按質回用、循環利用、串級使用、一水多用;b.根據不同用戶的水質要求,確定合理的技術集成和工藝組合,解決鋼鐵企業外排廢水治理與回用問題;c.研究新型脫鹽技術與設備,提高勾兌比例,實現廢水資源化與提高用水循環利用率。
(3)鋼鐵工業水循環經濟模式與“零”排放技術的研究
所謂水循環經濟就是把清潔生產與廢水綜合利用融為一體的經濟,建立在水資源不斷循環利用基礎上的經濟發展模式,按自然生態系統模式,組成一個“資源—產品—再生資源”的水資源反復循環流動的過程,實現廢水最少量化與最大的循環利用。即對鋼鐵企業用水進行廢水減量化、無害化與資源化的模式研究與效益分析:a.分質供水—串級用水—一水多用的使用模式;b.廢水—無害化—資源化的回用模式;c.綜合廢水—凈化—回用的循環利用模式。
其實,鋼鐵工業水循環經濟模式的研究就是把首端預防與末端治理最有效地有機結合,是鋼鐵企業要實現“零”排放最有效的技術措施,也是鋼鐵企業資源節約型與環境友好型在水資源利用上的具體體現。
(4)高效經濟型焦化廢水處理與回用技術的研究
對焦化廢水生物脫氮的研究工作國外已經歷40多年,國內也有十多年的研究歷程。據不完全統計,目前國內已有工程實例或正進行實驗研究的約有20種以上處理技術與工藝(詳見王紹文、錢雷、秦華等編著的《焦化廢水無害化處理與回用技術》一書)。其中主要集成技術如下。
①以A/O工藝、A/A/O工藝為主體的處理工藝 目前國內已有或在建的工程實例約20多家。通常難以穩定達標排放,或時好時壞。
②以O/A/O工藝、A/O/O工藝為主體處理工藝 20世紀末期寶鋼(三期工程)從美國CHESTER公司引進O/A/O生物脫氨工藝與設備,實現全面達標排放。但按引進技術要求嚴格規定,經蒸氨后生化污水中的質量濃度控制在100mg/L以內,COD的質量濃度通常在1500~2000mg/L,并經40%的稀釋,再進入生化處理系統。且使用設備和藥劑種類較多,運行成本較高,推廣應用存在一定難度。
③以SBR工藝及其改進型的ICEAS、CASS等為主體處理工藝 SBR工藝是具有兼均化、初沉、生化、終沉等功能于一體的新型處理工藝,可根據廢水特性進行多種組合形成ICEAS、CASS、DAT-IAT等多功能工藝。但實驗室試驗表明,SBR工藝只適用于COD 2000mg/L、NH3-N 200mg/L以內的焦化廢水。對超過此限的應采用SBR改進型運行方式,有待深入試驗。
④以生物強化與深度處理組合技術為主體的工藝 目前國內主要適用于提高與改善已有處理廠廢水外排水質,處理效果因地而異。通常以此實現達標排放難度很大。
⑤以HSB(高分解菌群)法、光合細菌法為主體的處理工藝 目前已有焦化企業進行試驗或試用。也有工程應用采用高效菌+A/O2法,效果較好,但也存在處理效果不夠穩定,且存在高效菌變異問題。
⑥催化濕式氧化法、煙道氣處理法、超臨界水氧化法、新物理法等處理工藝 目前主要為實驗室試驗階段,也有用于工程的,效果不一。其中煙道氣處理法是中冶集團建筑研究總院環保研究設計院的發明專利,專利號為CN1207367。其核心內容是將含有硫化物的高溫煙氣與焦化廢水在噴霧干燥塔中以霧狀進行同向接觸反應,實現“以廢治廢”,達到在同一處理裝置中解決兩大治理難題,這是本工藝最大優勢與特色。
我國焦化廢水的特點通常為苯酚及其衍生物所占的比例最大,約占總質量的60%以上,喹啉類化合物和苯類衍生物占15%以上,雜環化合物和多環芳烴類占17%左右。難降解的毒性物質占有1/3以上比例。因此焦化廢水生化處理系統的好壞,既與預處理系統有關,更重要的是與焦化生產工藝關系極大,即焦化廢水量與水質成分的優劣至關重要。因為,任何生化處理系統的微生物適應性都是脆弱的,過高的、反復的沖擊負荷或過高毒性物質不斷沖擊,會導致微生物抑制或死亡,處理系統運行就會失敗。這就是我國焦化廢水生化處理系統長期不能正常運用、時好時壞、短期能達標、長期不能達標的根本原因。因此,高效經濟性焦化廢水處理技術與回用途徑的研究,應是今后較長時間一項重要研究課題。
