3 冶金企業(yè)廢水處理

冶金環(huán)保及資源綜合利用水體污染的基本概念冶金廢水處理基本方法123冶金企業(yè)廢水處理自然水體對排入其中的某物質有一定的容納限度。在此限度之內，由于其本身的物化和生化作用，水體在一定的時間內和一定條件下，可使排入其中的物質的濃度降低，水質不致惡化，此即水體的自凈作用。但是如果排入水體的物質過量，超過水體的自凈能力，便會造成危害，這就是所說的水體污染。1水體污染的基本概念內蒙古某地村民長期飲用含砷嚴重超標的地下水，致使不少村民患有嚴重的皮膚病。

日本熊本縣水俁鎮(zhèn)一家氮肥公司排放的廢水中含有汞，這些廢水排入海灣后經(jīng)過某些生物的轉化，形成甲基汞。這些汞在海水、底泥和魚類中富集，又經(jīng)過食物鏈使人中毒。當時，最先發(fā)病的是愛吃魚的貓。中毒后的貓發(fā)瘋痙攣，紛紛跳海自殺。沒有幾年，水俁地區(qū)連貓的蹤影都不見了。1956年，出現(xiàn)了與貓的癥狀相似的病人。因為開始病因不清，所以用當?shù)氐孛?991年，日本環(huán)境廳公布的中毒病人仍有2248人，其中1004人死亡。

水俁病事件

2006年9月8日，湖南省岳陽縣城飲用水源地新墻河發(fā)生水污染事件，砷超標10倍左右，8萬居民的飲用水安全受到威脅和影響。最終經(jīng)核查發(fā)現(xiàn)，污染發(fā)生的原因為河流上游3家化工廠的工業(yè)污水日常性排放，致使大量高濃度含砷廢水流入新墻河。2006湖南岳陽砷污染事件

2005年11月13日，中石油吉林石化公司雙苯廠苯胺車間發(fā)生爆炸事故。事故產(chǎn)生的約100噸苯、苯胺和硝基苯等有機污染物流入松花江。由于苯類污染物是對人體健康有危害的有機物，因而導致松花江發(fā)生重大水污染事件。哈爾濱市政府隨即決定，于11月23日零時起關閉松花江哈爾濱段取水口停止向市區(qū)供水，哈爾濱市的各大超市無一例外地出現(xiàn)了搶購飲用水的場面。

松花江重大水污染事件

進入2007年6月份，巢湖、滇池也不同程度地出現(xiàn)藍藻。安徽巢湖西半湖出現(xiàn)了區(qū)域在5平方公里左右的大面積藍藻。由于西半湖不作為飲用水源，所以對當?shù)赜绊懖淮螅S看持續(xù)高溫，巢湖東半湖也出現(xiàn)藍藻。滇池也因連日天氣悶熱，藍藻大量繁殖。在昆明滇池海埂一線的岸邊，湖水如綠油漆一般，并伴隨著陣陣腥臭。太湖、巢湖、滇池藍藻的連續(xù)爆發(fā)，為“三湖”流域水污染綜合治理敲響了警鐘。2007巢湖、滇池藍藻暴發(fā)人們打撈由于水體富營養(yǎng)化導致的過量生長的水葫蘆

2007年5月29日開始，江蘇省無錫市城區(qū)的大批市民家中自來水水質突然發(fā)生變化，并伴有難聞的氣味，無法正常飲用。無錫市民飲用水水源來自太湖，造成這次水質突然變化的原因是：入夏以來，無錫市區(qū)域內的太湖水位出現(xiàn)50年以來最低值，再加上天氣連續(xù)高溫少雨，太湖水富營養(yǎng)化較重，從而引發(fā)了太湖藍藻的提前暴發(fā)，影響了自來水水源水質。無錫市民紛紛搶購超市內的純凈水，街頭零售的桶裝純凈水也出現(xiàn)了較大的價格波動。2007巢湖、滇池藍藻暴發(fā)

