重金屬廢水處置傳統(tǒng)方法主要有中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體法、吸附法和離子交流法等。這些傳統(tǒng)處置辦法都存在廢渣多、處置本錢高、占地面積大、易形成二次污染等問題，難以到達(dá)經(jīng)濟(jì)、效率和環(huán)境上的共贏。因而，展開新型、高效、低本錢的重金屬工業(yè)廢水處理技術(shù)及工藝研發(fā)非常必要。

　　超磁別離技術(shù)經(jīng)過向水體中投加磁性藥劑和絮凝劑，產(chǎn)生微絮凝過程，賦予絮體以磁性，再經(jīng)過超磁別離機(jī)完成絮體和水的別離，從而到達(dá)凈化水質(zhì)的目的。在超磁別離技術(shù)的根底上，研發(fā)了多能超磁一體化污水處置技術(shù)，用于重金屬行業(yè)廢水的管理。多能超磁一體化污水處置技術(shù)采用強(qiáng)堿作為中和劑替代傳統(tǒng)的石灰，減少污泥渣量，并經(jīng)過超磁別離技術(shù)完成固液別離，省卻了沉淀過程，大大縮短處置時(shí)間，且其投加的磁性藥劑可經(jīng)過回收系統(tǒng)完成循環(huán)重復(fù)運(yùn)用，降低運(yùn)轉(zhuǎn)本錢。

　　廣西河池某礦業(yè)公司產(chǎn)生的重金屬廢水pH低，Zn、Pb、Cd、Sb等重金屬污染物含量高，因而，須經(jīng)污水處置設(shè)備處置后，使各污染物指標(biāo)到達(dá)GB8978-1996的請(qǐng)求。本研討采用多能超磁一體化污水處置技術(shù)對(duì)該重金屬廢水實(shí)施處置，使出水水質(zhì)滿足GB8978-1996的請(qǐng)求。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，研討不同藥劑投加量下各污染物的去除效率，得出優(yōu)化的藥劑投加量，并對(duì)該工藝實(shí)施經(jīng)濟(jì)效益剖析，為各種重金屬廢水應(yīng)急處置工程項(xiàng)目提供技術(shù)支持。

　　1、工藝設(shè)計(jì)

　　1.1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水質(zhì)

　　該礦業(yè)公司主要從事有色重金屬的冶煉及生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)活動(dòng)，排放的廢水主要含有銻、銅、鉛、鎘、砷、鉻等重金屬元素。依據(jù)企業(yè)排放的廢水量，設(shè)計(jì)日處置范圍為500m3/d;出水水質(zhì)執(zhí)行GB8978-1996中的第一、二類污染物最高允許排放一級(jí)規(guī)范。經(jīng)檢測(cè)，該廢水的主要成分見表1。

　　1.2 工藝流程

　　依據(jù)該重金屬廢水水質(zhì)狀況及出水執(zhí)行的規(guī)范，采用多能超磁一體化污水處置技術(shù)對(duì)該重金屬廢水實(shí)施處置，工藝流程如圖1所示。

　　工藝流程闡明：

　　1)企業(yè)排放的重金屬廢水由泵提升至中和池中，中和池內(nèi)設(shè)有計(jì)量泵，經(jīng)過計(jì)量泵保送質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的NaOH溶液，經(jīng)過攪拌實(shí)施中和反響，直至重金屬廢水的到達(dá)中性。在這過程中，局部重金屬離子與氫氧根離子反響生成難溶的重金屬氫氧化物沉淀，從而除去廢水中的局部重金屬污染物。

　　2)中和池的水自流至混凝反響池，由計(jì)量泵向混凝反響池中參加專用除重金屬混凝藥劑(簡(jiǎn)稱“專用劑”)和磁性劑，其中專用劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%，磁性劑為自行研制的磁納米顆粒。廢水中的重金屬與專用藥劑反響構(gòu)成難溶物析出成為水體中膠體懸浮物，參加的磁性劑使廢水水體中的膠體懸浮物具有微磁性。

　　3)混凝反響池的水再流入絮凝沉淀池，投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的聚丙烯酰胺(PAM)溶液作為絮凝劑，在磁力凝聚和化學(xué)凝聚的作用下，使磁性膠體懸浮物凝聚成更大的絮凝體。充沛反響后進(jìn)入磁別離機(jī)實(shí)施固液別離，別離后的水進(jìn)入過濾器，過濾后達(dá)標(biāo)排放。

