随着我国生态文明建设的推进,重金属废水已然成为冶炼企业发展的制约因素之一。石灰中和沉淀法是目前冶炼企业最常用的重金属废水处理工艺。尽管处理后废水基本可以达标排放,但是其不稳定性依然让企业承受巨大的环境风压力。云南某冶炼厂位于沘江河饮用水源地上游,原企业生产含重金属废水采用二段石灰中和沉淀法处理,处理后废水仍存在难以满足生产回用要求的问题,更难以实现企业生产废水“零排放”的硬性要求,因此亟需进行工艺升级改造,提高企业废水回用率。本文以云南某冶炼厂酸性含重金属废水为研究对象,提出以自制生物絮凝剂协同石灰中和沉淀脱除重金属的处理思路,研究了生物絮凝剂用量、反应pH值,以及反应时间对废水中主要重金属离子脱除效果的影响。经过大量实验的验证和研究提出针对该厂技术改造的新工艺,并得到以下结论:(1)通过单因素实验得到影响该含重金属离子酸性废水处理效果的最佳实验参数范围:生物絮凝剂用量为250mg/L,反应时间为25min,反应pH值为10,PAM用量为5ppm。通过滴定中和曲线可以看出石灰调节该酸性废水的处理过程出现两个缓冲区,第一个缓冲区在pH值为9附近,第二个缓冲区在pH值为10.5附近。(2)生物絮凝剂协同石灰中和沉淀法较单一的石灰中和沉淀法的对比实验发现:投加生物絮凝剂XLBJ-1不仅可以使重金属离子在较低的pH值(pH=10)时完全沉淀,还可以降低处理后净化水中重金属离子的残余浓度。(3)对该废水进行正交实验,通过极差和方差分析,所确定的最优工艺参数为:最佳反应pH为10,反应时间20min,生物絮凝剂XLBJ-1用量250mg/L。(4)在改造工艺的实际应用过程中,采用生物絮凝剂协同石灰中和处理含重金属酸性废水,经脱钙后净化水中Pb2+残余浓度为0.01 mg/L-0.03 mg/L,Zn2+残余浓度为 0.01 mg/L～0.1 mg/L,Cd2+残余浓度为 0.003 mg/L～0.005 mg/L,Cu2+残余浓度为0.001 mg/L～0.01 mg/L,可以稳定达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅲ类标准,完全可以满足冶炼生产回用要求,极大的提高了水资源回收利用率。(5)通过傅里叶红外光谱(FT-IR)分析、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)图谱分析等表征手段分析,生物絮凝剂XLBJ-1表面丰富的活性基团是其与重金属离子反应的先决条件,其与重金属离子反应生成的络合物主要以非晶态的形式存在。