1 應用分析
1.1 技術(shù)選擇
根據國家環(huán)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(chǎng)常規石灰中和沉降、機械過(guò)濾器過(guò)濾法一般只能將鋅降到1.7 mg/L左右，不能滿(mǎn)足國家環(huán)保部規定的要求，因此，需要對污水處理工藝、設備進(jìn)行重新評估選型，確保處理廢水達標排放。經(jīng)過(guò)該廠(chǎng)技術(shù)人員論證選型，主要確定了有以下3 種技改方法。
1）電化學(xué)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(xué)設備，該設備結構簡(jiǎn)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(jìn)行吸附達到降低水溶液的重金屬濃度后合格排放。優(yōu)點(diǎn)是材料消耗主要是廢鐵和電耗，運行成本較低；缺點(diǎn)是一次性投資成本很大，按該廠(chǎng)200 m3/h 處理量計算，大約需投資1 500 萬(wàn)左右（經(jīng)考察發(fā)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(zhì)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(shù)人員介紹，設備屬于美國技術(shù)，能夠將冶煉廠(chǎng)的處理后污水和雨水經(jīng)過(guò)膜處理后，水質(zhì)達到鍋爐軟水水質(zhì)要求，直接供鍋爐產(chǎn)出蒸汽用。優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)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(jìn)行復合混凝劑添加，使污水快速絮凝沉降，再經(jīng)過(guò)機械過(guò)濾器過(guò)濾后，出水水質(zhì)達標排放。經(jīng)現場(chǎng)試驗發(fā)現，在一般情況下，該混凝劑具有出水水質(zhì)變色、絮凝沉降速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)，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(guò)對以上3 種處理方法的綜合評比后，冶煉廠(chǎng)決定選擇第三種藥劑處理法，也就是在污水處理中進(jìn)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(wú)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(wú)機高分子絮凝劑，實(shí)際上是鋁、鐵、硅水解、溶膠到沉淀過(guò)程的中間產(chǎn)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(yōu)異，也比有機高分子絮凝劑(OPF)價(jià)格低廉。它結合了硅、鋁、鐵三類(lèi)絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)，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(yōu)點(diǎn)，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(diǎn)。
“高效多功能YX-2 型絮凝劑”則是一種聚合電解質(zhì)與多種強電解質(zhì)的混合物，呈弱堿性（pH=8~9），外觀(guān)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(wú)法將重金屬離子深度凈化。其突出的特點(diǎn)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(zhì)中，效果最顯著(zhù)。其作用原理是通過(guò)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(wú)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(shí)又可克服因沉降槽的沉降箱行程短或流量大，沉降時(shí)間不夠，造成絮狀沉淀物翻起上浮的現象。
另一方面，FASS 無(wú)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(huán)利用有害的元素，其自身解離也非常完全，無(wú)殘余，出水水質(zhì)清徹，透明無(wú)色，且其自身產(chǎn)生的新渣數量極少。
2 應用工藝（見(jiàn)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(wú)機復合凈水劑的地點(diǎn)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(fā)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(shí)，一段反應箱后端產(chǎn)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(shí)，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(shí)，沉淀顆粒小、沉降速度也慢，濃密箱此時(shí)就會(huì )出現絮狀沉淀物翻起上浮。使用FASS 無(wú)機復合凈水劑后，對沉淀渣的壓濾過(guò)程也有影響，如壓濾持續時(shí)間略有增加，壓濾餅不夠緊密，甚至有時(shí)會(huì )出現夾心現象。但在正常穩定運行后，壓濾過(guò)程仍然可以進(jìn)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(wú)異色。
經(jīng)過(guò)運行調整，在一定的處理量時(shí)，添加適量的FASS 無(wú)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(guò)程中濾餅與濾布可完全分離脫落，出水水質(zhì)達標，且清徹透明、無(wú)異色。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
3.2 處理量與用量對比（見(jiàn)表1）
表1 藥劑用法用量表
3.3 處理結果介紹（見(jiàn)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(yǔ)
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(wú)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(zhì)清徹透明，無(wú)異色，處理后的水既可回用，且不對生產(chǎn)造成影響，也可完全達到國家環(huán)保部于2010 年9月發(fā)布的“鉛、鋅工業(yè)污染物排放標準”（GB 25466—2010）的規定。
