冶炼厂重金属废水处理中应注意的3方面问题

冶炼厂重金属废水处理中应注意的3方面问题

冶炼行业产生的废水多为强酸性（pH=2.5左右）且Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+等含量较高的重金属废水，传统的处理方法主要有化学沉淀法和吸附法。研究表明，采用生物处理和其他物理化学方法（如电化学、膜分离、离子交换等）由于成本高、反应条件苛刻，实际上难以推广应用。本文重点对某冶炼厂重金属废水的三种化学处理方法：硫化物沉淀法、石灰中和沉淀法和铁酸盐法进行了比较讨论。

1 流程概述

1.1中和沉淀法：中和沉淀法是向含有重金属的废水中加入碱进行中和反应，生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式的重金属进行分离。在实际废水处理中应注意以下三个方面：重金属废水经中和沉淀后，废水pH值较高，需经过处理后方可排放； “实际废水中重金属离子几乎不能单独存在，常常是多种重金属离子共存。#当废水中含有锌、铅、铬、锡、铝等两性金属时，在高pH值下有再溶解的倾向，处理操作时必须严格控制pH值，实行分段沉淀法；#溶液中共存的卤素、氰化物、腐殖酸、腐殖质等能与重金属离子形成络合物，对中和方法影响很大，有时不形成沉淀，中和前需进行预处理；有些沉淀颗粒较小，不易沉降，往往需要加入絮凝剂来辅助形成沉淀。实际操作中，也有采用晶种循环法，使沉淀晶体较大，更易于沉降。

1.2硫化物沉淀法：硫化物沉淀法(又称硫化物法)的沉淀机理是：废水中的重金属离子与S2-结合生成溶解度很小的盐类，以沉淀的形式出现在水中。硫化物沉淀的溶度积常数一般比氢氧化物沉淀的溶度积大几个数量级，因此硫化物沉淀操作时只需加入少量沉淀剂，就能使废水中的重金属离子达到排放标准。操作硫化物沉淀法时应注意以下几个方面：硫化物沉淀一般比较小，易形成胶体，为利于分离，应加入高分子絮凝剂协助沉淀沉降； “硫化物沉淀过程中，沉淀物会部分残留在水中，残留的沉淀物也是一种污染物，会产生臭味等，而S2-遇到酸性环境就会产生有害气体H2S，形成二次污染。

1.3铁氧体法：铁氧体是由铁离子、氧离子与其它金属离子组成的复合氧化物，是一种磁性半导体。在化学沉淀法处理废水中，铁氧体沉淀法使废水中的各种金属离子形成铁氧体晶体并一起沉淀下来，从而净化废水，表1列举了铁氧体法对重金属离子的去除效果。用铁氧体法处理重金属废水，其反应可用下式表示：

铁氧体工艺技术的关键是：1）Fe3+IFe2+=2I1。因此，Fe2+的投加量应为废水中除铁以外的各种重金属离子当量的2倍或以上；2）NaOH或其碱的投入量应为废水所含酸根浓度的0.9～1.2倍；#碱化后应立即用蒸汽加热到60～70℃或更高；$在一定温度下通入空气进行氧化并搅拌，氧化完成后，铁氧体分离出来。

2 治疗计划的要求

废水处理工艺是指用于废水处理的一系列处理单元的组合，其主要依据是原废水的水质、处理程度和其他自然条件。一般来说，废水处理工艺的选择主要要考虑以下几种情况：（1）原废水水质：废水的酸碱度、重金属的含量、重金属的种类等都会影响废水处理时发生的反应。（2）废水处理程度：确定处理程度比较复杂，要考虑的因素很多，主要是受纳水体的功能、水环境质量要求、污染状况和自净能力以及处理后的废水是否回用等。（3）对于具体的废水，可以采用多种工艺来达到所要求的处理程度，这时处理系统的工程造价、运行费用就成为工艺选择的重要因素。 一般来说，应以原废水水质、水量等自然条件为原始条件，以所要求的处理水质为约束条件，以处理系统成本最低为目标函数，力争基建费用最低、能耗最大、运行效率最高，以最低成本为目标。（4）二次污染和杂质的引入也是影响废水处理工艺选择的重要因素之一。（5）废水量及其变化动态。除了废水水质外，废水量的变化幅度也是工艺选择应考虑的问题。特别是在选择外置处理构筑物类型时应充分重视。此外，资金筹措情况、可用区域、当地的自然条件，特别是污泥处理利用问题等也是工艺选择不可忽视的因素。

3. 方案比较

冶炼废水多为强酸性废水，重金属含量较高，因此废水处理过程中对pH控制条件要求比较严格。若采用硫化物沉淀法，S2-能有效去除金属离子，但水解生成H2S，在一定的pH条件下会挥发逸出，产生难闻的臭味，造成严重的二次污染。近10年发展起来的铁氧体法是处理污水的一种新方法，其处理工艺简单，铁氧体可回收；但需要耗费大量的能耗，硫酸亚铁价格昂贵，且其设备大多从国外引进，需要大量的设备安装、调试、运行管理，耗费的人力、物力从经济效益角度看难以接受。另一种解决办法是石灰中和沉淀法。将生石灰投入水中，生成Ca(OH)2，可沉淀出水中的Cu、Pb、Zn。 但引入的Ca2+可能造成水质硬化，且在多种金属共存的情况下，可能因相互作用而使沉淀减弱。综合比较三种方法（表2）可知，只要严格控制pH值防止水质硬化，并注意使用共沉淀剂防止沉淀减弱、实现共沉淀，石灰中和沉淀法不失为一种可操作性较强的处理方法。

4。结论

通过三种方法的比较可以看出，石灰中和沉淀法是目前经济可行的方法。该工艺流程具有技术成熟、处理效果好、中和沉淀剂（石灰）来源广泛、价格低廉等优点，出水水质可达到国家三级排放标准。经过进一步水质水量调节后，处理后的净化水可达到工业用水标准，从而实现净化水回用，减少用水量。该方法能有效去除Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+等重金属离子，可大大减少附近河流的重金属污染，环境效益显著。