铅锌冶炼废水处理技术.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：韩亚囡（1985），女，汉族，陕西西安人，大学本科学历，工程师，从事水处理工艺技术工作。-126-铅锌冶炼废水处理技术 韩亚囡 汉中锌业有限责任公司公司，陕西 汉中 724200 摘要：摘要：随着工业化进程的加速，铅锌的需求量逐年增加。然而，铅锌冶炼过程中产生的大量废水，给生态环境带来了严重的影响。因此，开发高效、环保的铅锌冶炼废水处理技术已经成为一个迫切需要解决的问题。铅锌冶炼废水处理技术是矿山环保领域中的重要课题。本文针对铅锌冶炼废水的特点，概述了当前常用的处理技术，包括物理、化学和生物方法等，并对各种方法的优缺点进行了分析。关键词：关键词：铅锌；冶炼；废水处理 中图分类号：中图分类号：X758 1 概述 1.1 铅锌冶炼行业背景 铅锌冶炼行业是重要的有色金属冶炼行业之一，主要涉及铅、锌、铜、镍等金属的提取和精炼。在我国，铅锌冶炼行业的发展已有数十年的历史，已经成为国内重要的有色金属产业之一。然而，铅锌冶炼过程中产生的废水含有大量重金属离子和有毒物质，对环境造成了严重污染。因此，铅锌冶炼废水的处理成为了行业亟待解决的问题。1.2 废水处理的重要性 铅锌冶炼废水处理的重要性不言而喻。首先，废水处理可以有效地减少废水对环境的污染。如果不进行有效的处理，废水中的重金属离子和有毒物质会通过地表径流、渗透等途径进入地下水和河流，对生态环境造成破坏，影响水生生物和人类健康。其次，废水处理可以实现废水的再利用。通过废水处理技术，可以将废水中的有用物质回收，降低企业的生产成本，提高资源利用效率。1.3 废水处理的主要挑战 铅锌冶炼废水处理面临的主要挑战包括：（1）废水成分复杂。铅锌冶炼废水中含有大量的重金属离子（如铅、锌、镍等）、酸、碱、盐等物质，处理难度较大。（2）废水处理技术选择困难。铅锌冶炼废水的处理方法有很多，包括化学法、物理法、生物法等，但不同的处理方法适用于不同的废水情况，选择合适的处理技术是废水处理的关键。（3）处理成本高。铅锌冶炼废水处理过程中需要使用大量的化学试剂和设备，运行维护成本较高，对企业的经济效益产生一定影响。（4）环保法规日益严格。随着我国环保法规的日益严格，铅锌冶炼企业需要采用更加先进、环保的废水处理技术，以满足法规要求。2 铅锌冶炼废水来源及特性 2.1 废水来源 铅锌冶炼废水主要来源于铅锌冶炼过程中的各个环节，包括原料预处理、冶炼、精炼、电解等。这些环节中，矿石的破碎、研磨、筛选等预处理过程会产生的粉尘、废水等污染物质，冶炼和精炼过程中产生的废水和废渣，以及电解过程中产生的废液等，都是铅锌冶炼废水的来源。2.2 废水的物理特性 铅锌冶炼废水通常呈现酸性，这是由于冶炼过程中产生的硫酸盐和氧化物等物质的影响。废水的 pH 值通常在 2-6 之间，有时甚至更低。此外，废水的水温较高，常常达到 50-90 摄氏度。由于废水中的固体悬浮物、重金属离子等物质，废水的浊度也较高。2.3 铅锌冶炼废水中含有大量的重金属离子 如铅、锌、铜、镍、钴、镉等。此外，废水中还含有硫酸盐、氟化物、氰化物、磷酸盐等无机物，以及一些有机物，如油、酚、氰化物等。这些物质的存在使得废水具有较高的化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）和总氮、总磷等污染物指标。2.4 废水中有害物质的危害 中国科技期刊数据库 工业 A-127-铅锌冶炼废水中含有的大量重金属离子和有毒物质，对人体和环境具有很大的危害。重金属离子可以引起水体和土壤的污染，影响水生生物和植物的生长和发育，甚至通过食物链进入人体，对人体健康造成威胁。此外，废水中的有机物和无机物也会对水体的生态环境产生破坏，影响水体的自净能力。因此，对铅锌冶炼废水的处理和排放，必须严格控制其污染物指标，以保护环境和人体健康。3 废水处理技术 3.1 沉淀法 3.1.1 基本原理 沉淀法是利用化学反应使废水中的污染物转化为不溶于水的沉淀物，从而达到分离、去除污染物的目的。这种方法主要适用于处理重金属离子、磷酸盐、硅酸盐等污染物。3.1.2 沉淀剂的选择与使用 选择沉淀剂时，需要考虑其与废水中的污染物的化学性质，以保证沉淀效果。