　　4)經(jīng)磁別離機(jī)別離出的污泥經(jīng)過磁鼓實(shí)施常規(guī)分散、脫磁處置，使污泥和磁性劑別離，然后回收磁性劑，污泥再經(jīng)過壓濾機(jī)壓濾后排出實(shí)施外運(yùn)處置。

　　2、處置設(shè)備及設(shè)計(jì)參數(shù)

　　1)中和池。

　　主要用于調(diào)理廢水的至中性，使局部重金屬離子以沉淀的方式除去，減輕了后續(xù)工藝的處置負(fù)荷。中和池為地上式鋼構(gòu)造，圓筒狀，內(nèi)壁防腐，外形尺寸準(zhǔn)0.8m×2.5m，有效容積5m3，水力停留時(shí)間5min。中和池內(nèi)設(shè)有攪拌器。

　　2)混凝反響池。

　　主要用于將廢水中的重金屬離子以難溶物的方式析出，成為水體中膠體懸浮物，并且投入磁性藥劑使膠體懸浮物具有磁性?；炷错懗貫榈厣鲜戒摌?gòu)造，圓筒狀，內(nèi)壁防腐，外形尺寸準(zhǔn)0.7m×2.0m，有效容積3m3，水力停留時(shí)間3min，池內(nèi)設(shè)有攪拌器。

　　3)絮凝沉淀池。

　　在絮凝沉淀池中參加絮凝劑后，由于磁性藥劑的密度高達(dá)5.0t/m3，因此構(gòu)成高密度的絮體，加大絮體的密度，到達(dá)高效除污和快速沉降的目的。絮凝沉淀池為地上式鋼構(gòu)造，圓筒狀，內(nèi)壁防腐，外表負(fù)荷35m3/(m2·h)，外形尺寸準(zhǔn)0.7m×2.0m，有效容積3m3，水力停留時(shí)間3min。

　　4)磁別離機(jī)。

　　磁別離機(jī)將污水中含有磁性藥劑的絮凝體吸附到磁盤上，再經(jīng)刮泥板除去，完成固液別離。選用型號(hào)為ASMD-500的磁別離機(jī)，體積流量為500m3/h，磁盤直徑1.2m，磁感應(yīng)強(qiáng)度≤0.14T，功率1.35kW。

　　5)磁鼓機(jī)。

　　型號(hào)為HCG-500的高梯度永磁磁鼓機(jī)，由分散安裝和磁回收安裝構(gòu)成，體積流量為3m3/h，功率5.6kW，磁性藥劑回收率到達(dá)98%。

　　6)過濾機(jī)。

　　過濾機(jī)主要作用是進(jìn)一步降低出水的懸浮物含量，使出水水質(zhì)穩(wěn)定并達(dá)標(biāo)排放。選用立式壓力式過濾機(jī)，其凈水才能為60m3/h，電機(jī)功率為5.5kW。

　　7)板框壓濾機(jī)。

　　處置量為500m3/d，處置1t廢水約產(chǎn)生1kg的污泥，緊縮前污泥水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為98%，緊縮后為70%左右，因而選擇過濾面積為100m2的板框壓濾機(jī)1臺(tái)，型號(hào)XMZ100/1250-30UB。

　　3、調(diào)試及運(yùn)轉(zhuǎn)效果

　　3.1 工藝調(diào)試

　　1)NaOH投加量。

　　重金屬廢水的pH在3左右，投入中和劑NaOH實(shí)施中和，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)屢次實(shí)驗(yàn)，當(dāng)中和池中的廢水pH調(diào)理至9左右時(shí)，出水pH才干到達(dá)6～9的請(qǐng)求，緣由是在混凝反響池中投加的專用藥劑會(huì)降低廢水的pH。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，NaOH的投加量約為4mg/L，中和池水力停留時(shí)間5min。

　　2)磁粉投加量。

　　多能超磁一體化污水處置技術(shù)采用投加磁種以使凝聚所構(gòu)成的絮團(tuán)帶上磁性，并經(jīng)過磁聚力構(gòu)成大絮團(tuán)。構(gòu)成的磁性絮團(tuán)不靠重力沉降，而是經(jīng)過超磁別離機(jī)產(chǎn)生的強(qiáng)大磁力將磁性絮團(tuán)吸附在磁盤上，從而完成水與懸浮物的別離，且別離時(shí)間短、別離效果好。由于投加磁種的過程是連續(xù)的，因而投加的磁種也將成為運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的一局部。投加磁種過少，則處置效果差，出水水質(zhì)達(dá)不到請(qǐng)求;投加磁種過多，則會(huì)增加運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，形成資源糜費(fèi)。經(jīng)過屢次調(diào)試，肯定磁粉優(yōu)化投加量約為83mg/L。

