引言

企業(yè)，所用原料為鋰輝石，鋰輝石礦在轉(zhuǎn)窯高溫焙燒過(guò)程中產(chǎn)生含有粉塵、CO2、SO2和 NOx的煙氣。煙氣經(jīng)重力除塵、旋風(fēng)除塵、布袋除塵、堿洗脫硫塔等工序凈化處理后達(dá)標(biāo)排放。脫硫塔的脫硫廢水返回前端生產(chǎn)工序回用，但經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，該企業(yè)的脫硫廢水有高濃度的砷、鉈、氟化物等污染物，返回前端工序后對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有影響。因此需要將脫硫廢水中的砷、鉈、氟化物等污染物穩(wěn)定固化進(jìn)入污泥后排出系統(tǒng)，凈化后的中水再回用。目前，國(guó)內(nèi)外處理含砷、鉈、氟化物廢水的方法主要有化學(xué)沉淀法、吸附法、離子交換法等。實(shí)驗(yàn)室小試，采用“生物制劑深度處理工藝”，使處理后出水中相應(yīng)污染物濃度均穩(wěn)定達(dá)到企業(yè)要求。在此，利用污水處理站開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)化試驗(yàn)，為后期企業(yè)生產(chǎn)提供參數(shù)指導(dǎo)。其中，生物制劑和氧化劑為賽恩斯環(huán)保股份有限公司專利產(chǎn)品。1 廢水水質(zhì)與處理要求本次工業(yè)化試驗(yàn)需處理的廢水對(duì)象是某 LiOH 企業(yè)的堿洗脫硫塔工序排出的脫硫廢水。水體含有少量懸浮物，水量水質(zhì)基本穩(wěn)定，工業(yè)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)規(guī)模15m3/d。廢水中的砷含量約28g/L，鉈含量約2000μg/L，氟化物含量約17g/L。根據(jù)生產(chǎn)工序的物料平衡核算，企業(yè)對(duì)脫硫廢水凈化工段提出如下要求：砷去除率不小于90%，氟化物去除率不小于90%；鉈去除率不低于80%，水質(zhì)凈化過(guò)程產(chǎn)生的濕渣產(chǎn)量（不高于60% 含水率）≤原水量的20%，凈化出水中的硫酸根≤原水中的硫酸根的2倍。

2 設(shè)計(jì)工藝流程設(shè)計(jì)水處理站現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)化試驗(yàn)工藝流程如圖1所示。

15m3/d的脫硫廢水進(jìn)入原水罐進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)，原水罐內(nèi)的廢水經(jīng)提升泵進(jìn)入一段反應(yīng)槽，先加入濃硫酸，去除廢水中部分碳酸根離子，再加入石灰乳調(diào)節(jié)pH值，充分反應(yīng)后加入PAM（聚丙烯酰胺，陰離子型）進(jìn)行絮凝反應(yīng)。渣水混合物經(jīng)壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)固液分離，壓濾液進(jìn)入二段反應(yīng)槽，依次加入濃硫酸回調(diào)pH值，加入生物制劑S-002（以下簡(jiǎn)稱“生物制劑”）和氧化劑進(jìn)行配合反應(yīng)、加入石灰乳進(jìn)行水解反應(yīng)，加入PAM進(jìn)行絮凝反應(yīng)，處理后廢經(jīng)壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)固液分離，上清液進(jìn)入清水罐，最后實(shí)現(xiàn)凈化水回用。經(jīng)壓濾后的壓濾渣進(jìn)行安全處置。3 試驗(yàn)結(jié)果與分析本次工業(yè)化試驗(yàn)共計(jì)做出5批次樣品，分別對(duì)反應(yīng)時(shí)間和藥劑量做了相應(yīng)優(yōu)化，經(jīng)過(guò)不斷調(diào)整，取得理想成果。試驗(yàn)期間主要控制參數(shù)見(jiàn)表1。以表1參數(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)改變其中的反應(yīng)時(shí)間、藥劑用量來(lái)研究其對(duì)除砷、鉈及氟化物效果的影響。

