冶煉廢水藥劑法除鉈技術

鉈是一種重金屬，是目前毒性及危害性最大的元素之一，具有生物蓄積性，其毒性極高，吸入、口服都會引發(fā)急性中毒，還會通過皮膚吸收。鉈在自然環(huán)境中含量很低，是一種伴生元素，常出現(xiàn)于冶煉企業(yè)的工業(yè)廢水中。由于冶煉企業(yè)常年對礦石進行冶煉，導致鉈極易在冶煉廠的工業(yè)廢水中富集。如果對鉈污染的重視程度不夠，工業(yè)廢水亂排，含鉈廢水一旦進入自然水體將會對環(huán)境造成極大的污染。近年來涉鉈環(huán)境污染事件多發(fā)，對人民群眾的飲水安全造成了一定影響。長沙華時捷環(huán)?？萍及l(fā)展股份有限公司(以下簡稱華時捷環(huán)保)開發(fā)了一種采用藥劑處理工業(yè)廢水中鉈的新工藝，經(jīng)過現(xiàn)場應用，廢水中鉈的去除效果良好，為今后鉈污染的治理提供了新的方法。

1、除鉈技術原理

除鉈藥劑是水溶性的高分子聚合物(多效復合鈉鹽)，主要是通過兩步物理化學過程對廢水中的鉈進行深度處理，首先藥劑將TI氧化為TP+，TP3+和廢水中的OH形成TI(OH)3膠體物質(zhì)，再被藥劑在反應過程中形成的一種具有高效吸附作用的物質(zhì)進行吸附，形成穩(wěn)定的沉淀物從廢水中分離，使鉈得以深度去除。

2、除鉈藥劑現(xiàn)場應用情況

2.1 云南某冶煉企業(yè)工業(yè)廢水除鉈

2.1.1 應用背景及現(xiàn)場工藝條件

云南某冶煉企業(yè)現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)主要處理該企業(yè)生產(chǎn)過程中排放的污酸污水及綜合廢水?，F(xiàn)有污酸污水經(jīng)中和預處理、沉淀分離后排入綜合廢水處理系統(tǒng)。綜合廢水經(jīng)“中和+沉淀+電化學”工藝處理后，能穩(wěn)定滿足GB25466-2010《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標準》規(guī)定的排放要求，但其中所含有的鉈未經(jīng)有效處理，與GB31573-2015《無機化學工業(yè)污染物排放標準》規(guī)定的p(Tl)≤0.005mg/L相差較遠，需要進行提質(zhì)改造，增加除鉈工藝段。增加除鉈工藝段后的廢水處理工藝流程見圖1。

廢水除鉈工藝段是在現(xiàn)有廢水處理工藝流程上增加的一段除鉈藥劑反應，其余工藝段維持不變，不需對現(xiàn)有工藝流程主體進行大規(guī)模改造，且除鉈工藝操作簡單易行。綜合廢水首先經(jīng)過兩段石灰中和，控制pH值在11左右，然后進入濃密機進行泥水分離，除去大部分重金屬離子。在濃密機出水溢流堰中加入除鉈藥劑進行反應后，廢水進入中間水池，然后再進入電化學處理系統(tǒng)進行深度除鉈及重金屬。電化學反應的出水進行曝氣氧化，然后進入沉淀池進行絮凝沉淀，最終出水進入回用水池供廠區(qū)生產(chǎn)回用。

2.1.2 現(xiàn)場應用效果

為了考察除鉈藥劑的用量及除鉈效果，2018年12月15日至2019年1月15日在該企業(yè)開展了連續(xù)試驗。經(jīng)過不斷的工藝調(diào)整，在2019年1月8-14日連續(xù)7天取水樣送至第三方檢驗機構測定出水的鉈含量，實現(xiàn)了出水鉈穩(wěn)定達標，數(shù)據(jù)見表1。

由表1可見：綜合廢水處理系統(tǒng)增加除鉈工藝段后，廢水中的p(Tl)由處理前的約0.04mg/L下降到0.00004mg/L左右，鉈平均去除率為99.90%。

2019年1月8-14日綜合廢水處理系統(tǒng)共處理廢水8260m3，除鉈藥劑用量為400kg，平均用量為0.0484kg/m3。

通過在該冶煉企業(yè)開展綜合廢水處理系統(tǒng)除鉈工業(yè)化試驗，得出如下結論：

1)華時捷環(huán)保自主研發(fā)的除鉈藥劑對該企業(yè)廢水中的鉈有很好的去除效果，經(jīng)過除鉈工藝處理后，出水的鉈含量遠低于GB31573-2015規(guī)定的污染物排放限值0.005mg/L，且鉈去除率達99.9%以上，說明該除鉈工藝是可行的。

2)在現(xiàn)有水處理工藝不變的前提下，只需新增除鉈藥劑進行深度除鉈，改造投資較少，操作簡單，能保證最終出水鉈含量穩(wěn)定達到國家規(guī)定的排放標準。除鉈藥劑平均用量僅為0.05~0.1kg/m3,遠低于市場其他處理工藝的藥劑使用量。