2007太湖水污染事件

進入2007年6月份，巢湖、滇池也不同程度地出現(xiàn)藍藻。安徽巢湖西半湖出現(xiàn)了區(qū)域在5平方公里左右的大面積藍藻。由于西半湖不作為飲用水源，所以對當?shù)赜绊懖淮螅S看持續(xù)高溫，巢湖東半湖也出現(xiàn)藍藻。滇池也因連日天氣悶熱，藍藻大量繁殖。在昆明滇池海埂一線的岸邊，湖水如綠油漆一般，并伴隨著陣陣腥臭。太湖、巢湖、滇池藍藻的連續(xù)爆發(fā)，為“三湖”流域水污染綜合治理敲響了警鐘。2007巢湖、滇池藍藻暴發(fā)

1986年11月1日，瑞士巴塞爾市桑多茲化工廠倉庫失火，近30噸劇毒的硫化物、磷化物與含有水銀的化工產(chǎn)品隨滅火劑和水流入萊茵河。順流而下150公里內，60多萬條魚被毒死，500公里以內河岸兩側的井水不能飲用，靠近河邊的自來水廠關閉，啤酒廠停產(chǎn)。有毒物沉積在河底，將使萊茵河因此而“死亡”20年。劇毒物污染萊茵河事件

因取水點被污染導致水廠停止供水，重慶綦江古南街道橋河片區(qū)近3萬居民，從2005年1月3日起連續(xù)兩天沒有自來水喝，綦江齒輪廠也因此暫停生產(chǎn)。經(jīng)衛(wèi)生和環(huán)保部門勘測，河水是被綦河上游重慶華強化肥有限公司排除的廢水所污染。綦江縣有關部門立即在綦河水域的橋河段上游和下游開閘放水，加速稀釋受污染水體，并責成華強化肥有限公司硫酸廠停止生產(chǎn)并整改。

2005重慶綦河水污染工廠或車間生產(chǎn)過程中排出的廢水應該做到“清污分流，分片治理”。不應使其與其它廢水混合，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。冶金廢水處理的原則所選用的處理方法和工藝流程應該緊密結合工廠的主體生產(chǎn)流程，使處理后的水循環(huán)利用，盡可能提高循環(huán)利用率，形成封閉循環(huán)系統(tǒng)。對目前技術水平和經(jīng)濟條件尚無法回收的少量廢水，則應進行無害化處理。2冶金廢水處理基本方法物理法處理1化學法處理2物理化學法處理3生物化學法4冶金工業(yè)廢水種類與特點采礦廢水選礦廢水冶煉廢水金屬加工廢水按其來源分主要含無機物質的廢水主要含有機物質的廢水既含有機物質又含無機物質的廢水按照廢水中是否含有機物懸浮物（包括含油）工業(yè)廢水含無機溶解物工業(yè)廢水含有機物工業(yè)廢水冷卻用水把主體污染物與所要采取的治理方法結合起來分

包括焦化廢水、印染廢水、造紙黑液、石油化工廢水等，這類廢水耗氧且有毒，應采用物化與生化相結合的方法凈化。

懸浮物（包括含油）工業(yè)廢水

它包括電鍍廢水、酸洗含酸廢液、有色冶金廢水、礦山酸性廢水等。以含重金屬離子、酸、堿為主的廢水，毒害大，處理方法復雜，可先考慮將其變害為利，從中回收有用物質。這類廢水一般都是采用物理化學法處理的。含無機溶解物工業(yè)廢水

主要是濕法除塵水、煤氣洗滌水、選煤洗滌水、軋鋼廢水等，處理時多采用自然沉淀、混凝沉淀、壓氣浮選、過濾等方法凈化廢水，經(jīng)上述處理后可循環(huán)利用。

