冶金废水课件

冶金废水,1冶金工业废水的性质2冶金工业废水的种类及分类3主要生产厂、车间废水所含的污染物质4污染的毒性及危害5工程实例,冶金工业废水的性质,冶金工业包括黑色冶金和有色冶金两大类。在钢铁工业中，其生产过程包括采选、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等生产工艺。钢铁工业用水量很大，每炼1t刚，约用200250m水。在钢铁生产过程中排出的废水。70%的废水来源于冷却用水，生产工艺过程排出的只占一小部分。废水含有随水流失的生产用原料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物等。间接冷却水在使用过程中仅受热污染，经冷却后即可回用；直接冷却水因与产品物料等直接接触，含有污染物质，需经处理后方可回用或串级使用。1997年，我国钢铁工业废水排放总量为30.7108m，占全国工业废水排放总量的10.5%。废水中主要含有酸、碱、酚、氰化物、石油类及重金属等有害物质，这些废水如果不达标外排，将造成严重的环境污染，因此必须进行治理。,有色金属种类很多，在已知的107种元素中，有色金属占一半以上，达64种之多。其中铜铝锌镍锡锑汞镁钛是最常用的十种有色金属。有色金属工业产品品种多，涉及范围广，除上述提及的64种元素外，尚包括硫、碲、硒、砷、硅5种非金属元素，还包括以这些金属为主要成分的合金及各种压力加工型材，以及在产生这些金属过程中产出的或综合回收的化合物制品。1997年年底我国有色金属采选冶炼综合生产能力达462104t/a，其中采选411104t/a，冶炼637104t/a。1997年我国10种有色金属产量523.1104t/a。,冶金工业废水的种类及分类,冶金工业废水种类繁多，通常可以采用以下方法进行分类。按所含的主要污染物性质通常可分为含有机污染物的冷却水。例如焦化厂的含酚氰污水是有机废水，炼钢厂的转炉烟气除尘污水是无极废水。按所含污染物的主要成分分类，有含酚氰污水、含油废水、含铬废水、酸性废水、碱性废水和含氰废水等。按生产和加工对象分类，有矿山废水、选矿厂废水、烧结厂废水、焦化厂废水、炼钢厂废水、轧钢厂废水、铁合金废水等。,主要生产厂、车间废水所含的污染物质,现将主要生产厂、车间污水水质及所含污染物质的成分、浓度的情况介绍如下。（1）矿山和选矿污水矿山和选矿污水主要来自于矿井排水、堆石场排水、尾矿库渗漏和溢流水，以及选矿厂排出的选矿污水。矿山污水水量和所含污染物质成分变化情况比较复杂，主要取决于矿山地理环境、气候、地质、矿种和矿物质组成以及选矿工艺和选矿药剂。矿井、堆石场等污水一般呈酸性。选矿污水中含有大量的悬浮物、选矿药剂和重金属离子等。（2）烧结厂烧结厂污水主要来源于气体除尘和冲洗地面、设备用水。污水中含有大量的悬浮物，经处理后可以循环使用或外排。（3）焦化厂焦化厂污水主要分为两类：一类来自化工产品回收、焦油等车间，主要是剩余氨水、煤气水封溢流水和冷凝水、冲洗设备和地面用水以及焦油车间排水等，即通常所谓酚污水。这部分水中含有大量的酚和悬浮物、氨及其化合物、氰化物。硫氰化物、油类等多种有毒物质，必须经过处置方可外排。另外是熄焦污水，主要含有大量悬浮物，经沉淀处理后可循环使用，也可用于地面抑尘。,（4）炼铁厂炼铁厂污水主要有高炉煤气洗涤水。冲渣污水、铸铁机排水以及冷却水。高炉煤气洗涤水中含有大量悬浮物以及酚、氰。硫酸盐等，经处理后可以循环使用。间接冷却水可冷却后循环使用亦可以与其他冷却设备串级使用。（5）炼钢厂炼钢厂污水主要包括烟气洗涤污水。冲渣污水以及各种冷却水。烟气洗涤水中主要含有大量的悬浮物及各种可溶物质。污水经混凝等方法除去悬浮物和冷却水后可循环使用。（6）轧钢厂轧钢污水主要包括含酸污水、含碱污水、含油污水。直接和间接冷却水。含酸污水中有各种酸类，如盐酸、硫酸以及相应的铁盐和重金属离子等。含碱污水除含有碱性物质外，还含有悬浮物。油类等。含油污水中含有各种油类、乳化液、悬浮物和氯化铁皮等。间接冷却水未受到其他污染，只是水温升高，冷却后即可循环使用。直接冷却水中含有悬浮物和各种油类。,污染的毒性及危害,（1）酚及其化合物冶金工业含酚废水主要来自焦化厂、煤气发生站，高炉煤气洗涤水也含有酚。酚类化合物有较大的毒性，它可以使蛋白质凝固，其溶液极易被皮肤吸收，而使人中毒。高浓度酚可引起剧烈腹痛、呕吐和腹泻、血便等症状，重者甚至死亡。低浓度酚可引起积累性慢性中毒，有头痛、头晕、恶心、呕吐、吞咽困难等反应。酚可引起皮肤灼伤，小量接触也可引起接触性皮炎。