3)該工藝試驗在現(xiàn)場連續(xù)開展了30d，每天都采集水樣進行分析，所取水樣基本代表了企業(yè)日常生產(chǎn)過程中各類工況的水質(zhì)情況，因此試驗所確定的反應體系的pH值、除鉈藥劑加入量、反應停留時間等工藝參數(shù)，均可為后續(xù)廢水處理系統(tǒng)的運行提供數(shù)據(jù)支撐。

3.2 四川某冶煉企業(yè)工業(yè)廢水除鉈

3.2.1 應用背景及現(xiàn)場工藝條件

四川某冶煉企業(yè)現(xiàn)有廢水處理車間主要處理企業(yè)生產(chǎn)過程中排放的綜合廢水，排放水中的鉛、鋅等重金屬濃度不能穩(wěn)定達到GB25466-2010規(guī)定的特別排放限值要求，鉈含量不能穩(wěn)定達到GB31573-2015規(guī)定的標準p(Tl)≤0.005mg/L。

綜合廢水水質(zhì)條件見表2。

針對該企業(yè)工業(yè)廢水的處理現(xiàn)狀，采用華時捷自主研發(fā)的除鉈藥劑及重金屬捕捉劑對綜合廢水開展除鉈等重金屬工業(yè)化試驗。廢水處理工藝流程見圖2。

該企業(yè)的廢水處理主體工藝不變，主要工藝變動為采用除鉈藥劑與重金屬捕捉劑替代原有的生物制劑。綜合廢水先在一段反應池內(nèi)用石灰調(diào)節(jié)pH值至11，同時投加除鉈藥劑和重金屬捕捉劑進行反應，加入陰離子聚丙烯酰胺(PAM)絮凝劑進行絮凝沉淀。反應后的漿液送入壓濾機壓濾，壓濾液進入二段反應池再次進行反應，反應后的漿液送入壓濾機進行二次壓濾。二次壓濾后的清液回調(diào)pH值后進入澄清池，經(jīng)澄清池沉淀后達標排放。

3.2.2 現(xiàn)場應用結果

2019年3月12-16日，華時捷環(huán)保技術人員在生產(chǎn)現(xiàn)場配合生產(chǎn)工序開展了為期5天的除鉈試驗，分別對廢水處理系統(tǒng)的進水、一段出水和二段出水的鉈、鉛、鋅、砷、鎘含量進行檢測。測定結果見表3。

由表3可見：該企業(yè)在綜合廢水處理系統(tǒng)的一段和二段反應池投加除鉈藥劑和重金屬捕捉劑進行反應，廢水中的p(Tl)由處理前的2.6~8.9mg/L下降到0.003mg/L以下，低于特別排放限值0.005mg/L；p(Pb)由處理前的0.03~0.46mg/L下降到0.015mg/L以下，低于特別排放限值0.2mg/L；p(Zn)由處理前的1.3~6.4mg/L下降到0.23mg/L以下，低于特別排放限值1mg/L；p(As)由處理前的約0.40mg/L下降到0.05mg/L以下，低于特別排放限值0.1mg/L；p(Cd)由處理前的7.6~43.4mg/L下降到0.01mg/L以下，低于特別排放限值0.02mg/L，鉈、鉛、鋅、砷、鎘的平均去除率分別為99.95%，94.91%，97.47%，92.92%，99.95%，對鉈、鉛、鋅、砷和鎘的去除效果顯著。

通過在該冶煉企業(yè)開展工業(yè)廢水除鉈等重金屬的試驗，可以得出：

1)華時捷環(huán)保自主研發(fā)的除鉈藥劑及重金屬捕捉劑對冶煉生產(chǎn)廢水中的鉈與其他重金屬有很好的去除效果，廢水經(jīng)過二級處理，鉈含量低于GB31573-2015規(guī)定的特別排放限值，鉛、鋅、砷和鎘低于GB25466-2010規(guī)定的水污染物特別排放限值，說明該技術路線是可行的。

2)根據(jù)最優(yōu)試驗條件，可以確定廢水除鉈及其他重金屬的工藝操作參數(shù),廢水處理采用兩級“石灰+除鉈藥劑+重金屬捕捉劑+PAM絮凝劑”工藝，在實際生產(chǎn)中切實可行，且保留現(xiàn)場主體工藝不變可以有效節(jié)約成本。

4、結語

華時捷環(huán)保針對不同鉈濃度的冶煉廢水，采取一級或多級“石灰中和+除鉈藥劑反應+混凝沉淀”處理工藝，采用自主研發(fā)的除鉈藥劑在云南和四川兩個冶煉企業(yè)進行冶煉廢水除鉈試驗，在控制好反應體系的pH值、藥劑加入量、混凝沉淀等工藝參數(shù)后，可以使出水鉈含量穩(wěn)定達標。同時，采用除鉈藥劑聯(lián)合重金屬捕捉劑，對廢水中的鉛、鋅、砷、鎘等污染物也有顯著的去除效果。該藥劑法除鉈技術可在原有廢水處理工藝的基礎上進行局部改造使用，投資少，操作簡單，有利于冶煉企業(yè)提高廢水的鉈污染治理水平，提高周邊的環(huán)境質(zhì)量，具有良好的社會效益。（來源：長沙華時捷環(huán)?？萍及l(fā)展股份有限公司）