鉛鋅冶煉含重金屬高氨氮污水治理技術(shù)

　　含重金屬高氨氮污水，由于污水具有氨氮濃度高、重金屬離子多、水樣成份復(fù)雜、水中高濃度氨離子與重金屬絡(luò)合的特點(diǎn)，嚴(yán)重影響有色行業(yè)污水重金屬離子的去除與回用。目前，與世界污水處理技術(shù)水平相比，我國(guó)鉛鋅冶煉含重金屬高氨氮污水治理水平相對(duì)滯后。為此，我國(guó)需要加大對(duì)含重金屬高氨氮污水治理技術(shù)的研究力度，盡可能實(shí)現(xiàn)污染物完全降解以及廢水資源化利用的目的。

　　一、鉛鋅冶煉含重金屬高氨氮污水治理技術(shù)

　　(一)好氧顆粒污泥及短程硝化技術(shù)

　　近些年來(lái)眾多學(xué)者對(duì)好氧顆粒污泥及短程硝化進(jìn)行了大量研究。吳蕾、劉國(guó)洋等采用SBR反應(yīng)器以逐步縮短沉淀時(shí)間的運(yùn)行方式成功培養(yǎng)出短程硝化顆粒污泥，亞硝態(tài)氮積累率分別達(dá)到95%和80%以上，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的短程硝化。張肖靜等在SBR反應(yīng)器中考察了不同進(jìn)水堿度和氨氮比條件下的氨氮轉(zhuǎn)化率、氨氮氧化速率及微生物活性，發(fā)現(xiàn)在堿度不足時(shí)，氨氮轉(zhuǎn)化率與進(jìn)水堿度和氨氮比呈線(xiàn)性關(guān)系。周露等采用SBR反應(yīng)器通過(guò)DO和pH值聯(lián)合實(shí)時(shí)控制，在低DO濃度條件下可以實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化的快速啟動(dòng)，通過(guò)合理控制曝氣時(shí)間，可以維持短程硝化穩(wěn)定運(yùn)行。然而國(guó)內(nèi)外在半亞硝化問(wèn)題上研究成果甚少，現(xiàn)有研究一般通過(guò)調(diào)節(jié)堿度或HRT來(lái)控制出水NH4+-N與NO2--N的比例。Vejmelkova和Feng通過(guò)控制堿度分別在連續(xù)攪拌反應(yīng)器和膜生物反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)了比較穩(wěn)定的半亞硝化。

　　(二)A/O/ASBR工藝處理城市高氨氮污水

　　短程硝化對(duì)于系統(tǒng)環(huán)境及反應(yīng)條件的要求較為苛刻，直接進(jìn)行短程硝化污泥的過(guò)程比較困難。某試驗(yàn)采用兩個(gè)階段馴化、培養(yǎng)污泥：第一階段采用“厭氧/好氧”SBR完成全程硝化菌和聚磷菌的馴化培養(yǎng);第二階段在之前的基礎(chǔ)上通過(guò)改變馴化條件，采用“厭氧/好氧/缺氧”SBR并利用污泥的動(dòng)力學(xué)選擇來(lái)完成短程硝化菌和反硝化聚磷菌的馴化。在合適的控制模式下優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用有重要的意義。為實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化耦合除磷系統(tǒng)高效、持久以及穩(wěn)定地運(yùn)行，試驗(yàn)以模擬的城市高氨氮污水為研究對(duì)象，采用厭氧―好氧―缺氧的運(yùn)行模式，以考察氨氮、COD、總氮和總磷的出水濃度滿(mǎn)足國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)為主要原則，通過(guò)測(cè)定、分析各階段的特性指標(biāo)的變化情況，優(yōu)化在此模式下短程硝化反硝化耦合除磷過(guò)程的運(yùn)行時(shí)間。

　　二、鉛鋅冶煉含重金屬高氨氮污水治理實(shí)例

　　汽提精餾塔工藝基于氨與水分子相對(duì)揮發(fā)度的差異，通過(guò)氨-水的氣液平衡、金屬-氨的絡(luò)合-解絡(luò)合反應(yīng)平衡、金屬氫氧化物的沉淀溶解平衡的熱力學(xué)計(jì)算，其中絡(luò)合反應(yīng)如以下公式所示。通過(guò)在汽提精餾脫氨塔內(nèi)將氨氮以分子氨的形式從水中分離，然后以氨水或液氨的形式從塔頂排出，并被冷凝器冷卻到常溫成為高純氨水進(jìn)行回收。

