鋇渣滲濾液處理工程應(yīng)用實(shí)例
——以貴州天柱化工二期渣場滲濾液處理為例

◎李和雷

生態(tài)環(huán)境保護(hù)是近年來在習(xí)近平總書記指導(dǎo)下的一個(gè)重要工作方針，同時(shí)也是是我國的一項(xiàng)基本國策，受到了社會和各級人民政府的高度重視。中央人民政府和相關(guān)的管理部門頒布了一系列法律和法規(guī)，以保證這一基本國策的執(zhí)行。因項(xiàng)目對鋇渣修復(fù)期間會產(chǎn)生大量鋇渣滲濾液，并且在封場完成后一段時(shí)間渣體中的水會持續(xù)釋放出形成滲濾液，因此若不設(shè)置滲濾液處理站，滲濾液將無法達(dá)標(biāo)排放，會對周圍環(huán)境造成污染，嚴(yán)重影響本地群眾及周邊的生產(chǎn)、質(zhì)量。同時(shí)，未經(jīng)過任何處理的滲濾液也會對周邊的植被、地表水源產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。因此，本項(xiàng)目針對滲濾液水質(zhì)的特點(diǎn)，為使得項(xiàng)目運(yùn)行方便、日常費(fèi)用低、出水穩(wěn)定，結(jié)合考慮到廠區(qū)可用占地面積較小，經(jīng)過充分的論證思考決定采用“化學(xué)沉淀+中和曝氣反應(yīng)+斜管高效沉淀+高效溶氣氣浮+過濾”處理工藝對滲濾液廢水進(jìn)行處理，并做到達(dá)標(biāo)排放。

一、項(xiàng)目概述

貴州天柱化工二期渣場綜合治理項(xiàng)目施工期間，由于固化穩(wěn)定化工藝的選擇會持續(xù)注入藥劑帶入大量水，流出后形成鋇渣滲濾液，因此需要滲濾液處理裝置對施工期間和封場以后持續(xù)釋放的滲濾液。滲濾液處理站設(shè)計(jì)規(guī)模：日處理水量500m3/d，變化系數(shù)為1.2，連續(xù)排放。滲濾液處理排放要求達(dá)到《無機(jī)化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31573-2015）的排放標(biāo)準(zhǔn)，直接排放。工藝流程采用“化學(xué)沉淀+中和曝氣反應(yīng)+斜管高效沉淀+高效溶氣氣浮+過濾”，施工期間產(chǎn)生污泥第三方檢測后直接運(yùn)往渣場填埋。

二、處理工藝選擇

1.滲濾液設(shè)計(jì)水質(zhì)指標(biāo)。

進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)根據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)場實(shí)測得出數(shù)據(jù)，如下表3-1所示：

?

因特征污染物需滿足《無機(jī)化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31573-2015）的排放標(biāo)準(zhǔn)及《貴州省環(huán)境污染排放標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)限值要求，具體數(shù)值如下表3-2所示：

?

2.工藝流程方案確定。

根據(jù)本工程滲濾液廢水水質(zhì)特點(diǎn)，鋇離子、硫離子、COD三項(xiàng)污染因子超出排放標(biāo)準(zhǔn)，滲濾液廢水含鹽量高、硫離子含量高，生物毒性特點(diǎn)顯著，不適宜使用生物法/生化法進(jìn)行處理。工業(yè)水處理中常用且穩(wěn)定的鋇離子、硫離子去除方法為化學(xué)沉淀法，廢水COD多為無機(jī)硫離子顯現(xiàn)出來的COD，因此在去除硫離子的同時(shí)，可以有效去除COD。結(jié)合本工程進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)及出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，采用化學(xué)沉淀+中和曝氣反應(yīng)+斜管高效沉淀+高效溶氣氣浮+過濾的主體處理工藝。在保證穩(wěn)定的前提下，本項(xiàng)目選用高效混凝沉淀作為化學(xué)沉淀主工藝，選用多介質(zhì)錳砂過濾器+超濾膜過濾作為過濾工藝，二者均具有處理效果高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、節(jié)省占地、便于操作維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。通過化學(xué)反應(yīng)沉淀+強(qiáng)化沉淀+氣浮+過濾，出水中懸浮物（SS）、鐵離子、鋇離子、硫離子深度去除，同時(shí)高效協(xié)同去除COD，保證出水鋇離子、硫離子、COD均能達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)避免鐵離子的殘留導(dǎo)致出水色度和鐵離子濃度超過外排標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目工藝流程圖如下圖3.1所示。

