目前，黄金生产企业大多采用氰化法提金工艺，氰化法提金工艺在氰化贫液、洗矿和尾矿浆会产生大量 的 含 氰 废 水，其 主 要 成 分 为 ＣＮ－ 、ＳＣＮ－ 、
Ｃｕ（ＣＮ）２－ 、Ｆｅ（ＣＮ）２－ 、Ｎｉ（ＣＮ）２－ 、Ｚｎ（ＣＮ）２等．同时由于提取过程中加入了大量的酸，中和后废水中的含盐量也很高．
针对冶金废水高含盐、高 ＣＯＤ 和含氰的特点，处理工艺采用多种技术有机耦合，分步去除水中的胶体有机物、氰化物、金属离子、硬度和盐，最终达到固液分离，处理后的水返回生产工艺中回用，分离出来的盐进行固废处理．
１ 工艺和设备
１．１ 工艺优化
冶金废水由于成分复杂，没有哪一种工艺能够低耗高效地直接解决高盐、ＣＯＤ、氰化物等问题，因此将各个分步处理工艺有机耦合来处理冶金废水是必由之路．通过对各个处理工艺进行优化，综合考虑处理效率和处理费用后，优选冶金废水处理工艺见图１．
冶金废水在调节池充分混匀后，进入臭氧发生装置，去除水中的氰化物和部分 ＣＯＤ，除氰后的水一部分返回浮选工艺回用，另一部分深度处理．深度处理的废水先加碱去除水中的重金属离子，再进一 步用纯碱来降低废水中的钙镁硬度，经絮凝沉淀后加酸调节ｐＨ 至中性，再用蝶管式反渗透（ＤＴＲＯ）进行减量浓缩，ＤＴＲＯ 的浓缩液再经臭氧处理除氰后采用蒸汽机械再压缩枝术（ＭＶＲ）进行蒸发结晶，
ＤＴＲＯ 的淡液和 ＭＶＲ 的冷凝水进反渗透装置进一步脱盐处理，反渗透的淡水返回工艺回用，浓水回原液调节池．
１．２ 设备
在上述工艺基础上，研制出一套冶金废水处理系统装置，该装置由各个分装置有机组合．
１．２．１ 调节池
调节池池容１０００ ｍ３，来水４００ ｍ３／ｄ，停留时间５０ｈ，调节池为钢砼结构，内部防腐．用于调节来水水量和水质．
１．２．２ 臭氧发生装置
氰化物处理的方法很多［１－２］，有碱氯法［３］、酸氯法［４］、因科法［５］、中和法［６］、臭氧法、电解法、离子交法［４］、因科法［５］、中和法［６］、臭氧法、电解法、离子交换法、活性炭催化氧化法［７］、生物法、加压水解法等．多种方法综合比较，优选臭氧作为除氰的主要方法．臭氧作为一种强氧化剂，用于含氰废水处理，不存在余氯问题，不引入其他化学药剂，所以处理后水质好、污泥量少、操作简单．以空气为原料，没有原料供应和运输问题．氰的臭氧氧化包括两个步骤：先迅速被氧化生成 ＣＮＯ－ ；然后被水解产生 Ｎ２ 和 ＣＯ ２－ ．臭氧的氧化能力极强，电极电位为２．０７ ｍＶ，仅次于氟，可分解其他氧化剂不能分解的成分．臭氧氧化处理氰化物的化学反应机理如下：
２ＣＮ－ ＋Ｏ →ＣＮＯ－ ＋Ｏ
在碱性条件下：２ＣＮＯ－ ＋·ＯＨ→ＣＯ ２－ ＋Ｎ
臭氧处理法消耗电能较大［８］，因此为节约能源，除臭氧发生设备外，主要应考虑臭氧在废水中的分散度，延长气、液相的接触时间，即高效的气 －液反应器．
１．２．３ 加药装置
废水中含盐量很高，不仅有重金属离子，而且硬度高，为使后续反渗透设备能够正常稳定地运行而不结垢，需先将废水中的重金属和硬度降低到一定浓度．投加的药剂有氢氧化钠、碳酸钠、聚合氯化铝
（ＰＡＣ）、聚丙烯酰胺（ＰＡＭ）、盐酸等．
金属离子在碱性条件下反应生成沉淀物析出：
Ｃｕ２＋ ＋ＯＨ－ →Ｃｕ（ＯＨ）２↓ Ｆｅ３＋ ＋ＯＨ－ →Ｆｅ（ＯＨ）３↓ Ｍｇ２＋ ＋ＯＨ－ →Ｍｇ（ＯＨ）２↓ Ｍｎ２＋ ＋ＯＨ－ →Ｍｎ（ＯＨ）２↓
纯碱法降低钙硬度：
Ｃａ２＋ ＋ＣＯ ２－ →ＣａＣＯ3 ↓
投加ＰＡＣ 和 ＰＡＭ 使水中的微小颗粒杂质形成大颗粒，加速沉降．加盐酸回调ｐＨ 至６～７． １．２．４ ＤＴＲＯ 装置
ＤＴＲＯ 与普通反渗透相比具有以下特点：（１）通道宽，膜片间通道（导流盘）为６ ｍｍ，而普通卷式反渗透膜流道仅为０．２ ｍｍ；（２）流程短，液体在膜表面的流程仅为７ｃｍ，而普通卷式反渗透膜液体表面流程为１００ｃｍ；（３）湍流运行，在高压作用下，进料液经过导流盘上的凸点后形成高速湍流，在湍流冲刷作用下，膜表面不易沉降污染物，而普通卷式反渗透膜容易在网状通道处形成静水区，污染物容易沉降，导致膜污染．