3.1 反應(yīng)時(shí)間對(duì)反應(yīng)效果的影響通過(guò)控制每種藥劑完全加入反應(yīng)池后的反應(yīng)時(shí)間（PAM 除外），探索反應(yīng)時(shí)間對(duì)各污染因子去除效果的影響，反應(yīng)時(shí)間為20～30min 時(shí)反應(yīng)效果非常好，一級(jí)反應(yīng)后除砷效率即可達(dá)到92% 以上，同時(shí)除鉈、除氟效果也高效。但隨著反應(yīng)時(shí)間降低到10min 時(shí)，反應(yīng)效率也明顯降低，一級(jí)反應(yīng)后除砷率降低至57.7%。另外從反應(yīng)10min 的結(jié)果來(lái)看，反應(yīng)后液中 SO42-的濃度明顯較反應(yīng)20～30min 的高，這正是因?yàn)榉磻?yīng)效果差，使得溶液中的部分 F-和 SO42-不能與 Ca2+反應(yīng)生成 CaF2和 CaSO4等沉淀物，導(dǎo)致鹽分偏高。故綜合來(lái)看，反應(yīng)時(shí)間取20min 左右為宜。

3.2 藥劑投加量對(duì)反應(yīng)效果的影響探索生物制劑和氧化劑的用量對(duì)各污染因子去除效果的影響，生物制劑和氧化劑用量分別從8kg/m3和6kg/m3降低至6kg/m3和4kg/m3時(shí)，反應(yīng)效果未見(jiàn)明顯降低，砷和氟的去除率未見(jiàn)明顯降低，去除率依舊保持在99% 以上，只有鉈的去除率稍微有少許降低，但總體尚在要求范圍內(nèi)，而 SO42-的濃度變化隨著生物制劑和氧化劑用量的減少而稍微有些降低。故綜合看，生物制劑和氧化劑用量分別取6kg/m3和4kg/m3時(shí)較為理想。

3.3 壓濾參數(shù)對(duì)壓濾渣含水率的影響因系統(tǒng)產(chǎn)出的壓濾渣屬于危險(xiǎn)固廢，外售對(duì)危險(xiǎn)廢渣的可溶性鹽量有技術(shù)要求。為嘗試降低其中的可溶鹽含量，進(jìn)行一系列試驗(yàn)研究，采用二次壓榨時(shí)，二次壓榨壓力和保壓時(shí)間對(duì)含水率的影響較大。在0.8MPa 的壓榨壓力下，保壓15min 和保壓5min，含水率上漲了6%～7%，而在1MPa 下保壓5min 和在0.8MPa 下保壓15min，壓濾渣含水率相差不大。故從安全考慮，采用0.8MPa 的壓榨壓力即可。另外從表4中也可以看出，采用反沖洗水沖洗后的壓濾渣和未反洗的壓濾渣相比，其中的可溶鹽含量未見(jiàn)明顯減少。故從操作及成本上考慮，可先暫時(shí)不用反洗程序進(jìn)行反洗。

4 結(jié)束語(yǔ)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)化試驗(yàn)后，得出以下結(jié)論。（1）反應(yīng)時(shí)間控制在20min 左右，生物制劑和氧化劑用量分別取6kg/m3和4kg/m3時(shí)反應(yīng)效果較為理想，砷和氟的去除率可達(dá)99% 以上，SO42-的濃度較原水 SO42-的濃度低于2倍以下，達(dá)到要求。2）壓濾機(jī)系統(tǒng)經(jīng)調(diào)整優(yōu)化，壓濾機(jī)進(jìn)料壓力為0.6MPa，二次壓榨壓力取0.8MPa，二次壓榨保壓時(shí)間取15min左右可達(dá)到良好的壓濾效果，壓濾渣含水率30%～35%，可溶鹽含量3%～4%，達(dá)到要求。（3）試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著反應(yīng)時(shí)間縮短，反應(yīng)效率有所下降，反應(yīng)時(shí)間20～30min 時(shí)，砷和氟的去除率可達(dá)到99% 以上。（4）試驗(yàn)結(jié)果表明，生物制劑和氧化劑用量分別取6kg/m3和4kg/m3時(shí)反應(yīng)效果未見(jiàn)明顯降低，故可能還存在優(yōu)化空間。