酚溅入眼睛立即引起结膜及角膜灼伤、坏死。酚类对给水水源的影响也特别严重。长期饮用被酚污染的水会引起头晕、贫血以及各种神经系统病症。我国政府在“地面水中有害物质的最高允许浓度”中规定挥发酚的最高允许浓度为0.01mg/L；在生活饮用水卫生规程中规定挥发酚类不得超过0.002mg/L。加氯消毒的水，当含酚量超过0.001mg/L时，则产生令人不愉快的氯酚味。,酚污染严重影响水产品的产量和质量，能使贝类减产、海带腐烂、养殖的砂贝、牡蛎等逐渐死亡。水体中含酚浓度低时能影响鱼类的洄游繁殖；浓度为0.10.8mg/L时，鱼肉有酚味；浓度更高时，引起鱼类大量死亡，甚至绝迹。我国“渔业水体中有害物质的最高容许浓度”中规定，挥发酚的最高容许浓度为0.01mg/L。酚的毒性还可以抑制一些微生物如细菌、海藻等的生长。用含酚浓度高于100mg/L的废水直接浇灌农田，会引起农作物枯死和减产，特别是在播种期和幼苗发育期，会使幼苗霉烂。含酚浓度低时直接影响虽然不大，但酚在粮食中的富集值得重视。（2）氰化物冶金工业的氰化物主要来自选矿废水、氰化物浸金废液、高炉煤气洗涤水、电镀污水、焦化厂的含酚和含氰废水等。水中大多数氰化物是氢氰酸，毒性很大。当pH值在8.5以下时，氰化物的安全浓度为5mg/L，人食用氢氰酸的平均致死量为3060mg，氰化钠为0.1g，氰化钾为0.12g。氰化物对鱼类的毒性较大，当CN浓度为0.040.1mg/L时，就可使鱼类致死。除此之外，氰化物对细菌也有毒害作用，能影响废水的生化处理过程。其含量在1mg/L就会干扰活性污泥的使用。,（3）酸冶金工业的含酸污水主要来自矿石的矿坑和堆石场、炸刚酸洗过程冲洗水。采矿污水中的酸为硫酸，炸钢污水的算是硫酸、盐酸、硝酸和氢氟酸或其混合酸、含酸污水不加处理排入水体，危害较大。一方面，会对水中的有机物的生长带来不利影响，破坏污水生化处理设施的正常运行。酸还能腐蚀金属和混凝土构筑物，如桥梁，堤坝、港口设施和其他水中构筑物。（4）悬浮物水中含有大量悬浮物，会妨碍水中生物如鱼类、贝类、藻类的正常生长。悬浮物的有机物还会腐败变质，散发出难闻气味，破坏环境。大量的悬浮物沉积于河底、海底，又可能对航运带来不利影响。（5）重金属离子含有各种重金属离子的污水排入天然水体会破坏水体环境，危害渔业和农业生产，污染饮用水源。,某钢矿矿山污水处理的工业实践,（1）污水来源及水质酸性污水来源于废石场，污水水质见表3-13.（2）污水处理工艺污水水质表明，污水中含Cu、Fe高，PH值低，适合采用萃取电积法工艺。具体的工艺流程图见3-13.,污水经萃取、反萃取及电积等过程处理后可得到含99.95%Cu的二级电解铜，萃取和反萃取剂可得到回收。加氨水于萃余相中除铁得到铁渣，铁渣经燃烧后获得用作涂料的铁红。除铁后的滤液因酸度过高，加入石灰连续两次中和，以提高PH值，使污水达到排放标准。（3）处理效果污水经处理后，达到国家排放标准，见表3-14，运行结果表明污水处理工艺是成功的。,松尾矿山污水处理的工业实践,松尾矿山地处日本北部的岩手郡松尾村，位于海拔1000m的高山上。（1）污水来源及水质松尾矿上自1882年开矿以来，每年都有大量的矿井酸性污水排放至附近的赤川。1971年关闭后，废矿井任有酸性污水产生，涌水量平均为25000立方米每天，水质主要为硫酸和硫酸铁，PH为1.3-1.5。除此之外，它还含有其他金属的硫酸盐成分，这主要是由该矿的主矿硫化铁矿和硫磺矿的氧化而生成的。松尾矿山的污水的水质如下表,（2）污水处理工艺由上表可以看出，污水中铁的88%以Fe2+的形式存在，水温基本恒定，属于典型的矿井酸性污水，适合使用生化法处理。工艺流程如下表所示。处理工艺中的硅藻士为铁氧菌的载体，其作用为解决PH值较低的情况下中和沉淀物碱式盐回流时易溶解的缺点，硅藻土具有耐腐酸性、良好的流动性，、比表面积大、较好的凝聚性等优点。由于铁氧菌为好氧菌，在氧化槽中进行空气搅拌，有利于增强细菌的活性。在中和槽中空气主要其搅拌作用。（3）主要处理设施处理设施分4个系列，3个系列运行，1个系列备用，处理规模2.5*104立方米每天，处理构筑物参数见表317,氧化槽在氧化槽中，亚铁离子被附在硅藻土上的铁氧菌氧化，发生化学反应。氧化槽中载体浓度达到15%（体积），铁氧菌数月维持在1*108cell/cm3，氧化槽出水水质中Fe2+的氧化率为99.6%。中和槽经氧化槽后的污水中的铁离子基本上全部为三价铁，在中和槽中添加碳酸钙进行中和，发生如下化学反应，氧化后的铁离子全部进入到沉淀物中。固液分离槽中和槽排出的污水中含有大量的沉淀物，水