　　該工藝通過(guò)在含重金屬的高濃度氨氮廢水中加入堿，調(diào)節(jié)pH值，有效去除高氨氮污水中的重金屬后，并使銨離子轉(zhuǎn)化為氨分子。污水經(jīng)pH調(diào)節(jié)并換熱后的廢水進(jìn)入汽提精餾塔內(nèi)，然后重金屬-氨絡(luò)合物在高溫區(qū)域吸收能量，配位鍵被破壞，實(shí)現(xiàn)重金屬與氨的分離。氨氣在高溫下?lián)]發(fā)，實(shí)現(xiàn)氣液分離，同時(shí)溶液中的過(guò)量氫氧根與重金屬反應(yīng)生成沉淀使化學(xué)平衡向右移動(dòng)，如此反復(fù)經(jīng)過(guò)多級(jí)反應(yīng)平衡之后，最終徹底脫除氨元素。揮發(fā)出的氨至塔頂冷凝器進(jìn)行吸收，形成高純氨水或銨鹽產(chǎn)品，可直接回用于生產(chǎn)工藝或進(jìn)行銷(xiāo)售。廢水由進(jìn)水口至塔底的過(guò)程中氨氮濃度逐漸降低，至塔底出水口時(shí)降至十毫克每升以下，塔底出水經(jīng)與進(jìn)塔廢水換熱后可達(dá)標(biāo)排放或回用，也可以根據(jù)重金屬含量情況進(jìn)入金屬回收系統(tǒng)對(duì)其中重金屬進(jìn)行回收。該技術(shù)采用重金屬-氨氮-水的藥劑強(qiáng)化熱解絡(luò)合-分子精餾分離技術(shù)，實(shí)現(xiàn)氨氮污染物削減率大于百分之九十九，同時(shí)全過(guò)程無(wú)廢水、廢氣等二次污染產(chǎn)生。該技術(shù)資源回收率高，將廢水中分離出的氨氮回收為高純氨水，重金屬回收為金屬氫氧化物。

　　三、鉛鋅冶煉廢水處理研究發(fā)展方向

　　為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)，鉛鋅冶煉企業(yè)應(yīng)該引入先進(jìn)的除塵治理技術(shù)及源頭循環(huán)利用技術(shù)，減少重金屬高氨氮污水的產(chǎn)生，加強(qiáng)跑、冒、泄漏的管理，減少各環(huán)節(jié)的二次污染物產(chǎn)生。鉛鋅冶煉廢水具有水質(zhì)復(fù)雜多變、氨氮高、水量大、污染強(qiáng)度大、重金屬離子種類(lèi)多的特點(diǎn)，這決定了鉛鋅冶煉廢水資源化處理很重要。因此，有必要思考鉛鋅冶煉廢水處理的研究方向，具體而言，應(yīng)從以下幾方面做起：第一，采用更為環(huán)保的冶煉工藝，對(duì)工藝進(jìn)行改革創(chuàng)新，將研究新型冶煉工藝用于取代傳統(tǒng)工藝，使工藝不產(chǎn)生二次污染，水質(zhì)得到徹底的凈化，從源頭上解決廢水排放問(wèn)題。第二，回收利用冶煉過(guò)程中的多種有色金屬，實(shí)現(xiàn)資源回收利用的目的，同時(shí)治理過(guò)程中廢水水溫會(huì)有所升高，如果能將這些熱能有效回收利用，那么就能夠減少運(yùn)行成本和能量損耗。四、結(jié)語(yǔ)鉛鋅冶煉含重金屬高氨氮污水治理技術(shù)發(fā)展是保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要手段，有助于促進(jìn)我國(guó)整體水環(huán)境治理工作的有效進(jìn)展。針對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段鉛鋅冶煉污水處理中存在的一系列問(wèn)題，應(yīng)該積極開(kāi)展新技術(shù)的研究，提高我國(guó)現(xiàn)階段污水處理工藝水平。(來(lái)源：云南馳宏資源綜合利用有限公司)