含有機物工業(yè)廢水

它包括電鍍廢水、酸洗含酸廢液、有色冶金廢水、礦山酸性廢水等。以含重金屬離子、酸、堿為主的廢水，毒害大，處理方法復雜，可先考慮將其變害為利，從中回收有用物質。這類廢水一般都是采用物理化學法處理的。冷卻用水廢水量大；廢水流動性介于廢氣和固體廢物之間，主要通過地表水流擴散，造成對土壤、水體的污染；廢水成分復雜，污染物濃度高，不易凈化。常由懸浮物、溶解物組成，COD高，含重金屬多，毒性較大，廢水偏酸性，有時含放射性物質。處理過程復雜，治理難度大。帶有顏色和異味、臭味或易生泡沫，呈現(xiàn)使人厭惡的外觀。冶金工業(yè)廢水源2006年，全國廢水排放總量為536.8億t，比上年增加2.3%。工業(yè)廢水排放量240.2億t，占廢水排放總量的4.7%，比上年減少1.1%；城鎮(zhèn)生活污水排放量296.6億t，占廢水排放總量的55.3%，比上年增加5.8%。廢水中氨氮排放量141.3萬t，比上年減少5.7%。其中，工業(yè)氨氮排放量42.5萬t，占氨氮排放量的30.0%，比上年減少19．O%；生活氨氮排放量98.8萬t，占氨氮排放量的70.0%，比上年增加1.6%。工業(yè)廢水排放達標率92.1%，比上年下降0.5個百分點，工業(yè)用水重復利用率80.6%，比上年提高4.5個百分點。

工業(yè)廢水的來源主要集中在3大部門：冶金、化學、電力，6大企業(yè)類型：火電廠、鋼鐵廠、煉油廠、石油化工廠、有色金屬廠、造紙廠。冶金工業(yè)水污染源是指冶金工業(yè)在采礦、選礦、冶煉和煙氣制酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水。

采礦污水來自采礦場和廢石場，主要是由降水形成。水質水量波動大、呈酸性和采礦結束后仍有產(chǎn)生。

選礦污水來自洗礦、除塵、精礦脫水和尾礦沉清等作業(yè)。污水量大，主要污染物為懸浮物、多為堿性污水且不含重金屬離子（洗礦水除外）、水質水量較為穩(wěn)定。

冶煉污水來自冷卻、沖渣、煙氣洗滌、濕法收塵、濕法冶煉、金屬電解、沖洗地面等作業(yè)。其中沖渣水經(jīng)沉降、冷卻水經(jīng)降溫后均可重復使用，且二者的污水量占冶煉污水量的90%以上。其他污水則污染物種類多且含量高，并呈酸性。冶煉污水的水質水量相對較為穩(wěn)定。冶金工業(yè)廢水的危害重金屬的危害

重金屬及其化合物能在魚類及其他水生物體內以及農(nóng)作物組織內積累富集。人通過飲水和食物鏈作用，使重金屬物質在體內累積富集而中毒致死。

汞、鎘、鉻、鉛、鎳、銅、鋅、鈷、錳、銻、釩非金屬危害砷、硒、含氰[CN-]廢水、含氟[F-]廢水、亞硝酸鹽

有機廢水、酸堿廢水、放射性廢水、營養(yǎng)廢水危害、熱廢水危害汞中毒案例：日本水俁病。

自1950年春，相繼發(fā)生以中樞神經(jīng)為主的一種怪病，共82人患病，死亡10人，后又在水俁灣附近小漁村中發(fā)現(xiàn)一些貓的步態(tài)不穩(wěn)、抽筋麻痹，最后跳入水中，當?shù)厝朔Q為“自殺貓”。

