冶金工藝中的廢水治理技術(shù)

孫志強

（1.河鋼股份有限公司承德分公司，河北 承德 067000；2.河北省釩鈦工程技術(shù)研究中心，河北 承德 067000）

新形勢下，我國在工業(yè)的發(fā)展和革新方面的速度也越來越快，滿足了人們所需要的物質(zhì)生活的生產(chǎn)。但也因為過度的生產(chǎn)，忽略了對環(huán)境的保護，使我國目前的環(huán)境問題越來越嚴峻。其中，工廠的廢水廢氣污染問題十分明顯。為了節(jié)省成本獲得經(jīng)濟效益，很多工廠沒有對廢水和廢氣進行處理，就直接排放到河流或者是大自然中，造成了嚴重的污染問題。這一些污染問題不但會對大自然造成傷害，導致動植物的生長規(guī)律被迫改變，也會間接地影響人類的正常生活，對人的健康造成威脅。特別是一些以工業(yè)為主的大城市，由于廢氣廢水處理的不到位或不處理，就排放城市的下水道惡氣撲鼻，有些甚至形成了霧霾的天氣問題，影響著人們的日常生活。同時也對一些工廠和企業(yè)的持續(xù)發(fā)展帶來了阻礙，為我國進行可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略帶來極大的影響，一定程度制約了我國的發(fā)展和進步。

1 特征

①工業(yè)廢水的處理方式相當?shù)膹碗s，可以選擇直接排放的方式，也可以與生活廢水一起，簡單處理后進入專門的廢水處理廠。②工業(yè)廢水的污染物數(shù)量龐大，治理難度大，所需成本高，需要聯(lián)合多種金屬進行綜合治理。③如果還有含量過高的污染物質(zhì)，直接排放對環(huán)境的污染危害嚴重。④工業(yè)廢水的排放量極大，占廢水總量的70%。⑤工業(yè)廢水的處理過程及其的復雜，需要化學、物理、生物等多門科學的技術(shù)。⑥工業(yè)廢水的pH值相對明確。⑦工業(yè)廢水中的其中一部分溫度較高，易造成熱感染。⑧工業(yè)廢水中大都含有易燃易爆物質(zhì)和有毒的物質(zhì)。

2 目前我國冶金廢水治理存在的問題

2.1 缺乏環(huán)境保護意識和科學規(guī)劃

冶金廢水處理需要各部門和企業(yè)的相互配合，并科學地制定廢水處理方案和治理規(guī)劃。但是我國冶金企業(yè)長期來只注重生產(chǎn)經(jīng)營，對環(huán)境保護方面重視不足，資金投入不夠，形成了政府有關(guān)部門不嚴查、廢水處理不重視的局面。主要原因在于冶金企業(yè)缺乏環(huán)境保護意識，從而造成冶金企業(yè)在廢水處理系統(tǒng)工藝方案選擇時，選擇投資較少的方案，只是為了短期環(huán)境保護部門的檢查，追求短期的治理效果。目前冶金企業(yè)環(huán)境保護意識缺乏的同時，還缺乏長期的科學規(guī)劃目標.

2.2 企業(yè)出于成本考慮，不購買或者不使用廢水處理設(shè)備

一般情況下，大中型企業(yè)通常會因品牌形象等因素而購買和使用污水處理設(shè)備，以樹立積極的環(huán)保社會效益企業(yè)形象。由于成本問題，相當多的小企業(yè)即使政府提供相應的補貼政策也沒有購買相關(guān)廢水處理設(shè)備的意識或財政資源。在工業(yè)運行過程中，一些企業(yè)由于成本問題，不會每天開放廢水處理系統(tǒng)，使得廢水未經(jīng)處理就排入自然水系中，極大地影響了當?shù)氐乃h(huán)境。

2.3 廢水治理手段單一

我國為了治理冶金廢水大量排放造成水資源污染，在20世紀90年代開始引進國外的先進技術(shù)和設(shè)備。目前，我國的冶金廢水治理已經(jīng)取得了一定的進展。我國冶金企業(yè)較多，部分大型的冶金企業(yè)建設(shè)了自己了廢水處理系統(tǒng)，但廢水處理方法較為單一，缺乏對廢水特點的針對性處理。例如由于工業(yè)生產(chǎn)的內(nèi)容不同，產(chǎn)生的污染物種類和含量也有所不同，在廢水處理時應進行分類。從實際的廢水處理情況來看，大部分污水處理方法都以沉淀法及化學處理法為主，對廢水中有機物和懸浮物差異性未充分考慮，設(shè)置相應的沉淀池等裝置。但是部分冶金企業(yè)對于廢水特點未考慮，采取的廢水處理方式不符合水質(zhì)特點，造成廢水處理效果較差。

