中图分类号：TF811

前言：社会经济的快速发展加快了我国工业化的步伐，重金属冶炼行业作为国民经济的重要支柱，其生产过程中废水问题日益凸显，铜、镍、铅、锌、镉等高浓度有毒重金属离子对环境、人体健康构成了严重威胁。“两山”生态文明建设理念为重金属冶炼废水的处理提供了新的思路，其关注经济发展过程中对生态环境的保护，而如何基于该理念，逐步建立起一套科学、高效、环保的重金属冶炼废水处理体系，现已成为相关企业关注的重要话题。

1“两山”理念分析

2005年8月习近平总书记在浙江安吉考察时首次提出“绿水青山就是金山银山”（以下简称“两山”）的科学理论，阐述了经济发展同生态环境保护之间的关联性，揭示了“保护生态环境就是保护生产力”“改善生态环境就是发展生产力”的道理，为相关企业指明了发展和保护协同共生的新路径。从本体论角度来看，“两山”理念作为生态文明建设的核心理念，“绿水青山”代表的是自然资源、生态环境，而“金山银山”则代表经济发展、社会文明，强调保护生态环境即保护自然价值、增值自然资本、保护经济社会发展的潜力与后劲，对于绿水青山持续发挥生态效益和经济社会效益具有重要意义。党的十八大以来，“两山”理念在神州大地生根发芽、开花结果，对环境保护发挥了至关重要的指导意义。一方面，“两山”理念助力了环境保护工作的全面开展，各级政府将生态环境保护纳入经济社会发展的总体规划中来，鼓励和支持绿色产业、循环经济，加大对环境污染和生态破坏行为的惩处力度，并加强生态修复和环境治理工作，有效改善了曾经遭受破坏的生态环境。另一方面，“两山”理念促使全社会深刻认识到生态环境的价值，越来越多企业积极主动参与到了生态环境保护中，在全社会范围内形成了良好的环境保护氛围，引导了正确的生态观^[1]。

2重金属冶炼废水的特点及危害

2.1重金属冶炼废水的特点

从成分来看，重金属冶炼废水如同一个复杂的“化学大熔炉”，其中富含铅、汞、镉、铬、砷等多种重金属离子，具有极强的累积性，在自然环境中难以降解，且含有酸、碱、盐、氰化物、氟化物等多种有害物质，相互交织作用下，废水性质极为不稳定。从处理角度来看，由于重金属冶炼废水中重金属离子存在形态多样，如简单离子形式、与其他物质形成络合物或螯合物等，传统的处理方法难以将其完全去除。例如，物理沉淀法能去除废水中悬浮物和部分重金属离子，但无法去除能溶于水的重金属离子，处理效果有限；吸附法能吸附一定量的重金属离子，但吸附剂吸附容量有限，且容易饱和，处理成本较高；对于成分复杂、毒性较大的重金属冶炼废水，采用生物处理法时，微生物生长和代谢容易受到抑制，处理效果不佳^[2]。

2.2重金属冶炼废水的危害

重金属冶炼废水对于生态环境和人体健康具有极大的危害。若未经有效处理便把重金属冶炼废水排放出来，将对土壤、水体、植被等生态系统造成毁灭性的破坏。含有重金属的废水流入土壤，会引起土壤结构改变，降低土壤肥力，重金属离子同土壤中的有机物质和矿物质发生化学反应，将极大增加土壤板结等不良问题出现的风险，从而影响土壤的自净能力和生态服务功能；废水排放后，将迅速污染地表水和地下水，导致水体颜色、气味和透明度发生明显变化，并干扰水体中微生物的生长发育、繁殖能力，甚至引发死亡；植物通过根系吸收水分和养分，当土壤被重金属污染时，植物体内的重金属含量超标，光合作用、呼吸作用等生理过程会受到极大影响，出现叶片发黄、枯萎等问题，导致植被覆盖率不断下降。此外，若人们食用了受污染的农作物、饮用了受污染的水源，将增加身体病变的概率，如汞在人体蓄积将引发神经系统病变；镉进入人体后，将取代骨骼中的钙，出现全身疼痛、骨骼畸形等表现；铅进入人体后，会损害神经系统发育，严重威胁人们的身体健康^[3]。