圖3 .1工藝流程圖

如上圖，其水處理工藝流程為：反應(yīng)沉淀罐→工藝調(diào)節(jié)池→中和曝氣反應(yīng)池→混凝斜管沉淀池→高效溶氣氣浮池→中間提升池→多介錳砂質(zhì)過濾器→超濾膜池→清水池→達(dá)標(biāo)出水；其污泥處理工藝流程為：沉淀排泥→儲泥罐→板框壓濾機(jī)→泥餅處置（排水回流至工藝調(diào)節(jié)池再處理）。

水處理基本流程基本原理：（1）原水進(jìn)入反應(yīng)沉淀罐，加入FeSO4充分反應(yīng)，去除水中S2-、Ba2+，分別生成FeS、BaSO4沉淀，并通過加入PAC，強(qiáng)化沉淀分離效果（本步驟協(xié)同去除水中Ba2+、COD及其他重金屬等）；（2）中和曝氣反應(yīng)池中，加入H2O2，強(qiáng)化S2-的去除，使之氧化析出，同時(shí)加入NaOH，去除過量的Fe2+，生成

Fe（OH）3沉淀析出；（3）高效混凝斜管沉淀池，加入混凝劑、絮凝劑，強(qiáng)化沉淀分離效果，同時(shí)可投加少量Na2SO4，強(qiáng)化Ba2+去除效果（本步驟協(xié)同去除水中SS、其他重金屬等）；（4）高效溶氣氣浮，通過高效溶氣氣浮，可加強(qiáng)去除水體中比重小于或等于水體的SS懸浮物，保證低比重SS的有效去除；（5）錳砂過濾器，催化去除過量H2O2，同時(shí)H2O2分解促進(jìn)S2-、Fe3+的起絮過程，強(qiáng)化去除微量H2O2、S2-、Fe3+等；（6）超濾膜池，截留出水中的微絮體、微顆粒，進(jìn)一步保證達(dá)標(biāo)出水。

四、處理結(jié)果分析

本項(xiàng)目數(shù)據(jù)記錄從2020年9月開始至2021年12月結(jié)束，其跟蹤測試指標(biāo)主要為CODcr、NH3-N、pH以及S2-濃度，由于處理后S2-濃度均為檢測到，說明去除率基本達(dá)到100%，因此，此處并分別對CODcr和NH3-N處理效率進(jìn)行分析討論。

2020年9月～2021年12月滲濾液中CODcr和NH3-N每日數(shù)據(jù)測量的結(jié)果如下圖4.1、4.2所示。

圖4 .1CODcr處理結(jié)果圖

如圖4.1可知，橫坐標(biāo)表示數(shù)據(jù)記錄時(shí)長為400余天，左縱坐標(biāo)表示為滲濾液進(jìn)系統(tǒng)水COD濃度，右縱坐標(biāo)為系統(tǒng)出水COD濃度以及去除效率。由圖可知進(jìn)水COD濃度范圍為1400mg/L～6000mg/L，且波動較大，相較于系統(tǒng)初啟動時(shí)期的濃度后期水質(zhì)波動較大，分析認(rèn)為施工期間對已經(jīng)穩(wěn)定的渣體造成擾動，導(dǎo)致渣體內(nèi)的污染物隨著注入的水一同溶解析出，導(dǎo)致滲濾液原水指標(biāo)出現(xiàn)較大偏差，但其出水濃度口水樣濃度均低于50mg/L（出水標(biāo)準(zhǔn)值），并且處理效率均能達(dá)到98%以上，達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)。COD濃度降低較大，并且處理后溶液中的S2-幾乎完全除去，分析認(rèn)為廢水COD多為無機(jī)硫離子顯現(xiàn)出來的COD。實(shí)踐證明，此工藝系統(tǒng)流程能夠高效降低COD值滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，工藝路線有效可行。