1953年水俁市又發(fā)現(xiàn)一種怪病，開始時病人口齒不清，步履艱難，面部癡呆，進而耳聾眼瞎，全身麻木，最后精神失常，時而酣睡，時而興奮異常，身體呈彎弓狀，高叫而死。1956年出現(xiàn)了大批患者，進行調查發(fā)現(xiàn)是水俁市附近新日氮肥公司的乙醛工廠污水中含有甲基汞化合物。每年排入長江的廢水量近百億噸，占全國第一位。太湖每年承納3億t污水，主要污染物是有機物，有富營養(yǎng)化的潛在可能。滇池每年有1.5億t未經(jīng)處理的污水排入，其中以工業(yè)廢水為主，達74%，結果造成草海污染嚴重。洞庭湖，年廢水量達2.5億t，以化工廢水、造紙廢水為主。該湖還有重金屬污染物沉積在湖泥中。城區(qū)湖泊主要問題是富營養(yǎng)化趨勢，如杭州西湖、武漢東湖、濟南大明湖、南京玄武湖等，都出現(xiàn)COD、BOD超標，有機污染加重，水質下降等有毒物質的污染，并已超過國家飲用水水質標準，占監(jiān)測井總數(shù)的34.9%。地下水硬度升高和超標是較普遍的現(xiàn)象；硝酸鹽污染面積之大、超標之高也是值得注意的問題。沈陽市某大學水源地1969年建立運行9個月，發(fā)現(xiàn)因電鍍廠廢水污染使鉻含量超標31倍。山東省淄博市臨淄區(qū)新建電廠、水廠等先后打深井148眼，大量超采地下水，導致2040眼淺井枯竭，直接經(jīng)濟損失人民幣1000萬元。據(jù)有關資料報道，發(fā)展中國家兒童死亡中有接近1/3是由腹瀉引起的，飲用水不達標與衛(wèi)生條件低劣在發(fā)展中國家的疾病與死亡原因中占80%。物理處理法是依靠重力、離心力、機械攔截等作用去除水中雜質或按廢水中污染物的沸點和結晶點的差異特性凈化廢水的方法。常用的物理處理法重力分離法過濾法蒸發(fā)與結晶離心分離法利用重力除去廢水中的懸浮物質。當廢水中懸浮物比重大于1的可采用沉淀法；懸浮物比重小于1的可用浮上法；用上兩法都不易。除去的懸浮物質以及比重接近于1的懸浮物，可用浮選法除去。分類：沉淀和氣浮適應范圍既可分離廢水中原有懸浮固體，又可分離在廢水處理過程中生成的次生懸浮固體。特點簡單易行，分離效果好，而且分離懸浮物又往往是水處理系統(tǒng)不可缺少的預處理或后續(xù)工序，應用十分廣泛。自由沉降壓縮過程絮凝沉降成層沉降根據(jù)廢水中的可沉物質的濃度高低和絮凝性的強弱，沉降有四種基本類型。定義氣浮法是往廢水中通入空氣，使之形成高度分散的微小氣泡，使廢水中的非溶解性雜質粘附在空氣泡上，由于氣泡的浮升作用，使污染物迅速隨氣泡一起上浮到水面，從而達到固液分離的目的。分類在雜質與氣泡的附聚中，決定性的條件就是雜質與水的親和力，或者雜質的潤濕性。親水性物質：凡雜質分子與水分子具有較大的親和力，氣泡就難以排除雜質表面的水分子及與雜質結合的物質；疏水性物質：雜質分子與水分子親和力很小，氣泡很容易排開雜質表面的水分子而形成三相接觸面的物質；采用氣浮法的先決條件是污染雜質具有疏水性，致于如何產(chǎn)生氣泡則是其次的問題。在水溶液中生成氣泡的方法大致有兩類：第一類把外界空氣送入水中，利用旋轉葉輪、多孔擴散板或穿孔管使其分散成微小水泡，然后使氣泡和雜質互相接觸和粘附，一起浮上。這種方法通常稱為氣泡接觸型氣浮法。第二類先讓空氣在高壓下溶入水中，然后在低壓下使其在固液界曩析出，形成氣泡，一起浮上。這種方法稱為氣泡析出型上浮法。浮選法對于廢水中比重大于1的親水性固體微粒、液珠、分子及重金屬離子，不能簡單地用氣泡浮上，必須投加某些化學藥劑，改變雜質的表面特性。投加化學藥劑，有選擇性地改變某些污染物的表面潤濕性質，使之由親水性轉變?yōu)槭杷?，即可用泡沫分離法將其除去。這種選擇性分離目的物的方法，叫做浮選法。

此法可以從廢水中分離類懸浮固體：幾何尺寸大于處理設備孔隙尺寸的懸浮固體；可以纏掛在處理設備的柵條或網(wǎng)絲上的纖維狀懸浮固體；當處理設備上截留一定數(shù)量的懸浮固體后，會形成由懸浮固體組成的新濾膜，因此可截留幾何尺寸更小的懸浮固體。概念過濾法是借助處理設備的孔隙來阻擋和截留廢水中的懸浮固體的操作工藝叫阻力截留法。格柵篩網(wǎng)微孔濾料超濾膜結晶