(5)鋼鐵工業酸洗廢液再生回用技術的研究
酸洗工藝是軋制各種板材、管材、線材和不銹鋼材等必不可少的工序。除鋼鐵工業外,機械制造、石油、化工、農藥等行業也存在酸性廢液問題。目前,主要處理措施為中和處理,既浪費有用資源,又造成嚴重污染。寶鋼三期的1550、1420冷軋酸再生工藝,是從奧地利引進魯特納法(噴霧熔燒法)。前者回收廢酸量4.5m3/h,工程總造價為1.35億元,設備引進費829萬美元;后者廢酸量為2.9m3/h,工程總造價為7473萬元,設備引進費713萬美元。此外,鞍鋼、本鋼、攀鋼等也相繼引進該工藝以解決廢酸回收問題。
中冶集團建筑研究總院環保研究設計院已完成廢酸回收技術,其廢酸回收率與魯特納法基本相當(95%~98%),回收酸洗液與原配酸洗液相當,經試用酸洗效果好。但其設備價格為引進設備費用的1/8~1/5,現已有工程試用效果良好,但因蒸發器材料尚未完善待總結經驗后推廣應用。
(6)循環冷卻水自動加藥系統及其在線監控的研究
鋼鐵企業冷卻用水約占該企業總用水的60%。工業冷卻水循環系統運行的好壞,不僅與投入藥劑種類有關,而且和藥劑濃度關系很大,目前的人工或定期加藥方式造成系統內藥劑濃度變化大,不能保證系統在最佳的藥劑濃度下運行。因此要求能即時監測系統中藥劑濃度、結垢、腐蝕狀況,以便因水質或其他相關參數改變時能及時調整或增減藥劑濃度,并反饋控制藥劑定量泵的啟動與停止。該設備是提高用水循環與節約用水的主要手段。
該系統可使循環水系統的藥劑濃度始終控制在最佳濃度范圍內,從而保證系統結垢率、腐蝕率等指標控制在最低程度;并且加藥系統可以實現在線隨機控制,避免因人工或定期加藥造成藥劑浪費。該技術是將環保、機械、化工、自動化、計算機、監測等專業先進技術融于一體的高新技術,是實現水安全保障必不可少的監測手段。
(7)開辟鋼鐵工業新水源的技術研究
為解決鋼鐵工業水資源短缺,確保水資源安全保障,必須開辟工業用水新水源的研究,其研究內容為:a.鋼鐵企業外排廢水綜合處理與回用技術;b.城市污水二級處理出水的深度處理回用技術;c.中水處理回用技術;d.海水冷卻與海水淡化回用技術。
據統計分析,城市污水中污染物只占0.1%左右,比海水污染物占3.5%少得很多,因此城市二級處理水回用是最經濟的和可靠的。
將城市污水回用于鋼鐵企業,一是回用到水質要求不高的工序中,如沖渣水、除塵水、洗滌水等;二是回用循環水系統補充水等要求比較嚴格的生產工序中。對于前者,我國已有了成熟的技術,一些污水回用工程在鋼鐵企業已經啟動。對于后者,由于城市污水二級處理和簡易深度處理無法去除氯離子、氨氮、生物污泥與碳、磷等生物繁殖類物質,以及影響健康的病毒菌與細菌等。因此,應根據企業用水工序要求,進行深度處理后方可回用。總之,開辟鋼鐵工業新水源是解決鋼鐵工業用水短缺及其水安全保障的一項重要研究課題。
(8)催化濕式氧化法處理技術的研究
催化濕式氧化技術(簡稱CWAO)是在一定溫度壓力和專用固定催化劑的作用下,利用空氣,不經稀釋一次處理使這類廢水中的COD、氨氮等有毒有害有機物,經0.1~2h接觸反應,轉化為CO2、H2O等無害成分,并同時達到脫色、除臭、消毒滅菌。當達到一定規模后,還可回收大量熱能和CO2。