圖4 .2NH3-N處理結(jié)果圖

如圖4.2可知，橫坐標(biāo)表示數(shù)據(jù)記錄時(shí)長為400余天，左縱坐標(biāo)表示為滲濾液進(jìn)系統(tǒng)水NH3-N濃度，右縱坐標(biāo)為系統(tǒng)出水NH3-N濃度以及去除效率。觀察可知，NH3-N的進(jìn)水濃度，初期較為穩(wěn)定均小于200mg/L，系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后NH3-N的濃度也隨著渣場固化穩(wěn)定和施工而波動較大，最高可達(dá)1379mg/L。前期對NH3-N去除效果較低，未達(dá)標(biāo)排放，后期去除效率穩(wěn)定在98%以上，出水濃度均低于10mg/L。分析認(rèn)為，因?yàn)樵摴に嚵鞒虨榻?jīng)硫酸亞鐵反應(yīng)去除鋇離子和硫離子，然后經(jīng)類芬頓反應(yīng)去除COD（主要是硫離子的無機(jī)COD）最后將次氯酸鈉通入廢水中將廢水中的NH3-N氧化成N2去除。所以，前期氨氮去除效率不高可能是因?yàn)椋捌趶U水中氯離子的濃度沒在折點(diǎn)處，過高或過低均會影響氨氮的去除效率，在系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整運(yùn)行后，廢水中氯離子的濃度剛好處在折點(diǎn)氯離子濃度，因此NH3-N去除效率大幅度提升，并且穩(wěn)定高效運(yùn)行。因此可以認(rèn)為，該處理工藝流程十分高效可行。

整個(gè)工藝流程系統(tǒng)進(jìn)出水參數(shù)數(shù)據(jù)對比可知，CODcr和NH3-N濃度均能達(dá)標(biāo)排放。S2-濃度未能檢測出數(shù)值，基本實(shí)現(xiàn)全處理。pH進(jìn)水呈堿性，數(shù)值為12-14，經(jīng)過處理后，數(shù)值為7～8，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。綜上可得，化學(xué)沉淀+中和曝氣反應(yīng)+斜管高效沉淀+高效溶氣氣浮+過濾的主體處理工藝高效可行。

五、總結(jié)

本項(xiàng)目使用工藝為化學(xué)沉淀+中和曝氣反應(yīng)+斜管高效沉淀+高效溶氣氣浮+過濾，由項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)取得的測量數(shù)據(jù)可知，滲濾液廢水中的污染物均能達(dá)到《無機(jī)化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31573-2015）的排放標(biāo)準(zhǔn)，由此可見其工藝高效可行。并且在運(yùn)行過程中總結(jié)出該工藝的優(yōu)點(diǎn)主要如下：

1.工藝控制調(diào)節(jié)靈活，能對工藝運(yùn)行參數(shù)和操作進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，適應(yīng)較大的水質(zhì)、水量的變化，耐沖擊強(qiáng)；

2.投資運(yùn)行周期短，采用的工藝在高效的基礎(chǔ)上，一次性投資省、撬裝設(shè)備占地面積小、能耗少；

3.所選工藝易于實(shí)現(xiàn)自動控制。

總而言之，對于滲濾液中含鹽量高、硫離子含量高，生物毒性特點(diǎn)顯著，不適宜使用生物法/生化法進(jìn)行處理的廢水，使用本項(xiàng)目的工藝處理，能夠高效去除滲濾液中的污染物，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。本項(xiàng)目為滲濾液的處理提供了一種處理方案，對滲濾液處理項(xiàng)目的工藝選擇提供了多一種選擇。