目前，黃金生產企業(yè)大多采用氰化法提金工藝，氰化法提金工藝在氰化貧液、洗礦和尾礦漿會產生大量的含氰廢水，其主要成分為CN-、SCN-、Cu(CN)₄^2-、Fe(CN)₄^2-、Ni(CN)₄^2-、Zn(CN)₄^2-等。同時由于提取過程中加入了大量的酸，中和后廢水中的含鹽量也很高。

　　針對冶金廢水高含鹽、高COD和含氰的特點，處理工藝采用多種技術有機耦合，分步去除水中的膠體有機物、氰化物、金屬離子、硬度和鹽，最終達到固液分離，處理后的水返回生產工藝中回用，分離出來的鹽進行固廢處理。

　　1、工藝和設備

　　1.1 工藝優(yōu)化

　　冶金廢水由于成分復雜，沒有哪一種工藝能夠低耗高效地直接解決高鹽、COD、氰化物等問題，因此將各個分步處理工藝有機耦合來處理冶金廢水是必由之路。通過對各個處理工藝進行優(yōu)化，綜合考慮處理效率和處理費用后，優(yōu)選冶金廢水處理工藝見圖1。

　　冶金廢水在調節(jié)池充分混勻后，進入臭氧發(fā)生裝置，去除水中的氰化物和部分COD，除氰后的水一部分返回浮選工藝回用，另一部分深度處理。深度處理的廢水先加堿去除水中的重金屬離子，再進一步用純堿來降低廢水中的鈣鎂硬度，經(jīng)絮凝沉淀后加酸調節(jié)pH至中性，再用蝶管式反滲透(DTRO)進行減量濃縮，DTRO的濃縮液再經(jīng)臭氧處理除氰后采用蒸汽機械再壓縮枝術(MVR)進行蒸發(fā)結晶，DTRO的淡液和MVR的冷凝水進反滲透裝置進一步脫鹽處理，反滲透的淡水返回工藝回用，濃水回原液調節(jié)池。

　　1.2 設備

　　在上述工藝基礎上，研制出一套冶金廢水處理系統(tǒng)裝置，該裝置由各個分裝置有機組合。

　　1.2.1 調節(jié)池

　　調節(jié)池池容1000m3，來水400m3/d，停留時間50h，調節(jié)池為鋼砼結構，內部防腐。用于調節(jié)來水水量和水質。

　　1.2.2 臭氧發(fā)生裝置

　　氰化物處理的方法很多，有堿氯法、酸氯法、因科法、中和法、臭氧法、電解法、離子交換法、活性炭催化氧化法、生物法、加壓水解法等。多種方法綜合比較，優(yōu)選臭氧作為除氰的主要方法。臭氧作為一種強氧化劑，用于含氰廢水處理，不存在余氯問題，不引入其他化學藥劑，所以處理后水質好、污泥量少、操作簡單。以空氣為原料，沒有原料供應和運輸問題。氰的臭氧氧化包括兩個步驟：先迅速被氧化生成CNO-;然后被水解產生N2和CO₃^2-。臭氧的氧化能力極強，電極電位為2.07mV，僅次于氟，可分解其他氧化劑不能分解的成分。臭氧氧化處理氰化物的化學反應機理如下：

　　臭氧處理法消耗電能較大，因此為節(jié)約能源，除臭氧發(fā)生設備外，主要應考慮臭氧在廢水中的分散度，延長氣、液相的接觸時間，即高效的氣-液反應器。

　　1.2.3 加藥裝置

　　廢水中含鹽量很高，不僅有重金屬離子，而且硬度高，為使后續(xù)反滲透設備能夠正常穩(wěn)定地運行而不結垢，需先將廢水中的重金屬和硬度降低到一定濃度。投加的藥劑有氫氧化鈉、碳酸鈉、聚合氯化鋁(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)、鹽酸等。

　　金屬離子在堿性條件下反應生成沉淀物析出：

　　純堿法降低鈣硬度：

　　投加PAC和PAM使水中的微小顆粒雜質形成大顆粒，加速沉降。加鹽酸回調pH至6～7。

　　1.2.4 DTRO裝置

　　DTRO與普通反滲透相比具有以下特點：(1)通道寬，膜片間通道(導流盤)為6mm，而普通卷式反滲透膜流道僅為0。2mm;(2)流程短，液體在膜表面的流程僅為7cm，而普通卷式反滲透膜液體表面流程為100cm;(3)湍流運行，在高壓作用下，進料液經(jīng)過導流盤上的凸點后形成高速湍流，在湍流沖刷作用下，膜表面不易沉降污染物，而普通卷式反滲透膜容易在網(wǎng)狀通道處形成靜水區(qū)，污染物容易沉降，導致膜污染。