CWAO技術可處理焦化、造紙、生物制藥、制糖、化工合成、農藥醫藥等數十種工業難降解有毒有害廢水。如焦化廢水原COD、分別為10664mg/L和1262mg/L,處理后分別為64.48mg/L和0;化工烤膠廢水原COD、
分別為39440mg/L、3674.4mg/L,處理后分別為68mg/L和0.60mg/L等。說明CWAO法對這些難降解工業廢水處理是非常有效的。根據日本大阪某公司中試規模60t/d試驗結果推測,若以日處理1000m3/d的廢水COD為6000mg/L、NH3-N為5000mg/L的焦化廢水為例,經CWAO處理后COD為20mg/L,
為20m3/L。且處理噸焦化廢水的成本比達到相同處理水質的活性污泥法+生物脫氮+前后預處理與深度處理相比約便宜40%。該裝置連續運行11000h的結果證明,催化劑無失效現象,在同類或相似廢水中可連續使用5年再生一次。該技術為高新技術,應進行深入系統研究。
(9)納米、微波與超聲波技術在鋼鐵工業廢水處理的應用研究
納米材料具有獨特的功能,在超微化、高密度、靈敏度、高集成度的發展中,將發揮巨大的作用。納米超微粒子催化劑不僅具有高的活性,優良的選擇性和較高的使用壽命,而且在催化劑的生產中不使用酸、堿、鹽等有毒、有害物品,也就不會有“三廢”的排放,對環境無污染,符合嚴格的環保要求,是一種環境友好的催化劑。
納米材料具有常規微細粉末材料所不具備的許多特殊效應,如表面效應、體積效應、量子尺寸效應等。現階段,應用于水處理中納米材料主要是金屬氧化物,其催化作用最終產生具有高活性的羥基自由基·OH,具有很強的氧化性,可以氧化許多難降解的有機化合物。
利用微波與超聲波降解水中化學污染物,尤其是難降解的有機物,是近幾年來發展起來一項新型處理技術。就液體而言,微波僅對其中的極性分子起作用,微波電磁場能使極性分子產生高速旋轉碰撞而產生熱效應,降低反應活化能和化學鍵強度;在微波場中,劇烈的極性分子震蕩,能使化學鍵斷裂,故可用于污染物的降解。
超聲波由一系列疏密相間的縱波構成,并通過液化介質向四周傳播,當聲能足夠高時,在疏松的半周期內,形成空化核,它在爆炸的瞬間可以產生大約4000kPa和100MPa的局部高溫高壓環境,并產生速度約為110m/s、具有強沖擊力的微射波,這種現象稱為超聲空化。這些條件足以使有機物在空氣泡內發生化學鍵斷離、水相燃燒、高溫分解或自由基反應。近年來的研究表明,包括鹵代脂肪烴、單環和多環芳香烴及酚類物質等都能被超聲波降解。
(10)焦化廢水消納途徑的研究[21~23]
原國家發改委經貿委2004年11月76號公告《焦化行業準入條件》中明確規定,“焦化廢水經處理后做到內部循環使用”,“不得外排”。這一重要決策使焦化企業生存受到巨大挑戰。面對這種嚴峻形勢,人們必須面對和決策:焦化廢水不再是一個處理問題,而是一個出路問題;對焦化廢水不再是追求達標排放而是處理后如何回用的問題;不再是單項處理技術是否先進的問題,而是要綜合研究回用或消納過程污染物轉移與危害過程問題。總之人們不得不再思考,單從焦化廢水處理上解決焦化廢水的出路問題是很困難的。
①焦化廢水“零”排放回用應考慮的問題 由于焦化廢水成分復雜,有害有毒有機物較多,即使處理達標,對環境的危害也大于其他廢水,因此,焦化廢水廠內回用消納實現“零”排放,必須認真重視下列幾個問題。
1)生產工藝自身的問題。焦化污水具有嚴重的腐蝕性,因此要考慮并重視對設備的影響;焦化廢水中的復雜成分對產品質量的影響。
2)環境影響問題。焦化污水易產生環境影響,因此要特別重視焦化廢水回用工序或消納途徑過程中要避免污染物轉移或產生二次污染,不得將污染物轉移到大氣、循環用水系統、周圍土壤和水體中。