基于以上结构特点，ＤＴＲＯ 对预处理要求较低，出水受预处理影响小［９］．ＤＴＲＯ 通过对废水浓缩减量，可降低 ＭＶＲ 装置的运行负荷．
１．２．４ ＭＶＲ 装置
ＭＶＲ 又称热泵技术，是重新利用蒸发浓缩过程中产生的二次蒸汽的冷凝潜热，从而减少浓缩过程中对外界能源需求的一项先进的节能技术．ＭＶＲ相比于多效蒸发，具有以下无可比拟的优点［１０］，因此得到了广泛的应用：（１）启动时无需消耗生蒸汽，或仅需少量生蒸汽以维持蒸汽温度，运行成本主要为压缩机的电耗，运行费用比其他蒸发器大幅下降；
（２）结构简单，现多为单效蒸发，简化蒸汽管道系统；（３）公用工程配套少，二次蒸汽在蒸发器中冷凝成水，无需另设冷凝器，无需使用冷却循环水．
２ 应用效果
整套装置在山东招金金合科技有限公司进行了
现场应用，来水为湿法氰化提金废水，水量４００ ｍ３／
ｈ，其中３００ ｍ３／ｈ 除氰后返回浮选车间回用，剩余
１００ ｍ３／ｈ 进一步深度处理，达到零排放．原水水质见表１．
２．１ 臭氧除氰装置
含氰废水氰化物质量浓度在６０～２５０ｍｇ／Ｌ，加碱调节ｐＨ 到１０ 以上，经臭氧氧化后，氰化物质量浓度低于２０ ｍｇ／Ｌ．臭氧装置处理后的水质见表２．
２．２ 加药沉降装置
为防止 ＤＴＲＯ 膜结垢污堵，废水进入 ＤＴＲＯ前需预先去除水中的重金属和降低硬度．经过实验，用氢氧化钠调节最佳ｐＨ 在１１时，对重金属离子有很好的去除率，当碳酸钠的投 加量为质量分数
０．０５％～０．１％时，钙硬度有较好的去除效果，ＰＡＣ的最佳投加量为１０～２０ｍｇ／Ｌ，ＰＡＭ 最佳投加量为３～
５ｍｇ／Ｌ，沉降时间６０～１２０ｍｉｎ．处理后的水质见表３．
２．３ ＤＴＲＯ 装置
ＤＴＲＯ 装置将废水浓缩减量，处理能力为１００
ｍ３／ｄ，运行压力１０～１２ ＭＰａ，回收率５０％，浓水含盐量１０％～１２％（质量分数），再进一步经臭氧氧化除氰，总氰降低到０．５ ｍｇ／Ｌ 以下，进 ＭＶＲ 蒸发浓缩结晶．ＤＴＲＯ 装置脱盐率大于９７％，淡水电导率小于１５００μＳ／ｃｍ，进入工艺用水反渗透处理装置处理回用．
ＤＴＲＯ 装置初始运行时产水电导率为 １３７５
μＳ／ｃｍ，产水量２．４ ｍ３／ｈ，运行３０ｄ 后产水电导率上升到１５５０μＳ／ｃｍ，产水量下降到１．８ｍ３／ｈ．分别用氢氧化钠和柠檬酸进行了清洗，如图２所示，清洗
后系统产水量和产水水质得到了恢复．氢氧化钠的清洗效果优于柠檬酸的清洗效果，分析原因为，膜的污染主要是絮凝剂所致，因此对加药量进行了调整，调整后运行正常．
２．４ ＭＶＲ 装置
ＭＶＲ装置设计处理能力５０ｍ３／ｄ，冷凝水含盐量小于２００ｍｇ／Ｌ，与工艺用水反渗透处理装置淡水混合回用，结晶盐固废单独处理．ＭＶＲ 装置每次停机前用淡水冲洗管路，每个月用酸碱清洗一次，防止设备结垢污堵。
３ 费用分析
该工程的运行费用主要包括电费和药剂费，见表４和表５．
从表４和表５ 可知，高盐含氰废水处理直接运行成本为５６．７７ 元／吨，其中电费为５１．９０ 元（电费按０．６元／度计），药剂处理成本４．８７元．
４ 结论
采用耦合工艺处理高盐含氰废水达到了零排放，系统总投资１１２５万元，其中深度处理每吨水运行费用５６．７７元．臭氧氧化能力强，破氰的同时去除了大部分的 ＣＯＤ．ＤＴＲＯ 将质量分数５％ 的高盐水减量浓缩到１０％ 以上，减少了后面 ＭＶＲ 的蒸发费用．ＭＶＲ 是目前蒸发结晶运行费用较低的工艺，在最近几年得到了普遍的应用．该组合工艺方法适用于２０～２００ ｍｇ／Ｌ 的含氰高盐废液的零排放处理，运行费用较其他方法低，ＣＯＤ 和氰化物去除率高，废水处理后可循环应用，解决了行业难题．目前，冶金行业的高盐含氰废水水量大、毒副作用强，如果得不到有效的处理，将会对人体和环境造成极大的危害．项目工艺成功应用于山东招金金合科技有限公司的冶金废水处理，取得了良好的效果．
作者：温永杰，路江尚，王乐译，王兵厚，李文国
