冶金工业作为国民经济重要基础产业，在生产的全部过程中产生大量废水，主要来自于以下几个方面：选矿废水、冶炼废水、轧钢废水、焦化废水以及辅助工序废水。选矿废水大多数来源于矿石洗选、浮选等过程；冶炼废水则产生于金属提取和精炼环节；轧钢废水来自钢材轧制冷却和表面处理；焦化废水源于煤炭干馏过程；辅助工序废水包括设备冷却水、场地冲洗水等。
冶金废水具有成份复杂、污染物浓度高、毒性大等特点。根据冶金工艺不同，废水中可能含有重金属离子（如铅、镉、铬、汞、锌、铜等）、氰化物、氟化物、酸碱物质、悬浮物、油类及有机污染物。其中重金属污染是冶金废水最显著特征，这些重金属在环境中难以降解，易通过食物链富集，对生态环境和人体健康构成严重威胁。
冶金废水通常呈现高酸度或高碱度，pH值波动范围大。部分冶金废水还含有难降解有机污染物，如焦化废水中的酚类、多环芳烃等，处理难度较大。此外，冶金废水水温较高，且水量波动明显，与生产的基本工艺周期密切相关。
针对冶金废水的特点，现代处理工艺一般会用多级联合处理技术，最重要的包含物理法、化学法和生物法三大类。
物理处理法主要是通过沉淀、过滤、吸附等手段去除废水中的悬浮物和部分重金属。常用设备包括沉淀池、过滤器、吸附塔等。化学处理法则通过化学反应去除污染物，包括中和沉淀、氧化还原、混凝沉淀等工艺，需要投加药剂如石灰、硫酸亚铁、聚合氯化铝等。生物处理法大多数都用在处理有机污染物，常见工艺有活性污泥法、生物膜法等。
典型冶金废水净化处理流程通常为：废水收集→调节池（水质水量均衡）→一级处理（物理法）→二级处理（化学法）→三级处理（深度处理）→污泥处理→达标排放或回用。其中深度处理可能包括膜分离技术、离子交换、高级氧化等工艺，确保出水达到严格排放标准。
冶金废污水处理系统核心设备包括：pH调节装置、混凝反应槽、沉淀池、过滤器、膜分离设备、污泥脱水机等。pH调节装置用于调整废水酸碱度，为后续处理创造适宜条件；混凝反应槽使废水与药剂充分混合反应；沉淀池实现固液分离；过滤器进一步去除细小悬浮物；膜分离设备用于深度处理；污泥脱水机则处理产生的污泥。
在选择设备时，需考虑废水特性、处理规模、运行成本等因素。例如，对于含重金属废水，可第一先考虑化学沉淀结合膜过滤工艺；对于高浓度有机废水，宜采用生化处理与高级氧化组合工艺。设备材质应耐腐蚀，如选用不锈钢、玻璃钢或特殊塑料等。
该钢铁集团位于华东地区，年产焦炭300万吨，焦化废水日排放量达5000立方米。废水中含有高浓度酚类、氰化物、氨氮及多环芳烃等污染物，COD高达5000mg/L，氨氮约300mg/L，处理难度极大。原有处理工艺采用传统活性污泥法，出水COD仍在200mg/L左右，不足以满足日益严格的排放标准（COD80mg/L）。
项目面临的主要挑战包括：废水成份复杂、生物毒性大、可生化性差；现有系统处理效率低，运行不稳定；场地受限，改造空间小。经过详细调研，最终确定采用预处理+生化处理+深度氧化组合工艺。预处理包括除油、蒸氨、调节pH；生化段采用高效厌氧-好氧工艺；深度处理选用臭氧催化氧化技术。
项目实施后，出水COD稳定在60mg/L以下，氨氮10mg/L，其他指标均优于国家排放标准。处理成本较传统方法降低约15%，每年减少有机污染物排放量超过200吨。该案例成功解决了焦化废污水处理难题，为同类公司可以提供了宝贵经验。
该冶炼厂位于西南地区，主要生产锌、铅等有色金属，日排放废水约2000立方米。废水中含有高浓度锌、铅、镉等重金属离子，以及硫酸盐、氟化物等污染物，pH值低至2-3，属于典型酸性重金属废水。原有处理工艺简单粗放，仅通过石灰中和沉淀，出水重金属时常超标，污泥稳定性差，存在二次污染风险。
项目难点在于：重金属种类多、浓度波动大；废水酸度高，药剂消耗量大；产生的污泥量大且处置困难；厂区地形复杂，管道布置受限。针对这样一些问题，设计采用了中和沉淀+絮凝+膜过滤+污泥稳定化的综合处理方案。中和阶段采用分段加药控制，优化沉淀效果；新增高效絮凝系统；采用超滤膜进行深度处理；污泥经过稳定化处理后进行安全填埋。
工程实施后，出水重金属含量均低于国家排放标准的50%，锌0.5mg/L，铅0.2mg/L，镉0.05mg/L。废水回用率达到60%以上，年节约新水用量约30万立方米。污泥量减少20%，且稳定性明显提高。该项目不仅解决了污染问题，还实现了资源回收利用，经济效益与环境效益显著。
随着环保要求日益严格和科学技术进步，冶金废污水处理技术正朝着高效化、资源化、低耗化方向发展。未来重点发展领域包括：新型高效絮凝剂的研发应用，可提高沉淀效果并减少污泥量；膜技术的优化创新，降低能耗和成本；高级氧化技术的推广应用，有效降解难处理有机物；重金属回收技术的进步，实现资源循环利用。
智能化控制也是重要趋势，通过在线监测和自动控制系统，实现处理工艺的精准调控，提高处理效率，降低运行成本。同时，零排放技术日益受到重视，通过废水深度处理和回用，最大限度减少外排量，实现环境友好型生产。
冶金废水净化处理是一项系统工程，应该要依据企业实际情况选择合适工艺路线，兼顾处理效果和经济性。上述案例表明，通过科学设计和精细管理，可完全实现冶金废水的高效治理，为冶金行业绿色发展提供有力支撑。