有色園區(qū)工業(yè)污水處理廠鉈提標(biāo)改造工程實(shí)例

彭 喜，胡 晞

（1.長沙云尚環(huán)境科技有限公司，湖南 長沙 410000；2.湖南安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院，湖南 長沙 410000）

鉈（Thallium）是一種劇毒元素，其毒性遠(yuǎn)超As、Cr、Cd等常見重金屬，僅次于甲基汞，攝入微量的鉈就會(huì)導(dǎo)致人體中毒。我國生態(tài)環(huán)境部門在2022年3月3日《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)重金屬污染防控的意見》中對(duì)涉鉈排放與管理進(jìn)行了明確的要求，提出開展重有色金屬冶煉、鋼鐵等典型涉鉈企業(yè)廢水治理設(shè)施除鉈升級(jí)改造，嚴(yán)格執(zhí)行車間或生產(chǎn)設(shè)施廢水排放口達(dá)標(biāo)要求［1～3］。

自然水體中鉈賦存量低，但工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中大量的鉈從礦山開采、金屬冶煉等途徑富集進(jìn)入環(huán)境，導(dǎo)致鉈中毒及鉈污染事件時(shí)有發(fā)生。近年來，在廣東北江、賀江都爆發(fā)過鉈污染事件［4］。鉈污染的存在，對(duì)生態(tài)和人民群眾健康造成了較大的威脅。

本項(xiàng)目以某有色工業(yè)園區(qū)集中式工業(yè)污水處理廠為例，為解決園區(qū)初期雨水收集和鉈排放標(biāo)準(zhǔn)提標(biāo)存在的問題，進(jìn)行提標(biāo)改造，達(dá)到預(yù)期效果。對(duì)涉鉈工業(yè)園區(qū)集中污水處理廠規(guī)范涉鉈廢水、雨水收集處理，降低鉈排放濃度，有一定的實(shí)踐借鑒意義。

1 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)

本項(xiàng)目進(jìn)水水質(zhì)按《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行，另鉈參照經(jīng)驗(yàn)值執(zhí)行0.05 mg/L。本項(xiàng)目出水排放執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）表2及表3標(biāo)準(zhǔn)，鉈（Ti）執(zhí)行《湖南省工業(yè)廢水鉈污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 43/968-2014）排放限值。計(jì)劃于2022年6月30日?qǐng)?zhí)行《工業(yè)廢水鉈污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 43/968-2021）0.002 mg/L排放標(biāo)準(zhǔn)。詳情見表1。

表1 工程設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)情況 mg/L

2 工程總體方案

2.1 原污水處理廠概況

2019年，為保障園區(qū)涉重廢水集中處理達(dá)標(biāo)排放新建了該污水處理廠，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為2 000 m3/d，主要處理園區(qū)有色冶煉企業(yè)預(yù)處理后的廢水，兼顧收集園區(qū)初期雨水進(jìn)行處理，尾水排入自然水體最終進(jìn)入湘江。污水處理廠占地1公頃，污水處理廠核心工藝為前組合池→電化學(xué)設(shè)備→后組合池→轉(zhuǎn)盤濾池，在前組合池工藝段兼顧有藥劑除鉈工序，改造前工藝如圖1所示。

圖1 改造前工藝流程圖

項(xiàng)目調(diào)節(jié)池為875 m3，事故池為793 m3，前組合池表面負(fù)荷0.67 m3/m2·h，電化學(xué)設(shè)備總功率360 kW，后組合池表面負(fù)荷0.69 m3/m2·h。

2.2 污水處理廠改造方案

2.2.1 存在問題

1.收集初期雨水調(diào)節(jié)池池容不夠。污水處理廠建設(shè)時(shí)，調(diào)節(jié)池有效池容僅有793 m3，僅考慮收集上游企業(yè)處理后廢水，未考慮收集園區(qū)初期雨水，無法有效應(yīng)對(duì)大雨暴雨時(shí)初期雨水的收集。

2.現(xiàn)有工藝除鉈不滿足新的排放要求?，F(xiàn)有除鉈工藝是通過在前組合池投加除鉈藥劑Na2S利用硫離子與Ti形成沉淀去除，并通過在電化學(xué)工藝犧牲可溶性陽極，原位產(chǎn)生高活性的金屬氫氧化物及其聚合物，進(jìn)而通過吸附、混凝、沉淀實(shí)現(xiàn)廢水中鉈的去除。難以穩(wěn)定達(dá)到提標(biāo)改造要求的運(yùn)行效果。

2.2.2 工藝方案

1.新建初期雨水收集系統(tǒng)。利用污水處理廠現(xiàn)有平面布局西側(cè)的綠化帶和道路，新建一個(gè)鋼混結(jié)構(gòu)初期雨水收集池，在原有初期雨水收集管道和沉砂池外鋪設(shè)DN300HDPE管道進(jìn)入前組合池，并增設(shè)污水泵泵送至組合池進(jìn)行處理。

2.改變除鉈藥劑投加順序。更換除鉈藥劑，在前組合池投加的除鉈活化劑旨在活化鉈在溶液中的存在形態(tài)，將Ti（Ⅰ）氧化成Ti（Ⅲ），使其沉淀性能得到增強(qiáng)，能在前組合絮凝沉淀和電化學(xué)階段被更好沉淀從而去除，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室小試和現(xiàn)場(chǎng)中試確定一段投加除鉈活化劑0.1%。

3.增加二段藥劑除鉈工藝。在前組合池投加除鉈藥劑基礎(chǔ)上，后組合池新增二段除鉈工藝，增加除鉈藥劑投藥系統(tǒng)一套，兩段除鉈工藝原理不同。二段除鉈工藝的主要作用是對(duì)殘存的Ti進(jìn)行絮凝沉淀加以去除，二段投加除鉈穩(wěn)定劑0.3%。

2.2.3 設(shè)計(jì)參數(shù)

1.雨水收集池。工藝尺寸：B×L×H=30 m×5 m×2.5 m。有效容積：300 m3。停留時(shí)間：6 h。結(jié)構(gòu)形式：鋼砼；數(shù)量：1座。配套設(shè)備：潛污泵2臺(tái)，一用一備，Q=50 m3/h，H=30 m，N=7.5 kW。

2.除鉈加藥系統(tǒng)。15 m3PE儲(chǔ)罐2個(gè)，配備機(jī)械隔膜計(jì)量泵4臺(tái)，兩用兩備，Q=240 L/h，H=0.5 MPa，N=0.37 kW。

2.3 運(yùn)行效果

項(xiàng)目提標(biāo)改造完成后運(yùn)行出水水質(zhì)情況見表2。

表2 項(xiàng)目提標(biāo)改造出水水質(zhì)情況 mg/L

由表2可知，經(jīng)過近四個(gè)月共六次的監(jiān)測(cè)，總鉈能夠穩(wěn)定達(dá)到0.002 mg/L的出水標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié) 論

1.通過建設(shè)初期雨水收集系統(tǒng)，解決了園區(qū)雨水收集和處理的問題。

2.通過增加二段除鉈系統(tǒng)，更換有效的除鉈藥劑，利用不同的去除原理對(duì)廢水中的鉈進(jìn)行有效處理，實(shí)際出水指標(biāo)優(yōu)于0.002 mg/L標(biāo)準(zhǔn)限值。