张仕艳

摘 要：冶炼企业生产废水直接排入环境中造成的污染和危害极大，故采取措施妥善处理此废水以减少其危害迫在眉睫，文章将提出铜冶炼企业工业废水深度处理的方法和具体应用。本项目实施后，将进一步提高废水回用率，从而全面提高企业的经济效益、环境效益和社会效益。

关键词：铜冶炼;工业废水;深度处理;探讨

中图分类号：X758 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）01-014-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.01.005

随着清洁生产和循环经济理念的深入，生态文明建设日益加强，生态文明建设正处于压力叠加、负重前行的关键期，已进入提供更多优质生态产品以满足人民日益增长的优美生态环境需要的攻坚期，也到了有条件有能力解决生态环境突出问题的窗口期，必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，走可持续发展道路。铜冶炼企业在生产经营过程中会产生大量生产废水，不仅影响企业的排放指标，也会对生态环境造成污染。要提升铜冶炼企业的环境效益，实现企业的绿色可持续发展，就必须加强工业废水减排技术研究。

1 铜冶炼企业工业废水深度处理方法

1.1 工业废水深度处理工艺简介

随着经济的发展、人类生活、生产活动的加剧，水资源污染的严重，利用脱盐技术对废水进行脱盐处理，是解决当前水资源短缺的方法之一。工业废水零排放，脱盐过程中不可避免地产生大量浓盐水，浓盐水的主要成分是无机盐、重金属，也含有预处理、氯化、脱氯和脱盐等过程中所用的少量化学品。对于废水脱盐回用，要考虑本身带来的水污染，对脱盐产水率和避免二次污染的要求高。工业废水脱盐处理是企业废水减排处理的主要方式。现阶段，超滤、反渗透膜工艺处理系统的应用已经逐步成熟，是目前应用广、具竞争力的脱盐技术，相对前述技术成本较低，可以有效促进生产废水100%综合利用的发展[1]。

1.2 反渗透工艺技术国内外现状及发展趋势

铜冶炼生产废水外排将造成重金属及盐类对水体的累积影响、污染，所以铜冶炼生产废水循环利用零外排将成为一个发展趋势。反渗透工艺为废水深度处理应用较为成功的工艺。反渗透膜用处非常广泛，很多行业都离不开它。

2 铜冶炼企业工业废水深度处理的具体應用

2.1 项目背景

某铜冶炼厂环评报告书、环评批复，环保验收意见及排污许可证要求，生产废水循环利用零外排。

2014年10月，某铜冶炼厂700t/d选矿项目投入试运行，部分电炉渣不再水淬，用来缓冷作为选矿项目原料，水淬系统蒸发的水量大幅减少。今后，某铜冶炼厂将全部电炉渣用来缓冷，作为选矿原料，提高固废综合利用率，水淬系统每日蒸发的300m3将无法消耗;其次，循环水冷却塔置换水（因氯离子高）约100m3、除盐水站产生的浓盐水约200m3/d，共300m3污水无法回用。约有600m3/d生产废水无法利用，生产废水将无法实现100%循环利用。拟处理的600m3/d生产废水，主要水质特征为硬度高，钙镁离子总浓度达3000mg/L～5000mg/L;氟离子、氯离子浓度高，氟离子9mg/L～10mg/L，氯离子500mg/L～7000mg/L;含一定浓度的金属、重金属离子。这部分污水达不到工业循环冷却水水质标准，只能用于用水水质较低的生产系统、地坪冲洗等，现水淬系统即将停用，这部分废水将无法再回收利用，无法实现废水循环利用。故某铜冶炼厂拟建600m3/d生产废水深度处理项目，将这部分废水进行深度处理，达到《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050-2007）中再生水水质指标后，回用于工艺循环冷却水，实现废水100%循环利用不外排[2]。

2.2 可行性分析

除某铜冶炼厂现采用的中和法及化学沉淀法外，现有的废水处理技术有氧化还原法、萃取法、离子交换法、吸附法、膜分离法等污水处理方法。

某铜冶炼厂工业废水深度处理方法比较适合采用膜分离工艺及离子交换工艺。离子交换法需要经常做树脂的再生，再生原料使用量大，同时再生废水难处理;膜分离中电渗析除盐工艺安装复杂，运行费用高。以上两种方法已经逐渐被膜分离中纳滤、反渗透膜法脱盐工艺所取代，纳滤、反渗透装置利用反渗透特性可以去除水中绝大多数的可溶性盐份、胶体和有机物及微生物，出水水质优异。由于纳滤和反渗透技术对原水的预处理要求很高，传统的反渗透预处理技术如多介质过滤和活性炭过滤，基本上不能应用于废水的回用处理。所以，某铜冶炼厂拟采用除钙预处理+超滤+反渗透工艺对废水进行深度处理。

