冶金废水的水质特征及净化处理方法
一、冶金废水的水质特征
1. 物理特性
- 悬浮物（SS）含量高：常含金属氧化物、矿渣颗粒、粉尘等，浓度可达2000-5000 mg/L
- 色度深：呈现黄褐色、黑灰色等特征颜色
- 温度波动大：部分工序废水温度可达50-80℃
2. 化学特性
| 污染物类型 | 典型成分 | 浓度范围 |
|---|---|---|
| 重金属离子 | Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺等 | 10-500 mg/L |
| 酸碱物质 | H₂SO₄、HCl、NaOH等 | pH 1-13 |
| 氰化物 | CN⁻ | 50-500 mg/L |
| 硫化物 | S²⁻ | 100-1000 mg/L |
| 油类污染物 | 矿物油、乳化油 | 50-300 mg/L |
3. 生物毒性
- 含多种生物难降解物质（如重金属、氰化物）
- 急性毒性强（LC50常低于10%浓度）
- 部分有机物具有生物累积性
二、净化处理关键技术
1. 预处理工艺
- 格栅拦截：去除>5mm的漂浮物
- 调节池：均化水质水量（HRT 8-12h）
- 冷却塔：降低高温废水温度
2. 重金属去除技术
（1）化学沉淀法
- 投加石灰（Ca(OH)₂）或硫化钠（Na₂S）
- 控制pH 8.5-10.5，重金属去除率>95%
- 产生污泥需进行稳定化处理
（2）离子交换法
- 使用螯合树脂（如D418型）
- 交换容量可达200-300 mg/g
- 适用于低浓度（<50 mg/L）废水深度处理
（3）膜分离技术
- 反渗透（RO）脱盐率>98%
- 电渗析（ED）能耗约3-5 kW·h/m³
- 超滤（UF）截留分子量1000-100000 Da
3. 酸碱中和系统
- 两段式中和槽设计（一级粗调，二级精调）
- 自动pH控制系统（精度±0.2）
- 中和剂消耗量：0.5-2 kg/m³废水
4. 氰化物处理工艺
- 碱性氯化法：
CN⁻ + ClO⁻ → CNO⁻ → CO₂ + N₂↑ - 反应条件：pH>10，ORP>300 mV
- 药剂消耗比：Cl₂:CN⁻=6-8:1（质量比）
5. 深度处理组合工艺
- Fenton氧化：H₂O₂/Fe²⁺摩尔比5:1，反应时间2h
- 活性炭吸附：碘值>900 mg/g，吸附容量20-50 mg/g
- 生物滤池：陶粒填料，水力负荷1-3 m³/(m²·h)
三、典型处理工艺流程
原水→格栅→调节池→pH调节→混凝沉淀→重金属处理→氧化反应→二沉池→深度处理→达标排放
↑ ↑ ↑
中和剂投加 氧化剂投加 吸附/膜分离
设计参数参考
- 混凝时间：15-30 min
- 沉淀池表面负荷：0.8-1.2 m³/(m²·h)
- 污泥产率：3-8% (按废水体积计)
四、排放标准对照表
| 污染物 | 国标限值（GB 8978-1996） | 特别排放限值 |
|---|---|---|
| 总铜 | 0.5 mg/L | 0.3 mg/L |
| 总锌 | 2.0 mg/L | 1.0 mg/L |
| 总氰化物 | 0.3 mg/L | 0.2 mg/L |
| pH | 6-9 | 6-8.5 |
| SS | 50 mg/L | 30 mg/L |
注：实际处理应执行地方环保部门核定的排放标准，当地方标准严于国家标准时，优先执行地方标准。