　　基于以上結構特點，DTRO對預處理要求較低，出水受預處理影響小。DTRO通過對廢水濃縮減量，可降低MVR裝置的運行負荷。

　　1.2.5 MVR裝置

　　MVR又稱熱泵技術，是重新利用蒸發(fā)濃縮過程中產生的二次蒸汽的冷凝潛熱，從而減少濃縮過程中對外界能源需求的一項先進的節(jié)能技術。MVR相比于多效蒸發(fā)，具有以下無可比擬的優(yōu)點，因此得到了廣泛的應用：(1)啟動時無需消耗生蒸汽，或僅需少量生蒸汽以維持蒸汽溫度，運行成本主要為壓縮機的電耗，運行費用比其他蒸發(fā)器大幅下降;(2)結構簡單，現(xiàn)多為單效蒸發(fā)，簡化蒸汽管道系統(tǒng);(3)公用工程配套少，二次蒸汽在蒸發(fā)器中冷凝成水，無需另設冷凝器，無需使用冷卻循環(huán)水。

　　2、應用效果

　　整套裝置在山東招金金合科技有限公司進行了現(xiàn)場應用，來水為濕法氰化提金廢水，水量400m3/h，其中300m3/h除氰后返回浮選車間回用，剩余100m3/h進一步深度處理，達到零排放。原水水質見表1。

　　2.1 臭氧除氰裝置

　　含氰廢水氰化物質量濃度在60～250mg/L，加堿調節(jié)pH到10以上，經(jīng)臭氧氧化后，氰化物質量濃度低于20mg/L。臭氧裝置處理后的水質見表2。

　　2.2 加藥沉降裝置

　　為防止DTRO膜結垢污堵，廢水進入DTRO前需預先去除水中的重金屬和降低硬度。經(jīng)過實驗，用氫氧化鈉調節(jié)最佳pH在11時，對重金屬離子有很好的去除率，當碳酸鈉的投加量為質量分數(shù)0.05%～0.1%時，鈣硬度有較好的去除效果，PAC的最佳投加量為10～20mg/L，PAM最佳投加量為3～5mg/L，沉降時間60～120min。處理后的水質見表3。

　　2.3 DTRO裝置

　　DTRO裝置將廢水濃縮減量，處理能力為100m3/d，運行壓力10～12MPa，回收率50%，濃水含鹽量10%～12%(質量分數(shù))，再進一步經(jīng)臭氧氧化除氰，總氰降低到0.5mg/L以下，進MVR蒸發(fā)濃縮結晶。DTRO裝置脫鹽率大于97%，淡水電導率小于1500μS/cm，進入工藝用水反滲透處理裝置處理回用。

　　DTRO裝置初始運行時產水電導率為1375μS/cm，產水量2.4m3/h，運行30d后產水電導率上升到1550μS/cm，產水量下降到1.8m3/h。分別用氫氧化鈉和檸檬酸進行了清洗，如圖2所示，清洗后系統(tǒng)產水量和產水水質得到了恢復。氫氧化鈉的清洗效果優(yōu)于檸檬酸的清洗效果，分析原因為，膜的污染主要是絮凝劑所致，因此對加藥量進行了調整，調整后運行正常。

　　2.4 MVR裝置

　　MVR裝置設計處理能力50m3/d，冷凝水含鹽量小于200mg/L，與工藝用水反滲透處理裝置淡水混合回用，結晶鹽固廢單獨處理。MVR裝置每次停機前用淡水沖洗管路，每個月用酸堿清洗一次，防止設備結垢污堵。

　　3、費用分析

　　該工程的運行費用主要包括電費和藥劑費，見表4和表5。

　　從表4和表5可知，高鹽含氰廢水處理直接運行成本為56.77元/噸，其中電費為51.90元(電費按0.6元/度計)，藥劑處理成本4.87元。

　　4、結論

　　采用耦合工藝處理高鹽含氰廢水達到了零排放，系統(tǒng)總投資1125萬元，其中深度處理每噸水運行費用56.77元。臭氧氧化能力強，破氰的同時去除了大部分的COD。DTRO將質量分數(shù)5%的高鹽水減量濃縮到10%以上，減少了后面MVR的蒸發(fā)費用。MVR是目前蒸發(fā)結晶運行費用較低的工藝，在最近幾年得到了普遍的應用。該組合工藝方法適用于20～200mg/L的含氰高鹽廢液的零排放處理，運行費用較其他方法低，COD和氰化物去除率高，廢水處理后可循環(huán)應用，解決了行業(yè)難題。目前，冶金行業(yè)的高鹽含氰廢水水量大、毒副作用強，如果得不到有效的處理，將會對人體和環(huán)境造成極大的危害。項目工藝成功應用于山東招金金合科技有限公司的冶金廢水處理，取得了良好的效果。(來源：山東招金金合科技有限公司，山東招金膜天股份有限公司)