段雄偉，周姣連，陳玉婷，譚代娣

（1.郴州市金貴銀業(yè)股份有限公司，湖南 郴州 423038；2.郴州市產商品質量監(jiān)督檢驗所，湖南 郴州 423000）

鉈（Tl）是一種劇毒的重金屬元素，能通過食物鏈進入人體，對哺乳動物的毒性遠大于Hg、Pb和As等重金屬。在自然界中，鉈一般以一價及其化合物的形式穩(wěn)定存在，很難自然沉降［1～3］。環(huán)境介質中，鉈主要來源于含鉈礦石、冶煉廢渣的風化淋濾及冶煉過程中產生的煙塵、廢水等。近年來，隨著我國礦產資源的高速消耗，產生的含鉈廢物也越來越多，水體污染也越來越嚴重，嚴重影響人民群眾身體健康。因此，含鉈廢水的防控與治理勢在必行［4］。

目前含鉈廢水的處理技術主要有化學沉淀法、吸附法、離子交換法、膜法、生物法等［5～8］。沉淀法是通過加入硫化物或者堿使水中的鉈轉化成硫化物或者氫氧化物沉淀，降低水中鉈離子濃度的方法。根據行業(yè)廢水處理工業(yè)化運用結果，由于行成的硫化鉈沉淀粒度較小會產生透濾現(xiàn)象，露天存放數(shù)天后鉈含量會大幅上升，甚至高達15μg／L以上［9］，達不到排放標準。吸附法是采用吸附材料對水中鉈污染物進行吸附，要求吸附材料具有較強的選擇性、吸附容量等。當前應用較多的吸附材料主要有活性炭、金屬氧化物及微生物等，但吸附法存在處理深度不高、易吸附沉淀等缺點。離子交換法是利用離子交換劑中的可交換離子置換廢水中的鉈離子，從而達到去除廢水中的鉈離子目的。常見的離子交換劑有分子篩、離子交換樹脂和沸石，能夠去除大部分重金屬，但容易受其它金屬離子的影響，選擇性不高。

綜上所述，采用上述方法不能滿足含鉈廢水處理后達標排放的要求，郴州某鉛冶煉廠在現(xiàn)有工藝技術設施基礎上，采用中南大學冶金與環(huán)境學院環(huán)境所和賽恩斯環(huán)保股份有限公司開發(fā)的“穩(wěn)定劑調整—生物制劑配合—絮凝分離”一體化新工藝和相應設備，進行廢水處理。該技術凈化重金屬高效、投資及運行成本低、操作簡便、抗沖擊負荷強、效果穩(wěn)定、無二次污染。

1 郴州某鉛冶煉廠廢水概況

目前郴州某冶煉廠區(qū)待處理的廢水包括渣場滲濾液、還原爐冷卻水、沖渣水、廠區(qū)初期雨水、廠區(qū)地面沖洗水等，該部分廢水因與物料接觸，含有重金屬，采用“生石灰+生物制劑”法進行處理?，F(xiàn)有廢水處理設施沒有考慮重金屬鉈的去除，為使鉈達到《湖南省工業(yè)廢水鉈污染物排放標準》（DB 43／968-2014）排放限值，進一步改善廠區(qū)附近的環(huán)境質量，消除重金屬污染隱患，決定采用“穩(wěn)定劑調整—生物制劑配合—絮凝分離”工藝，在現(xiàn)有廢水處理設施上進行改造。

本次改造主要針對企業(yè)冶煉過程中產生的生產廢水和初期雨水進行深度處理，水量約為7 000 m3／d，出水水質pH、Cd、As、Pb、Zn應達到《鉛、鋅工業(yè)排放標準》（GB 25466-2010）中的排放限值，Tl應達到《湖南省工業(yè)廢水鉈污染物排放標準》（DB 43／968-2014）中的排放限值，數(shù)值見表1。

