1 應用分析

1.1 技術選擇

根據國家環保部的要求，2012 年1月1日后鋅的外排標準是1.5 mg/L 以下，該廠常規石灰中和沉降、機械過濾器過濾法一般只能將鋅降到1.7 mg/L左右，不能滿足國家環保部規定的要求，因此，需要對污水處理工藝、設備進行重新評估選型，確保處理廢水達標排放。經過該廠技術人員論證選型，主要確定了有以下3 種技改方法。

1）電化學法。在不改變原有設備的基礎上，在污水處理尾端增加一套電化學設備，該設備結構簡單，主體設備由電解部分和電氣系統構成。工作原理是利用極板鐵對污水中的重金屬進行吸附達到降低水溶液的重金屬濃度后合格排放。優點是材料消耗主要是廢鐵和電耗，運行成本較低；缺點是一次性投資成本很大，按該廠200 m3/h 處理量計算，大約需投資1 500 萬左右（經考察發現，處理效果還有待論證），而且由于處理廢水中含鐵，外排水質顏色呈褐色。

2）膜處理法。在不改變原有設備的基礎上，在污水處理尾端增加一套膜處理設備。據該公司技術人員介紹，設備屬于美國技術，能夠將冶煉廠的處理后污水和雨水經過膜處理后，水質達到鍋爐軟水水質要求，直接供鍋爐產出蒸汽用。優點是處理水量大，能夠處理大量雨水，能夠直接制備軟化水；缺點是投資成本非常大，大約1 億多人民幣。

3）藥劑處理法。同樣是在不改變原有設備的基礎上，在污水處理的反應箱中進行復合混凝劑添加，使污水快速絮凝沉降，再經過機械過濾器過濾后，出水水質達標排放。經現場試驗發現，在一般情況下，該混凝劑具有出水水質變色、絮凝沉降速度快、成本低等優點，但對高酸、高鋅污水處理難度大，遇此情況一般停機等污水充分混勻后處理。

通過對以上3 種處理方法的綜合評比后，冶煉廠決定選擇第三種藥劑處理法，也就是在污水處理中進行復合混凝劑添加法，保證處理污水 達標。

1.2 復合混凝劑應用原理

復合混凝劑主要由無機凈水劑FASS（聚合硅酸鋁鐵）與高效多功能YX-2 型絮凝劑構成，分先后順序投加到污水處理的前段反應中。

FASS 作為一種新型無機高分子絮凝劑，實際上是鋁、鐵、硅水解、溶膠到沉淀過程的中間產物，即Al(Ⅲ)，Fe(Ⅲ)，Si(Ⅳ)的羥基和氧基聚合物。它比現在常用的絮凝劑如聚合氯化鋁(PAC)、聚合氯化鐵(PFC)等效能更優異，也比有機高分子絮凝劑(OPF)價格低廉。它結合了硅、鋁、鐵三類絮凝劑的優點，既具有鋁鹽絮凝劑礬花大、水處理面寬、除濁效果好、對設備管路腐蝕性小等優點，還具有鐵鹽絮凝劑絮體沉降快、易于分離、低溫水處理性能好、水處理pH 值范圍大等特點。

“高效多功能YX-2 型絮凝劑”則是一種聚合電解質與多種強電解質的混合物，呈弱堿性（pH=8~9），外觀為紅褐色稠狀液體，在pH=5~12 的范圍內對COD、色度以及重金屬離子等均有一定的去除效果；但無法將重金屬離子深度凈化。其突出的特點是具有很強的凝聚力、吸附力，尤其是在pH=8~10 的弱堿性介質中，效果最顯著。其作用原理是通過奪去以金屬氫氧化物存在的各種膠體的電荷，將渾濁溶液中的微細粒子凝聚成為致密、穩定的礬花，由于生成的礬花大且以顆粒狀存在，不易上浮，且沉降速度快，沉降速度可提高2~3 倍。

FASS 無機復合凈水劑與“高效多功能YX-2 型混凝劑”相結合共同使用的方式，能有效的將重金屬離子深度去除，同時又可克服因沉降槽的沉降箱行程短或流量大，沉降時間不夠，造成絮狀沉淀物翻起上浮的現象。

另一方面，FASS 無機復合凈水劑與“高效多功能YX-2 型混凝劑”均不含F-、Cl-、S2- 等對水循環利用有害的元素，其自身解離也非常完全，無殘余，出水水質清徹，透明無色，且其自身產生的新渣數量極少。

2 應用工藝（見圖1）

 圖1 藥濟處理法的應用工藝

3 應用情況

3.1 反應現象

添加FASS 無機復合凈水劑的地點在一段反應箱前端混合槽中，“高效多功能YX-2 型混凝劑”則在一段反應箱中的后端，增加了爆氣裝置。反應發現，在不同pH 值范圍，一段反應箱前端混合室中的溶液呈現不同的顏色：淺綠色、暗綠色、土黃色、紅棕色等。同時，一段反應箱后端產生的絮狀沉淀，在不同pH 值區間，不同的“高效多功能YX-2 型混凝劑”用量時，沉淀顆粒的大小不一致，沉降速度也快慢不一樣。當pH 值小于8，“高效多功能YX-2 型混凝劑”用量又不夠時，沉淀顆粒小、沉降速度也慢，濃密箱此時就會出現絮狀沉淀物翻起上浮。使用FASS 無機復合凈水劑后，對沉淀渣的壓濾過程也有影響，如壓濾持續時間略有增加，壓濾餅不夠緊密，甚至有時會出現夾心現象。但在正常穩定運行后，壓濾過程仍然可以進行，濾餅與濾布可完全分離脫落，一段、二段斜板濃密沉淀箱的上清液清徹透明，無異色。

經過運行調整，在一定的處理量時，添加適量的FASS 無機復合凈水劑和高效多功能YX-2 型絮凝劑，反應箱沉淀穩定，壓濾過程中濾餅與濾布可完全分離脫落，出水水質達標，且清徹透明、無異色。具體參見http://m.bnynw.com更多相關技術文檔。

3.2 處理量與用量對比（見表1）

表1 藥劑用法用量表

 3.3 處理結果介紹（見表2）

表2 使用復合混凝劑后的外排廢水主要指標數據的月平均值

 4 結語

在現有污水處理設備的基礎上，采用石灰中和后，在一段反應箱中采用添加的FASS 無機復合凈水劑與的“高效多功能YX-2 型混凝劑”相結合的方式，在污水流量、重金屬里穩定可控情況下，能有效地將廢水中的鋅殘余含量降低至1.5 mg/L 以下，鎘0.05 mg/L 以下，出水水質清徹透明，無異色，處理后的水既可回用，且不對生產造成影響，也可完全達到國家環保部于2010 年9月發布的“鉛、鋅工業污染物排放標準”（GB 25466—2010）的規定。