2.4 當?shù)卣O(jiān)管不完善

企業(yè)之所以不購買污水處理設(shè)備，部分原因是當?shù)卣芾聿簧?。根?jù)有關(guān)環(huán)保法規(guī)，未達到排放標準的企業(yè)無法經(jīng)營。然而，有些地方的政府監(jiān)管不力，企業(yè)抱著僥幸的心理進行廢水處理工作，政府檢查也由于種種原因和無所作為選擇睜一只眼閉一只眼，給當?shù)丨h(huán)境產(chǎn)生了嚴重后果，政府未能建立全面可執(zhí)行的監(jiān)管體系是廢水處理問題一直被人們關(guān)注的一個重要原因。

2.5 廢水治理資金投入不足且管理水平不高

在冶金企業(yè)較多的城市，廢水處理系統(tǒng)需要投入大量的資金，尤其是工業(yè)廢水排放量日益增多的背景下，工業(yè)廢水處理廠建設(shè)中面臨較大的資金壓力。想要提升廢水處理效果，需要更新廢水處理技術(shù)，但中小型企業(yè)其資金有限，對于新技術(shù)的使用受到制約，因此廢水處理方法仍以傳統(tǒng)的方式為主，工業(yè)廢水處理效率不高。例如由于資金投入不足選擇氧化溝處理工藝，由于該工藝資金投入較低，運行成本也較低，因此部分中小型企業(yè)選用該項廢水處理工藝，但該工藝對于特殊的工業(yè)廢水處理效果不好。此外，從工業(yè)廢水處理管理的角度，部分工業(yè)廢水處理廠的技術(shù)人員缺乏，廢水處理管理制度也不完善，造成工業(yè)廢水處理效果不好。

3 廢水處理的依據(jù)及方式

①大力發(fā)展環(huán)保的綠色健康技術(shù)，積極的改進或摒棄原有的落后技術(shù)，最大限度的減少污水的排放。②加大力度監(jiān)管含有毒害物質(zhì)的相關(guān)材料或產(chǎn)品，提升相關(guān)技術(shù)人員的技能，減輕有毒物質(zhì)的危害。③從廢水中分離出含有劇毒、重金屬以及放射性物質(zhì)的廢水，便于進行進一步的分類處理，切忌直接排放。④對含有可以降解的有毒有機化合物，需要按照國家的相關(guān)規(guī)定使其符合國家排放標準再對其進行生化處理。⑤對排放量大且污染較輕的需要處理之后回收利用，不可直接排放。⑥將無法降解的有毒廢水進行單獨的處理，不得與生活廢水一同處理。⑦食品與紙張的生產(chǎn)廢水與生活廢水可以直接排放。

4 廢水處理基本方法

4.1 構(gòu)建新型廢水處理模式，做好長期規(guī)劃

在冶金廢水處理上，企業(yè)要做好科學的長期規(guī)劃。一是結(jié)合自身企業(yè)污染的特殊性，做好廢水處理工作；二是在處理方式上，要符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，對污水處理方法進行改革，結(jié)合企業(yè)實際情況，科學地選擇污水處理方法；三是企業(yè)需做好技術(shù)人員的相關(guān)培訓，對于不符合工作要求的人員要進行培訓和調(diào)崗，確保冶金廢水處理安全穩(wěn)定運行，提高廢水處理的效率。