表1 原水水質及處理要求 mg／L

2 改造方案

2.1 主要改造內容

為使冶煉廠廢水處理后滿足達標要求，于2021年3月進行總廢水站處理系統(tǒng)改造。主要改造內容為在總廢水處理站氧化劑儲罐旁新增穩(wěn)定劑儲罐，增加穩(wěn)定劑加藥系統(tǒng)及除鉈生物制劑加藥系統(tǒng)，便于二段反應運行生物制劑脫鉈工藝。改造主要建構筑物及設備清單見表2。

表2 總廢水處理站主要設備清單

2.2 工藝流程

改造后工藝流程如圖1所示。

圖1 總廢水處理站改造工藝流程圖

工藝流程說明：生產廢水和雨水分別經收集進入調節(jié)池、雨水收集池進行水質水量調節(jié)，調節(jié)后廢水與雨水收集池各自經提升泵進入廢水處理系統(tǒng)緩沖池，緩沖池廢水自流至配合反應池，在配合反應池中加入生物制劑、氧化劑與廢水中的重金屬離子發(fā)生配合氧化反應，生成重金屬配合物，實現(xiàn)重金屬離子的深度脫除；在水解反應池中加入石灰乳調節(jié)體系pH值，在絮凝反應池中加入PAM絮凝后進入沉淀池實現(xiàn)固液分離，上清液進入二段批次反應池進一步處理，在一級反應池中加入石灰乳調節(jié)體系pH值，在二級反應池內投加穩(wěn)定劑調整廢水中重金屬形態(tài)，接著在三級反應池中加入生物制劑發(fā)生配合反應，生成重金屬配合物，然后在四級反應池中加入少量絮凝劑進行絮凝反應，沉淀池底泥經儲泥池臨時儲存后，泵至污泥濃縮池，再經污泥中轉槽進入壓濾機進行壓濾，壓濾渣進行安全處置。

3 調試結果

項目于2021年4月中旬完成改造，在生產穩(wěn)定運行過程中進行調試。經過一段時間的調試，確定穩(wěn)定劑投加量為0.3 kg／m3，生物制劑投加量為3 kg／m3時，鉈的排放濃度能滿足《湖南省工業(yè)廢水鉈污染物排放標準》（DB 43／968-2014）的排放標準。取七天的調試結果，見表3。

表3 總廢水處理站化驗結果 μg／L

4 藥劑成本核算

該項目主要采用的藥劑是石灰乳、氧化劑、穩(wěn)定劑、生物制劑、PAM，藥劑用量隨原水中水質指標變化而變化。項目改造新增穩(wěn)定劑、除鉈生物制劑，其它藥劑成本未增加，這里對穩(wěn)定劑和除鉈生物制劑進行成本核算。項目穩(wěn)定運行期間藥劑成本核算見表4。

表4 穩(wěn)定運行期間藥劑成本核算表

由表4可知該煉廠廢水處理站生物制劑協(xié)同脫鉈處理系統(tǒng)藥劑增加成本為5.94元／m3廢水。

5 結 論

1.廢水采用“生物制劑脫鉈處理技術”，處理工藝成熟，使得總廢水處理站能夠穩(wěn)定運行，出水達標。

2.生物制劑脫鉈處理技術工藝運行穩(wěn)定，凈化高效，能夠全面降低廢水中鉈、砷等冶煉行業(yè)特征污染物的濃度，極大提升了廢水循環(huán)利用途徑。

3.生物制劑脫鉈處理系統(tǒng)藥劑整體廢水處理成本估算為5.94元／m3廢水。

4.該項目能較好地應對冶煉企業(yè)復雜、多變的廢水水質，實踐應用性較強，具有一定的推廣價值。

5.通過降低廢水中鉈、砷等冶煉行業(yè)特征污染物的濃度，可有效降低排入外環(huán)境水體的重金屬總量，降低環(huán)境污染風險，穩(wěn)定土壤和水體環(huán)境生態(tài)功能。同時，也確保良好的企業(yè)形象，保障企業(yè)的安全生產。