(新疆维吾尔自治区环境保护科学研究院，新疆 乌鲁木齐 835001)

随着近几年国家对于环保事业的大力支持，各项环保监督制度相应出台，政府方面严格审查违规排污操作，零排放在此时作为一个最优选择出现在各位企业整改的考虑范围之内。冶金业在现如今的大环境下本身就存在较多的争议，因其产生的工业污水具有产量巨大，种类多样，水质复杂多变难处理等特点，故针对冶炼厂所产生的废水需采取更有实效性，高效率的处理工艺来进行深度的处理以达国家排放标准。

膜处理技术作为一种新型集分离净化、浓缩提纯的水处理工艺最初出现在二十世纪初并于二十年代中后期兴起至今[1]。膜处理技术应用于工业污水的处理过程中，不仅工艺工程简单易于操作，渗透液达到外排标准且废水回用还可利用其技术特性回收有价资源[2]，真正的达到了整套工艺的零排放的终极目标。

1 废水分类及特点

1.1 废水类别

典型冶炼厂内需处理的废水包括空压机房反渗透浓水、锅炉反渗透浓水、钴萃取反渗透浓水、集中洗钠废水、黑镍洗钠废水、贵金属外排浓水、钴萃取外排浓水、生活污水及雨水[3]。根据查阅资料及实地考察可知，主要污水段的水质如表1所示。

表1 各段废水水质指标

经过处理后的淡水分质回用，一部分需满足GB/T19923‐2005《城市污水再生利用工业用水水质》中规定的锅炉补给水的要求，一部分满足镍车间磨浸工序要求(表2)。

表2 镍车间磨浸工序水质要求

1.2 原水水质的特点

(1)反渗透浓水水质特点：TDS含量较高；硬度和碱度高：废水中钙离子、镁离子和总碱度含量较高，若采用反渗透膜技术对其进行浓缩减量化处理，必须降低硬度和碱度；COD很低。

(2)洗钠废水水质特点：TDS含量极高；硬度一般而总碱度极高，总硬度在600～800 mg/L，总碱度在1876～11392 mg/L；COD含量低；黑镍洗钠废水色度高，需要去除。

(3)外排废水水质特点：Cl-和SO42-含量非常高：尤其是贵金属外排浓水，Cl-含量超过48000mg/L，SO42-含量高达46445 mg/L；贵金属外排浓水硬度和总碱度极高，总碱度高达36086.1 mg/L；COD含量较低[4]。

(4)生活污水及雨水，本研究按照典型的生活污水水质考虑。

2 工艺方案的确定

2.1 工艺流程及水量平衡图

根据现有水质数据，建议工艺流程如图1。

图1 工艺流程图

2.2 工艺流程说明

空压机RO浓水、锅炉RO浓水和钴萃取RO浓水混合后，经高密软化系统降低硬度和碱度，澄清箱产生的污泥被送至污泥处理系统，产生的泥饼外运处理。软化产水经砂滤器过滤掉悬浮物后，被送至DTL-RO系统进行初步浓缩。DTL-RO系统的产水被送至混合产水池回用，浓缩液则被送至高压DTRO系统进一步浓缩。DTRO系统的产水送至混合产水池回用，浓缩液则被送至混合产水池。

黑镍洗钠废水经絮凝脱色后，与集中洗钠废水混合，混合废水被送至高压DTRO系统进行浓缩，DTRO系统产水被送至镍车间浸磨工序回用，DTRO系统浓缩液则被送至混合浓水池。

贵金属外排废水和钴车间外排废水直接被送至混合浓水池，与反渗透浓水处理工艺的DTL-RO系统浓缩液、洗钠废水处理工艺的DTRO系统浓缩液混合后，经高密软化系统降低硬度和碱度[5]，澄清箱产生的污泥被送至污泥处理系统，产生的泥饼外运处理，软化产水被送至MVR蒸发器，实现废水零排放[6]。

2.3 水质预测结果

表3 反渗透浓水处理系统水质预测表

表4 全厂工业污水处理系统水质预测表

3 运行费用估算

表5 废水深度处理及零排放运行费用估算表

4 总结与展望

综上所述，关于典型冶炼厂废水深度处理及零排放工艺的设计研究本文结合了废水各类别的水质特点给出了系统的深度处理工艺，RO、DTRO、DTL-RO、MVR和高密软化等操作的有效结合，最终得到一套完整的零排放处理体系[7]，高效的将冶炼厂的废水处理至国家污水排放标准之内。

在工艺流程运行过程中仍存在诸多不足之处，如设备清洗频率的调节问题、废水软化药剂用量问题、蒸发结晶单元的耗能问题、系统运行成本过高的问题等，这些问题都是日后所需攻克的优化项。其中MVR蒸发结晶单元的耗能问题尤为显著也是亟待解决的问题，在科技快速发展的今天，对于MVR技术的优化也正在进行着，如大气压协同MVR节能机组及节能流程优化[8]、MVR技术在中药浓缩过程中节能优化的仿真研究等都是技术进步的表现，所以唯有将能源资源化，合理化、绿色化的运用才能算得上是真正的“零排放”，不光要将工艺做到“减法操作”也要考虑低耗能低成本运行。

在今后各工艺的设计过程中以上问题都为后续更好的处理达标结果起到了指引及提醒的作用，以此为日后工艺发展的方向，这样便能更好的推进“零排放”计划的全面实施，完成环保任务的大目标。