結晶是利用過飽和溶液的不穩(wěn)定原理，將廢水中過剩的溶解物質以結晶的狀態(tài)析出，再將母液分離出來就得到了純凈的產(chǎn)品的過程。在廢水處理中常用結晶的方法回收有用物質或去除污染物達到凈化的目的。如用浸沒燃燒蒸發(fā)器處理冶金工業(yè)的硫酸洗廢液，回收硫酸和亞硫酸鐵。蒸發(fā)蒸發(fā)是依靠加熱過程中，使溶液中的溶劑(一般是水)汽化，從而溶液得到濃縮的過程。物體高速旋轉時會產(chǎn)生離心力場。利用離心力分離廢水中雜質的處理方法稱為離心分離法。廢水作高速旋轉時，由于懸浮固體和水的質量不同，所受的離心力也不相同，質量大的懸浮固體被拋向外側，質量小的水被推向內層，這樣懸浮固體和水從各自出口排除，從而使廢水得到處理?；瘜W法是通過向被污染的水體中投加化學藥劑，利用化學反應來分離和回收污水中的膠體物質和溶解性物質等，從而回收其中的有用物質，降低污水中的酸堿度、去除金屬離子、氧化某些有機物等。這種處理方法可使污染物質和水分離，也能夠改變污染物質的性質，因此可以達到比簡單的物理處理方法更高的凈化程度?；瘜W法可以通過化學反應方程式來計算所需投加的藥量，不容易造成浪費，而且操作技術容易實現(xiàn)，水量少時可以進行簡單的手工操作，水量大時可以采用大型設備進行自動化操作。由于化學處理法常需要采用化學藥劑或材料，所以處理費用較高，運行管理也較為嚴格。通常，化學處理還需要與一定的物理處理法聯(lián)合使用。處理方法適用范圍處理對象化學沉淀溶解性重金屬離子如Cr、Hg和Zn中間或最終處理混凝法膠體、乳狀油