　　3)專用藥劑和絮凝劑投加量。

　　依據(jù)廢水中重金屬去除的原理，自行研發(fā)了專用除重金屬藥劑，該藥劑經(jīng)過與廢水中的重金屬離子反響，生成難溶物質(zhì)析出，從而到達(dá)去除重金屬的目的。專用藥劑與廢水中的重金屬離子反響構(gòu)成膠體懸浮物，但膠體懸浮物沉淀性能差，需投加PAM使其凝聚成更大的絮團(tuán)，以提升其沉淀性能，完成最佳別離效果，使出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。經(jīng)過重復(fù)調(diào)試，當(dāng)混凝反響池、絮凝沉淀池的水力停留時(shí)間分別為3min，且專用藥劑和PAM投加量分別控制在500、10mg/L時(shí)，SS和Sb、Pb、Cu、Cr、As、Cd、Zn等重金屬去除率最高。

　　3.2 運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果

　　工程竣工后，依照調(diào)試后肯定的工藝參數(shù)可以穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)出水pH分別為3.5和8.1，SS和重金屬含量見表2。

　　由表2可知，廢水處置效果良好，SS和Sb、Pb、Cu、Cr、As、Cd、Zn的去除率分別為98.9%、95.0%、100%、97.1%、99.0%、95.7%、100%和99.9%，出水各項(xiàng)指標(biāo)全部?jī)?yōu)于GB8978-1996的請(qǐng)求，且Cu、Cr、As、Cd、Zn等到達(dá)GB3838-2002的Ⅲ類水規(guī)范。

　　3.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)

　　該工程主要包括土建費(fèi)、設(shè)備費(fèi)、設(shè)備裝置運(yùn)輸費(fèi)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試費(fèi)、電線路架設(shè)費(fèi)、設(shè)計(jì)費(fèi)、工程驗(yàn)收費(fèi)和工程監(jiān)理費(fèi)等費(fèi)用，連同稅費(fèi)總價(jià)約為248.1萬元。項(xiàng)目裝置調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)后主要費(fèi)用為運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)，其包括電費(fèi)、人工費(fèi)和藥劑費(fèi)。各項(xiàng)費(fèi)用剖析如下：

　　1)電費(fèi)：污水處置系統(tǒng)設(shè)備總功率為15kW，每kWh電按0.9元計(jì)，污水處置才能為21m3/h，則處置1t廢水的費(fèi)用為0.64元/m3。

　　2)人工費(fèi)：正常運(yùn)維需2人完成，每人150元/d，則處置1t廢水的費(fèi)用為0.60元/m3。

　　3)藥劑費(fèi)：按處置1t廢水需耗費(fèi)4g中和劑、10kg絮凝劑、500g專用劑和83g磁性劑計(jì)，中和劑、絮凝劑、專用劑、磁性劑單價(jià)分別為2.8、12、3、0.83元/kg，則處置1t廢水藥劑費(fèi)用為2.46元/m3。

　　綜上，所需運(yùn)轉(zhuǎn)本錢約為3.70元/m3。

　　4、結(jié)論

　　多能超磁一體化污水處置技術(shù)采用磁別離技術(shù)實(shí)施固液別離，不需求沉降時(shí)間，固液別離時(shí)間短，相應(yīng)的設(shè)備占地面積小、建立周期短、日常維護(hù)便當(dāng)、自動(dòng)化水平高、易于操作和管理，且磁性劑可循環(huán)運(yùn)用，在很大水平上降低了廢水處置本錢。

　　廢水進(jìn)入混凝反響設(shè)備至出水的時(shí)間約為15min，整個(gè)水處置凈化過程短時(shí)高效，適用于各種突發(fā)重金屬污染事情的應(yīng)急處置。

　　采用多能超磁一體化污水處置技術(shù)對(duì)重金屬廢水實(shí)施處置，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、運(yùn)轉(zhuǎn)本錢低，對(duì)各種重金屬污染物去除效率高，出水水質(zhì)優(yōu)于、GB8978-1996中的一級(jí)規(guī)范，且Cu、Cr、As、Cd、Zn等局部重金屬指標(biāo)到達(dá)GB3838-2002的Ⅲ類水規(guī)范。