同时，还需要考虑沉淀剂的环保性、经济性等因素。3.1.3 实际应用与效果 沉淀法在我国铅锌冶炼行业中被广泛应用，其效果显著，能有效去除废水中的重金属离子，使废水达到国家排放标准。3.2 吸附法 3.2.1 基本原理 吸附法是利用多孔性吸附剂对废水中的污染物进行吸附，从而达到净化废水的目的。吸附剂可以是活性炭、硅胶、天然沸石等。3.2.2 常用吸附剂及其特性 活性炭具有良好的吸附性能和广泛的适用性；硅胶具有较高的吸附能力和较快的吸附速率；天然沸石则具有较高的选择性和再生利用性。3.2.3 实际应用与效果 吸附法在我国铅锌冶炼行业中也得到了广泛应用，对废水中的有机物和重金属离子具有显著的去除效果。3.3 膜分离法 3.3.1 基本原理 膜分离法是利用膜材料对废水中的污染物进行选择性透过的原理，实现废水的净化。膜材料可以是聚合物膜、陶瓷膜等。3.3.2 膜的种类与特性 聚合物膜具有良好的选择性和通量，但耐污染性能较差；陶瓷膜则具有较高的耐污染性和使用寿命，但通量较低。3.3.3 实际应用与效果 膜分离法在我国铅锌冶炼行业中也有广泛应用，特别适用于处理含重金属离子和有机物的废水，具有显著的去除效果。3.4 生物处理法 3.4.1 基本原理 生物处理法是利用微生物的代谢作用，将废水中的有机物转化为无害的物质，从而达到净化废水的目的。3.4.2 生物处理法的种类 生物处理法主要包括好氧生物处理和厌氧生物处理两种。好氧生物处理适用于处理浓度较低的有机废水，厌氧生物处理适用于处理浓度较高、难以降解的有机废水。3.4.5 实际应用与效果 生物处理法在我国铅锌冶炼行业中也有广泛应用，特别适用于处理含有机物的废水，具有显著的去除效果。3.5 高级氧化法 3.5.1 基本原理 高级氧化法是利用氧化剂的高活性，将废水中的有机物和无机物氧化为无害的物质，从而达到净化废水的目的。3.5.2 常用高级氧化技术 常用的高级氧化技术包括臭氧氧化、Fenton 氧化、光催化氧化等。3.5.3 实际应用与效果 高级氧化法在我国铅锌冶炼行业中也有广泛应用，特别适用于处理难降解有机物和重金属离子的废水，具有显著的去除效果。4 废水处理设施与运营管理 废水处理设施是铅锌冶炼企业的重要组成部分，其设计与建设、运营与维护、升级改造、监控与检测以及处理效果评估与优化建议等方面都是保证废水处中国科技期刊数据库 工业 A-128-理效果的关键。4.1 废水处理设施的设计与建设（1）废水处理设施的设计应根据企业的实际情况和废水特点进行。设计时需考虑废水的水量、水质、处理要求等因素，合理选择处理技术。例如，对于高浓度、低浓度的废水，可以采用不同的处理技术，如物化法、生化法等。同时，应结合当地的环境保护政策，确保废水处理设施符合相关法规要求。（2）废水处理设施的建设应严格按照设计要求进行。建设过程中，要重视设备的选型和安装，确保设备的正常运行。同时，要关注材料的选择，确保材料具有良好的耐腐蚀性、抗老化性等性能。另外，还要注意施工质量，保证设施的稳定性和安全性。（3）废水处理设施的设计与建设应注重节能减排和资源化。在设施运行过程中，要尽量降低能耗，减少运行成本。同时，要考虑废水的再生利用，实现资源化。例如，处理后的废水可以用于冷却、洗涤等非饮用用途，降低企业的用水成本。4.2 废水处理设施的运营与维护（1）废水处理设施的运营管理需要建立一套完善的管理制度，包括设备操作规程、安全操作规程和设备维护保养制度等。这些制度可以指导设施的操作和维护人员规范操作，确保设施安全、稳定地运行。（2）设施的运营管理需要进行定期的检查和维护。检查的内容包括设备运行状况、设备零部件的磨损情况、设备清洁度等。对于发现的问题，需要及时进行维修或更换，确保设施的正常运行。（3）为了提高废水处理设施的处理效率和稳定性，还需要对设施进行优化和改造。这可以通过改进处理工艺、优化设备布局、更新设备等手段实现。（4）废水处理设施的运营管理需要建立一支专业的技术队伍。这支队伍需要具备废水处理的专业知识和技能，能够对设施进行有效的管理和维护。此外，还需要定期对技术队伍进行培训，提高他们的专业技能和素质。4.3 废水处理设施的升级改造（1）预处理环节的优化：预处理是废水处理的第一道工序，通常包括格栅、沉淀、调节等处理过程。