3“两山”理念下重金属冶炼废水零排放实践

3.1重金属冶炼废水分析

重金属冶炼废水的产生贯穿整个冶炼工艺流程，详见下表1。

表1 重金属冶炼废水的产生

3.2重金属冶炼废水零排放的要求

某企业冶炼废水零排放EPC总承包项目系统设计处理能力为1300m³/d，主要采用的主体工艺是“调节池——化学软化——TMF——SWRO——MVR降膜浓缩+MVR结晶”（见下图1），年运行时间330d，当出水水质满足规定水质标准时用于生产用水；污泥采用机械脱水，脱水后污泥含水率≤70%情况下，外运填埋处置。项目严格遵循国家相关的政策法规，如根据《中华人民共和国水污染防治法》，明确了源头预防、过程控制、末端治理等各个环节的实施要点；依据《污水综合排放标准》（GB8978-1996），对铅、汞、镉、铬、砷等常见重金属在废水中的排放浓度进行了严格控制，总汞最高允许排放浓度为0.05mg/L，总镉最高允许排放浓度为0.1mg/L。

图1 某企业冶炼废水零排放EPC总承包项目主体工艺

3.3重金属冶炼废水零排放处理技术

3.3.1预处理

预处理是重金属冶炼废水处理的基础环节，即采用格栅、筛网、调节池等，预先去除或降低废水中部分有害物质和难以降解的物质，控制废水水量水质的异常波动，保障后续废水处理过程的平稳性。粗、中、细格栅间隙通常设置为15-40mm、5-15mm、1-5mm，可层层去除一定尺寸的悬浮物和漂浮物，而废水依次经过孔径为1-2mm和0.5-1mm的筛网时，将进一步去除废水中的细小固体颗粒。进入到调节池时，不同时段产生的废水通过混合，将有效避免浓度废水对后续处理工艺造成冲击，确保废水水质和水量更加稳定，为整个处理系统的连续运行提供保障^[4]。

3.3.2主体工艺处理

重金属冶炼废水零排放处理的主体工艺有化学沉淀、过滤/沉淀分离、离子交换、膜分离、电解沉积等，旨在有效去除重金属冶炼废水中的有害物质与杂质，实现废水零排放目标。其中，化学沉淀主要是向废水中加入镁剂、碳酸盐、氢氧化物、硫化物等化学沉淀剂，使重金属离子生成不溶性化合物沉淀下来，而离子交换、膜分离、电解沉积等均属于深度处理环节，旨在充分发挥相关技术的综合价值，有效去除废水中的残留重金属离子和其他污染物^[5]。以上述项目为例，主要采用了“化学软化——TMF——SWRO——MVR降膜浓缩+MVR结晶”工艺方案，废水处理效果显著。

化学软化：主要通过加入镁剂、氢氧化钠、碳酸钠处理废水中的硬度成分。如向废水中加入镁剂和氢氧化钠时，将发生如下反应，见化学式（1）。

 （1）

该反应中，镁剂（MgCl₂）和氢氧化钠（NaOH）反应生成氢氧化镁（Mg(OH)₂）沉淀和氯化钠（NaCl），氢氧化镁可通过后续的沉淀或过滤步骤去除，废水中镁离子含量将有效降低，同时也能去除废水中的一些其他杂质。

TMF：即管式微滤技术，这是一种以压力为驱动力的膜分离技术，过滤精度介于0.03-10μm之间，能有效去除废水中的悬浮物、胶体、细菌等杂质。在具体的处理过程中，经过化学软化处理后的废水进入到TMF系统中，废水在压力作用下经过管式微滤膜，悬浮物、胶体等大分子杂质将被截留在膜表面，废水浊度将显著降低，可为后续的膜处理工艺提供了良好的进水条件。