3)人體健康問題。要密切關注焦化廢水回用工序或消納途徑周圍的環境、崗位人員、周邊人員的健康問題與保護措施。例如焦化廢水用于熄焦,其周圍環境非常惡劣,崗位人員的健康保護,應有妥善措施。
②對焦化廢水回用與消納途徑的設想及其需要解決的問題 綜合分析鋼鐵企業供水、用水特點與水質要求,并參考個別企業的應用實例,其回用或消納的途徑有如下幾種。
1)用于熄焦。焦化廢水熄焦是消納焦化廢水的主要途徑。將焦化廢水引去熄焦,廢水中的部分有機物隨蒸汽進入大氣環境,部分有機物以灰分形式殘留在焦炭中。進入大氣的污染物經大氣擴散最終散落在廠區地面和周圍地區,經地面水徑流又進入廠區及周圍水體(含地下水)與地面環境;殘留在焦炭中的將對焦炭的品質造成影響;此外還有對崗位操作人員的健康影響與設備腐蝕問題。目前尚無實踐經驗。
2)用于高爐沖渣。與熄焦相同,部分有機物進入大氣,部分有機物進入高爐渣。存在問題也與上述相同。但沖渣周圍的環境更惡化,對崗位工人健康的影響更嚴重,特別是進入高爐渣的毒性物質的多途徑轉移的嚴重性,至今無研究。
3)用于燒結配料。將焦化廢水用于燒結配料用水,利用燒結工序中高溫氧化的條件,將有機物經炭化后轉化為CO2和H2O,實現無毒化處理。理論分析是可行的,已有實踐支持。但燒結配料用水數量有限。
4)用于原料灑水。為了避免原料場物料因風雨吹流損失,大型原料廠均采用灑水加藥使表層固化措施。其優點是用水量大。焦化廢水中污染物以液態噴灑,大氣轉移極微;進入原料的焦化污染物將在燒結、煉鐵等高溫有氧工序中氧化分解成無害物質。但需要注意噴灑水流失的收集與循環回用的問題。
③根據上述分析與設想,為實現焦化廢水有序回用和消納的途徑,應進行如下深化研究和科技攻關工作。
1)焦化廢水回用與消納的途徑。為切實落實國家經貿委2004年76號公告的規定,應對焦化廢水回用與消納的4種途徑進行如下研究:a.回用與消納途徑的科學性、可靠性、適用性;b.對進入大氣的污染物進行跟蹤監測,研究污染物轉移的危害程度與防治技術措施;c.對進入物料的污染物,研究污染物的轉移過程、危害程度與消解過程;d.研究崗位人員的健康影響與保護措施。
2)研究以廢治廢技術。利用燒結高溫煙氣與焦化廢水接觸反應,可在一個設備中實現燒結煙氣脫硫、焦化廢水有機物消減與固化的“以廢治廢”的新工藝,并無廢水外排,只有少量固態廢物。但該技術也存在污染物轉移的去向問題,需進行研究。
3)新型高效處理技術研究。根據資料介紹,日本60t/d的工業性試驗證明,催化濕式氧化法可使為3080mg/L、COD為5870mg/L、TOC為17500mg/L的焦化廢水,經30~60min的處理后,
為3mg/L、COD為10mg/L、TOC未檢出。國內也已進行試驗室研究,結果相同。
4)完善回用標準的研究與編制。回用點的回用標準是指導和推動焦化廢水回用的關鍵,是實施國家經貿委2004年11月76號公告最有效的技術規范,是焦化廢水回用與消納途徑的技術準則,應盡快研究與編制。
總之,焦化廢水處理與回用應從源頭抓起,減少焦化廢水量和減少污染物的排出量是最重要的;其次是廢水經有效的處理后在回用的途徑中,消除焦化廢水中有毒有害的有機物,避免污染物因轉移產生二次或多次污染是今后研究的方向。
3.2.3 有色冶金工業廢水處理回用的技術對策
有色冶金工業廢水具有自身的特點,與鋼鐵工業相比,由于冶煉廠比較分散,生產規模較小,但生產廠分布比較廣,且有色金屬產品種類多,冶煉工藝復雜。因此,有色金屬廢水水質復雜,毒性與有害性較強,重金屬物質含量較高,酸堿性比較顯著,但每個冶煉廠外排廢水量不大。因此,有色金屬冶煉廢水,應根據有色工業廢水特點,針對廢水污染程度,污染物性質和含量差異,采用如下處理原則與技術對策。