中間或最終處理中和法酸、堿最終處理氧化還原法溶解性有害物質如CN-、S2-和染料等最終處理化學消毒水中的病毒細菌等

最終處理

化學處理方法的適用范圍及處理對象在廢水中加入酸或堿進行中和反應，調節(jié)廢水的酸堿度(pH值)，使其呈中性或接近于中性或適宜于下一步處理的pH值范圍。含酸廢水和含堿廢水是兩種重要的工業(yè)廢液。這類廢液首先要考慮采用特殊的方法回收其中的酸和堿。酸含量小于3％～5％或堿含量小于1％～3％的酸性廢水與堿性廢水，回收價值不大，常采用中和處理方法，使其pH值達到排放廢水的標準。冶金生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，其中可能含有酸也可能含有堿，大部分酸性廢水中都含有必須除去的重金屬鹽。為了防止凈化設備腐蝕，避免破壞水和生物池中的生化過程，以及防止從廢水中沉淀出重金屬鹽等，無論酸性還是堿性廢水都要進行中和處理。最典型的反應是氫離子和氫氧根離子之間的反應，生成難解離的水。首先應尋找能就地取材的酸性或堿性廢料，并盡可能地加以利用。接納廢水的水體性質和城市下水管道能容納廢水的條件。含酸或含堿廢水所含酸類或堿類的性質、濃度、水量及其變化規(guī)律。本地區(qū)中和藥劑或材料（如石灰、石灰石等）的供應情況。中和方法酸、堿廢水相互中和的方法是最經(jīng)濟的方法之一。一般來說，含酸廢水和含堿廢水的排放方式是不同的，酸性廢水在一天之內均勻排放，濃度變化不大；而堿性廢水常常是根據(jù)堿性溶液排放方式的不同間歇地進行，因此排放堿性溶液時應設置貯槽以使其均勻地進人中和反應罐，與酸性廢水進行中和。用試劑中和酸性廢水的方法也很普遍，至于選擇什么樣的試劑中和酸性廢水則完全取決于酸的種類、濃度和中和反應后生成的鹽的濃度。最常用的是熟石灰和石灰乳，往往被稱為石灰處理法。石灰處理(中和)過程中可以同時把鋅、鉛、鎘、銅、鉻等金屬轉入沉淀，有時中和反應常采用漿狀的碳酸鈣或碳酸鎂。上述試劑廉價易得，但其缺點主要有：中和前必須設置配勻裝置，難以按被中和溶液的pH值調節(jié)試劑，操作管理比較復雜。對于酸性污水而言，主要有酸性污水與堿性污水相互中和，藥劑中和以及過濾中和三種。而堿性污水主要有與酸性污水相互中和和藥劑中和兩種。酸性廢水與堿性廢水混合中和試劑中和工藝投加化學藥劑，生成難溶的化學物質，使污染物以難溶沉淀的形式從液相中分離析出；通過凝聚、沉降、浮選、過濾、吸附等方法將沉淀從溶液中分離出來?；瘜W沉淀法是將要去除的離子變?yōu)殡y溶的、難解離的化合物的過程。化學沉淀法的處理對象主要是重金屬離子(銅、鎳、汞、鉻、鋅、鐵、鉛、錫)、兩性元素(砷、硼)、堿土金屬鈣、鎂)及某些非金屬元素(硫、氟等)。污水的分類分散粒度在0.1-lnm間的稱為真溶液分散粒度在1-100nm之間稱為膠體溶液分散粒度大于100nm稱為懸浮液，混凝混凝就是在污水中預先加化學試劑(混凝劑)來破壞膠體的穩(wěn)定性，使污水中的膠體和細小懸浮物由于碰撞或聚合，搭接而形成可分離的絮凝體，再用下沉或上浮法分離去除的過程。混凝分為凝聚和絮凝兩種過程，凝聚是瞬時的，絮凝則需要一定的時間讓絮體長大。目前應用于廢水處理的混凝劑種類較多，歸納起來主要有金屬類混凝劑和高分子類混凝劑。氧化還原法屬于化學處理方法，是將廢水中有害的溶解性污染物質在氧化還原反應的過程中被氧化或被還原，轉化為無毒或微毒的新物質或轉化為可以從污水中分離出來的氣體或固體，從而使水得到凈化處理的目的。化學氧化還原法的運行費用較高，因此目前的化學氧化還原法僅用于飲用水的處理、特種工業(yè)用水的處理、有毒工業(yè)污水處理和以回收為目的的污水深度處理等情況。水中各種離子形成不溶性的鐵氧體晶粒而沉淀析出的方法叫做鐵氧體沉淀法。鐵氧體是指一類具有一定晶體結構的復合氧化物，它不溶于酸、堿、鹽溶液，也不溶于水。優(yōu)點一次能脫除廢水中的多種金屬離子設備簡單，操作方便沉淀易于分離，出水水質好缺點消耗一定數(shù)量堿硫酸亞鐵用量較大加熱耗能，出水中的SO42-含量高在工業(yè)污水的治理過程中，利用物質由一相轉移到另一相的傳質過程來分離污水中的溶解性物質，回收其中的有用成分，從而使污水得到治理的方法被稱為物理化學處理法。物理化學處理法又簡稱物化法，常用的物理化學處理法有吸附法、萃取法、電解法和膜分離法。吸附法是利用吸附劑對廢水中某些溶解性物質及膠體物質的選擇性吸附，來進行廢水處理的一種方法。物理吸附化學吸附離子交換吸附物理吸附化學吸附離子交換吸附物理吸附是指吸附劑與被吸附物質之間通過分子之間引力而產(chǎn)生的吸附；通過固體表面粒子(分子、原子、離子)存在剩余的吸引力而引起的，是一個放熱過程，在低溫下就可以進行，沒有選擇性。化學吸附是指吸附劑與被吸附物質之間發(fā)生了化學反應，生成了化學鍵；通過吸附劑與吸附質的原子或分子間的電子轉移或共用化學鍵進行吸附。離子交換吸附是在吸附的過程中每吸附一個吸附質離子，同時也要釋放出一個等當量的離子。此法是用與水不互溶，但能良好溶解污染物的萃取劑，使其與廢水充分混合接觸后，利用污染物在水和溶劑中的溶解度或分配比的不同，來達到分離，