预处理的目的是去除废水中的悬浮物、重金属离子和部分有机物。为提高废水处理效果，企业可以采用高效预处理技术，如微滤、超滤等，以降低后续处理环节的负担。（2）主处理环节的改进：主处理环节主要包括生化处理和物化处理两种方法。生化处理主要采用活性污泥法、生物膜法等生物方法，将废水中的有机物转化为无害物质。物化处理主要采用混凝、絮凝、吸附、离子交换等方法，对废水中的重金属离子和部分有机物进行处理。为提高处理效果，企业可以针对自身的废水特点，选择适合的主处理技术，或对现有技术进行优化改进。（3）深度处理环节的加强：深度处理主要针对废水中的难降解有机物、重金属离子和盐分等污染物进行处理。常用的深度处理方法有臭氧氧化、活性炭吸附、膜处理技术等。企业可以根据废水特点和排放标准，选择合适的深度处理技术，提高废水处理效果。（4）设施运行管理优化：废水处理设施的运行管理对于保证处理效果具有重要意义。企业应加强设施运行管理，定期进行设备检查和维护，确保设备正常运行。同时，应加强对员工的培训，提高员工的操作技能和安全意识。此外，企业还需要建立完善的监测体系，对废水处理过程中的各项指标进行实时监测，确保处理效果达到要求。4.4 废水处理过程的监控与检测（1）废水处理设施的运行参数监控：包括对废水处理过程中的流量、水质、废水处理药剂的投加量、pH 值、温度等参数进行实时监测。这些参数能够反映废水处理设施的运行状态，通过分析这些数据，可以对设施的运行情况进行判断和调整。（2）废水处理设施的设备状态监控：包括对废水处理设备如格栅、沉淀池、活性炭吸附装置、膜分离装置等设备的工作状态进行实时监测。通过对设备状态的监控，可以发现设备的异常情况，如故障、磨损等，从而及时进行维修和更换，保证设备的正常运行。（3）废水处理过程的水质监测：对处理过程中的水质进行定期监测，包括对废水中的重金属离子、有机物、悬浮物等污染物的浓度进行检测。通过水质监测，可以了解废水处理效果，如发现处理效果不佳，可以及时调整处理工艺和参数。（4）废水处理过程的环境监测：对废水处理设施周围的生态环境进行监测，包括土壤、地下水、空气中国科技期刊数据库 工业 A-129-等环境因子的检测。通过环境监测，可以评估废水处理设施对环境的影响，如发现对环境造成污染，可以及时采取措施进行治理。（5）废水处理设施的运营管理：包括对废水处理设施的运行记录、维护保养记录、监测数据等进行管理，建立完善的废水处理设施档案。同时，还需要对废水处理设施的操作人员进行培训和指导，提高他们的操作技能和环保意识，保证废水处理设施的正常运行。4.5 废水处理效果评估与优化建议 废水处理效果评估主要包括以下几个方面：（1）废水处理设施的运行状况：包括设备运行是否正常、设备维护保养是否及时等。（2）废水处理效果：主要通过监测废水处理过程中的水质参数，如 COD、SS、pH 等指标，来评估废水处理效果。（3）运行成本：评估废水处理设施的运行成本，包括水、电、化学品等消耗以及设备维修和更换成本。（4）环保达标情况：检查废水处理设施是否满足国家和地方环保法规的要求，如排放标准、总量控制等。针对以上评估内容，可以采取以下优化建议：（1）加强设备维护保养：定期对废水处理设施进行检修和保养，确保设备运行稳定、高效。（2）优化废水处理工艺：根据废水水质特点和处理要求，调整废水处理工艺，提高处理效果和降低运行成本。（3）提高自动化水平：采用先进的自动化控制系统，实现对废水处理设施的实时监控和调节，降低人工成本，提高处理效率。（4）加强运行管理：建立完善的废水处理设施运行管理制度，确保废水处理设施的正常运行，提高处理效果。（5）定期评估与改进：定期对废水处理效果进行评估，发现问题及时进行调整和改进，不断提高废水处理水平。5 结语 综上所述，铅锌冶炼废水处理技术在环境保护方面具有重要意义。为了防止废水对环境造成污染，我们应该积极推广应用先进的处理技术，同时加强企业管理，提高废水处理水平，确保废水达标排放。在此基础上，我们还需不断研发新技术，提高铅锌冶炼废水的处理效果，为环境保护做出更大贡献。参考文献 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