4.2 化學沉淀法

化學沉淀法是指向廢水中投加某種化學物質(zhì)，使它與污水中的溶解物質(zhì)發(fā)生反應，生成難溶于水的沉淀物以降低水中溶解物質(zhì)的方法?；瘜W沉淀法主要包含氫氧化物沉淀法、鐵氧體沉淀法和難溶鹽沉淀法(硫化物沉淀法、鋇鹽沉淀法、碳酸鹽沉淀法和鹵化物沉淀法)?；瘜W沉淀法處理廢水具有操作簡便、易行和經(jīng)濟性好等優(yōu)勢，已成為廢水處理中的重要環(huán)節(jié)；它適合處理重金屬離子濃度較高的廢水，而對于重金屬離子濃度較低的廢水來說，需與氧化技術(shù)、微生物技術(shù)、電化學技術(shù)和混凝沉降技術(shù)聯(lián)合使用方能取得較好效果。采用分步沉淀法處理酸性礦山廢水，試驗結(jié)果表明:以Ca(OH)2廢水調(diào)節(jié)劑，當溶液pH值為4.0時，雙氧水能夠氧化Fe2+至Fe3+，并實現(xiàn)廢水中Fe3+的去除;當pH值為6.00～6.50時，Na2S沉淀劑能夠去除廢水中的Cu2+;繼續(xù)增加Na2S含量可將溶液中Mn2+與Zn2+離子去除;當溶液pH值為8.4時，可有效去除廢水中微量的Mn2+、Zn2+離子及其它重金屬離子。采用分步沉淀工藝處理后的酸性礦山廢水滿足廢水排放標準，不僅實現(xiàn)了有價元素高效回收，還降低了廢水處理成本，值得借鑒與推廣。

4.3 物理處理方法

物理處理方法依賴重力、機械攔截與離心力等作用，將冶金廢水中的雜質(zhì)去除，或依據(jù)廢水中所含污染物的沸點、結(jié)晶點存在的差異性有效凈化廢水。該方法不涉及化學反應過程，而是單純地通過萃取分離等物理手段進行金屬冶煉，這種處理方法主要運用于冶金廢水的預處理程序，將其中容易分離的部分率先分離出來，方便接下來需要進行處理的更復雜的成分。實踐主要運用的物理處理方法包括沉降、離心、濃縮、過濾等處理方式。

4.4 微生物分解技術(shù)

微生物降解是將微生物固定在降解介質(zhì)上的過程。微生物在廢氣通過介質(zhì)時將其分解，將工業(yè)廢氣科學有效的處理。近幾年這種方式被大力的推廣，其市場利用價值非常的大。但現(xiàn)階段關(guān)于微生物分解的技術(shù)仍處于實驗的階段，還不足以主力大型的工業(yè)廢氣，并且，對于微生物分解的使用其前提條件非常的嚴格，需要借助生物法對分解所用的微生物進行嚴格的基因修飾處理，確保其符合微生物分解的條件。

4.5 電化學法

電化學法是給多塊鋼板通入電流，使其在極板間形成電場;待廢水流入極板空隙時，部分鋼板溶解于水中形成Fe2+離子，水電解生成O2和H+離子;酸性環(huán)境下Fe2+離子繼續(xù)氧化生成Fe3+和OH－離子;而電場中的污染物則帶上電荷與電場中電離的產(chǎn)物OH－、O2、Fe2+和Fe3+離子發(fā)生反應，形成穩(wěn)定的固體顆粒，從水中沉淀分離出來。常見電化學廢水處理方法有電解法(催化氧化或還原)、電絮凝法、電浮選法和電沉積法等。

4.6 活性炭吸附技術(shù)

活性炭是生活中比較常見的物質(zhì)，內(nèi)部含有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)，可以吸收廢氣中較小的分子，這也是處理廢氣的第一道步驟。但是由于活性炭極易飽和，因此其作用發(fā)揮的時間短，需要不斷的進行更換，所以該項技術(shù)的應用資金投入過大。并且有相關(guān)的實驗可以證明，活性炭的吸附對于濕度較高的廢氣使用效果并不理想，極易造成二次污染。

4.7 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)是通過改變膜的孔徑尺寸對溶液中的有機物、陰離子和陽離子等物質(zhì)進行選擇性篩分和截留，從而實現(xiàn)廢水中重金屬離子回收和出水回用的目的。采用膜分離技術(shù)需對廢水進行預處理，如過濾和混凝等工序;它具有保持料液性能穩(wěn)定、離子選擇性高、能耗低、規(guī)?？煽睾妥詣踊潭雀叩忍攸c;膜分離技術(shù)在國外廢水處理方面工程化應用較早，而我國冶金廢水領(lǐng)域采用膜分離技術(shù)實現(xiàn)廢水回用的工程化案例較少。

5 結(jié)語

對冶金廢水處理進行研究，是降低冶金行業(yè)能耗和污染，保護資源與環(huán)境的有效方法，同時也是現(xiàn)階段冶金行業(yè)走出當前高污染困局所必須解決首要問題。從業(yè)人員應當積極開展降低冶金污染和能耗的具體措施，在實踐中積極探索，實現(xiàn)冶金領(lǐng)域的污染和能耗降低，為環(huán)境和資源的可持續(xù)發(fā)展作出行業(yè)內(nèi)的貢獻。