①清濁分流,分片處理 有色工業廢水通常水質差異較大,含重金屬物質較多,因此,應將不同水質、不同冶煉工藝過程的廢水進行分類收集與分別處理。按污染程度,一般可分為以下幾種。
1)無污染或輕度污染的廢水。如冷卻水、冷凝水等,水質清潔,可重復利用不外排,實現一水多用,有效利用廢水資源。
2)中度污染的廢水。如爐渣水淬水、沖渣水、沖洗設備和地面水,洗渣和濾渣洗滌水。這類廢水含有較多的渣泥和一定數量的重金屬離子,應予以處理回用。
3)嚴重污染的廢水。如濕法冶金廢液,各種濕法除塵設備的洗滌廢水,電解精煉過程的廢水等。這類廢水含有較多的重金屬離子和塵泥,具有很強的酸堿性,應進行無害化處理和回用。
有些地方將采礦、選礦、冶煉廢水一起進行處理,這樣增加了處理難度。采礦廢水金屬含量不高或成分較為單一,用簡單的方法即可除去大部分的重金屬離子,但中和法對含有選礦藥劑和放射性元素的廢水的處理效果并不佳。所以一般不應將選礦廢水與其他的廢水混合,使廢水總量增加,并使處理回收復雜化,更不能直接向外排放。幾種不能混合的廢水應當在各廠或各車間分別處理。廢水成分單一又可以互相處理的,例如高溫廢水和低溫廢水、酸性廢水和堿性廢水、含鉻廢水和含氰廢水等,應進行合并處理,以廢治廢,減少處理成本,增加效益。這種合并可以在廠內合并,也可以與外廠聯合處理。
②在處理方法選擇上,遵循生產經濟效益和環境效益統一,處理技術方案要有實驗依據與技術支撐。
有色冶金廢水成分比較復雜,數量又很大,廢水處理要認真貫徹國家制訂的環境保護法規和方針政策。在廢水處理規劃設計中,必須認真做好小型、中型實驗,通過系統檢測、分析綜合,尋求比較先進且經濟合理的處理方案,加強技術經濟管理,抓好綜合利用示范工程,技術成熟,方可投入工程應用。
③處理后的出水應循環利用、就地回用 對于輕污染或無污染的間接冷卻水,要循環使用不外排;中等污染的直接冷卻水(爐渣水淬水、沖渣水)、沖洗設備和地面水,洗渣和濾渣洗滌水經沉淀除渣后循環使用。對嚴重污染的廢水,要最大化地進行綜合利用,盡可能回收廢水中的有價成分;處理后的液體返回流程、就地消化,提高水的循環利用率,對必須外排的少量廢水要進行集中處理,達標排放。
④改革生產工藝,盡量采用無毒藥劑、溶劑等輔助原材料完成選礦冶煉的工藝過程,這是從根本上減少有色冶金廢水對環境危害的有效方法。
⑤加強科學管理,改善管理機構及制度,建立經濟責任制和技術檔案;加強對廢水處理設施的運行、操作、維護的管理;對于人為的浪費和資源利用不合理的部分,要通過科學管理,提高資源的利用率,消除浪費,這也是提高經濟效益、環境效益極為重要的方面。科學管理應從行政、法律、經濟、技術等方面,結合近期和長遠的環境目標,加以有機結合運用。
⑥強化清潔生產,從源頭減少污染 有色金屬工業產生的廢氣、廢水、廢渣對環境的污染相當嚴重,應采用清潔生產新技術來減少廢水的產生。有色冶金選礦中產生大量的尾礦和廢水,尾礦顆粒很細,被風吹散,被雨水沖走,造成對環境的污染。選礦廢水的排放量很大,其中含有多種金屬和非金屬離子如銅、鉛、鉻、鎳、砷、銻、汞、鍺、硒、鋅等;另外還含有如黃原酸鹽、高分子酸、脂肪酸等選礦藥劑。
冶煉過程主要排放的有火法冶煉的礦渣、濕法冶煉的浸出渣以及冶煉廢水。冶煉廢水的污染成分隨所加工的礦石成分、加工方法、工藝流程和產品種類的不同而不同,如鎳冶煉廠廢水含鎳、銅、鐵和鹽類。有色金屬礦大多為高含硫量的硫化礦,因此在冶煉過程中還排出高濃度二氧化硫廢氣。金屬冶煉所產生的二氧化硫氣體及含有重金屬化合物的煙塵,電解鋁產生的氟化氫氣體和重金屬冶煉、輕金屬冶煉及稀有金屬冶煉所產生的氯氣是廢氣中污染大氣的主要物質。