SWRO：即抗污染反渗透技术，其基于半透膜原理，在高于溶液渗透压的压力作用下，将溶质截留在半透膜外，进一步实现废水净化与浓缩^[6]。当废水经过TMF处理后进入SWRO系统，废水中的重金属离子、溶解性盐类等绝大部分将被反渗透膜截留，透过膜的水成为淡水。反渗透膜对于溶质的截留效率极高，对重金属离子的截留率可达99%，对铜离子的截留率甚至可达99.5%，此时废水中大部分污染物可被有效去除，为后续废水处理创造更为有利的条件。

MVR降膜浓缩+MVR结晶：MVR（机械蒸汽再压缩）技术属于一种节能型废水处理工艺，在MVR降膜浓缩阶段，废水被加热蒸发，产生的蒸汽通过蒸汽压缩机完成压缩升温，重新转化为热源，可循环用于废水的加热蒸发环节中，而MVR结晶阶段，经过降膜浓缩后的废水蒸发浓缩，重金属离子和其他难溶性物质以晶体的形式析出，支持采用离心分离等方式回收处理，实现资源再利用，剩余的清洁水则可回用于生产，实现资源的最大化利用。

3.3.3终端处理

终端处理的主要目的是进一步去除废水中的残留污染物，提升水质，常用的终端处理方式有消毒、高级氧化等。消毒是最常见的步骤之一，旨在杀灭废水中的病原微生物，如细菌、病毒、寄生虫等，降低其对人体健康和生态环境的危害，氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒、二氧化氯消毒等各有优势和适用条件，选择时需综合考虑废水性质、处理要求、成本等因素。高级氧化适用于处理含有高浓度难降解有机物的废水，利用臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等强氧化剂，可将废水中难降解有机物氧化分解为二氧化碳、水等无害物质，实现废水零排放目标^[7]。

3.4重金属冶炼废水零排放处理效果

经过一系列先进且高效的处理工艺后，重金属冶炼废水的水质将得到显著改善，各项指标均可达到甚至优于国家排放标准。上述项目出水水质见下表2。

表2 某企业冶炼废水零排放EPC总承包项目成效

在“两山”理念的指引下，重金属冶炼废水零排放实践不仅实现了废水的达标处理，还一定程度上落实了资源回收利用方案。如通过离子交换、膜分离等技术手段从废水中回收的铜、锌、铅、镍等多种重金属，具有极高的经济价值和资源价值，在减少原生重金属资源开采的同时，也能为企业创造可观的经济收益。经过处理后的废水，大部分被回用于生产过程，包括冷却用水、洗涤用水、工艺用水等，实现了水资源的循环利用，减轻了企业生产过程中对外部水资源的依赖，有效缓解了水资源短缺的压力。

结语

“两山”理念的引领下，重金属冶炼废水零排放实践取得了显著成果。相关企业应基本自身生产运营情况，综合采用格栅、筛网、调节池、化学沉淀、过滤/沉淀分离、离子交换、膜分离、电解沉积等综合处理方案，有效降低废水中的有毒物质和杂质，实现零排放目标。在未来发展过程中，企业还需树立发展意识，关注新技术、新工艺，将其引入到实际的重金属冶炼废水处理过程中，以此助力生态文明建设和可持续发展。

参考文献

[1]汪金英,徐悦.中国共产党践行“两山”理论的生态文明新格局[J].林业经济问题,2021,41(04):356-360.

[2]践行“两山论” 建设绿色矿山——金石资源集团股份有限公司绿色发展纪实[J].中国环境监察,2019,(09):88-91.

[3]夏传,刘双,李绪忠,等.铅锌冶炼废水脱盐零排放工程实例[J].工业水处理,2022,42(04):164-169.

[4]彭时军.重金属冶炼废水处理工艺优化与零排放研究[J].节能与环保,2020,(12):67-68.

[5]康舒欣.铜冶炼污酸和酸性废水“零排放”工艺设计[J].绿色矿冶,2024,40(01):55-60.

[6]张朱兵.冶炼废水处理现状存在的问题研究及零排放策略分析[J].冶金与材料,2023,43(01):187-189.

[7]杨彦伟.冶炼废水处理技术的优化及零排放分析[J].广州化工,2021,49(14):106-107+114.