因某铜冶炼厂污水硬度高，为使水质满足超滤进水要求，减少膜的处理负荷，须对废水进行除钙预处理。建设除钙池，投加Na2CO3除钙。

2.3 生产废水除钙预处理+超滤+反渗透工艺设计

拟建的600m3/d污水深度处理项目主要采用除钙、超滤、高压RO系统及低压RO系统，系统产水回用于工艺循环冷却水，产生的少量浓水回用于渣缓冷。设计工艺流程如下：

将现有污水处理站合格出水、循环水冷却塔置换水、除盐水站浓盐水PH调整至10～11后，进入除钙反应池，通过加入Na2CO3除钙处理，再经过絮凝池、沉淀池，沉淀池的泥浆压滤外送，压滤液返回絮凝池，沉淀池上清液进入清水池。将PH调整至7～8后，水进入超滤原水罐，经过超滤系统，产水进入超滤产水池，浓水返回沉淀池。超滤产水池的水进入高压RO系统，产水进入高压RO产水罐，约120m³/d的浓水用于渣缓冷。高压RO1产水再进入低压RO系统，浓水返回超滤产水罐，产水进入低压RO产水罐，达到工艺循环冷却水标准后回用。整个系统设置产水率80%，浓水量20%。通过膜系统处理及浓水回用后，整个系统的所有工业废水实现全部100%回收利用。

600m3/d污水深度处理项目，拟建在厂区综合办公楼北面与熔炼平台下方循环水池间，占地面积约920m2，平面布置图如图1所示。

现有工程污酸废水处理站采用石灰乳加铁盐二级中和反应沉淀处理工艺处理，产生中和渣，主要成分为：CaSO4、Ca（AsO3）2、FeAsO4、FeAsO3等，产出量为1200t/a，产生的渣送往厂弃渣危废场填埋。

2.4 实施目标

现有污水处理站出水硬度高、氯离子浓度高，含低浓度的重金属，经该项目处理后达到《工业循环冷却水处理设计规范》（GB 50050-2007）中再生水水质指标（Cu、Pb、Zn、Cd、As、Cr、F-执行水环境质量标准Ⅳ类水工业用水标准）。该项目出水水质达到以上要求后，回用于生产工艺用水，循环利用零外排，可大大减少污水排放的环境负担，减少污水超标排放污染环境的风险。同时，还可以将污水资源化，减少新鲜用水量，达到水资源综合利用的目的。

2.5 取得绩效

2.5.1 环境效益

经该项目处理后，达到《工业循环冷却水处理设计规范》（GB 50050-2007）中再生水水质指标，Cu、Pb、Zn、Cd、As、Cr、F-达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅳ类水工业用水标准指标后回收利用。该项目回收废水480m3，减少了480m3新鲜水消耗。

2.5.2 经济技术效益

由于纳滤和反渗透技术对原水的预处理要求很高，传统的反渗透预处理技术如多介质过滤和活性炭过滤，基本上不能应用于废水的回用处理，本实用方法具有工艺简单、投资费用低、除硬度效率高等特点，广泛适用于高硬度冶金廢水回收利用领域。污水完全处理成本为22.1元/m3，实现了生产废水100%循环利用不外排。

本技术的创新点在于预处理，预处理由铁离子氧化、PH调节、工艺反应及沉淀分离四部分组成。高硬度冶金废水经该方法预处理后，水质条件大幅改善，达到深度净化工艺进水要求，为回收利用、废水零外排提供保障，是处理效率高、效果明显，用于高硬度冶金废水回用处理的方法，可解决高硬度冶金废水难以深度净化的瓶颈问题。

3 结语

铜冶炼企业只有认识到工业废水深度处理的意义，并在生产实践中进行应用，体现水资源的“优质优用、低质低用”原则，缓解水资源的供需矛盾，才能确保工业废水综合利用率的提升，进而推动企业的可持续绿色发展[3]。

参考文献

[1] 陈学民，张山，周岳溪，等.炼化一体工业废水污染物全过程控制[J].环境工程，2017，35（10）：171-174.

[2] 方琳，吴凤平，张庆海.技术异质视角下中国工业行业废水排放效率测度及减排潜力分析[J].中国人口·资源与环境，2018，28（10）：146-154.

[3] 张嘉豪.污水处理厂节能减排措施探讨[J].城市建筑，2017（9）：386.