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含重金属废水纳米吸附深度处理技术

含重金属废水纳米吸附深度处理技术

技术原理

基于稀土元素变价特性，采用离子交换吸入和化学反应方法，在树脂基质表面负载具有新型物质结构的纳米级水合氧化铁和水合氧化锰颗粒，重金属通过表面羟基的化学吸附作用去除。由于吸附剂表面物质的特性，使其在酸性或碱性条件下具有强大的再生能力。

含铅、镉、砷和锑重金属废水经调节池收集后，经机械过滤器处理，去除废水中的悬浮颗粒物等污染物。过滤出水依次进入除铅镉吸附柱和除砷锑吸附柱，深度去除废水中铅、镉、砷和锑等离子，最终超低排放或回用。纳米吸附剂运行一段时间后需进行脱附再生，脱附过程中产生的脱附液含有较高浓度的重金属，进入厂区重金属废水处理系统进行初步处理。除铅、镉、砷和锑工艺过滤速度8m/h，处理流速7Bv/h～9Bv/h（除铅、镉），处理流速11Bv/h～13Bv/h（除砷、锑）。

含铊废水首先进入高级氧化处理池，在高级氧化剂作用下，一价铊变为三价铊，然后进入机械过滤器处理，去除废水中的悬浮颗粒等污染物，保障后端纳米吸附柱的运行安全。过滤出水进入除铊吸附柱，深度去除废水中铊离子，处理后出水超低排放或回用。纳米吸附柱运行一段时间后需要进行脱附再生，脱附过程中产生的脱附液进入厂区重金属废水硫化处理系统进行初步处理。除铊工艺过滤速度8m/h，处理流速4Bv/h～6Bv/h。

图1  纳米吸附剂除铅、镉、砷和锑工艺路线

图2  纳米吸附剂除铊工艺路线

主要创新点

基于稀土元素变价特性，开发了重金属阳离子吸附剂、除砷锑吸附剂和除铊吸附剂3类新型复合纳米吸附剂，与同类重金属吸附剂相比，吸附容量、再生率和使用寿命分别提高 15%、10% 和 30%以上。

针对重金属阳离子吸附剂和除砷锑吸附剂的特性，开发出复合纳米吸附深度处理重金属（铅、镉、砷和锑）新工艺，出水中铅、镉、砷等重金属指标可稳定达到GB3838-2002Ⅲ类标准限值要求。

基于铊离子的变价特性，开发出了高级氧化和纳米吸附耦合深度处理新工艺，出水中铊离子浓度能够稳定达到《铅锌工业污染物排放标准》（GB25466-2010）（含修改单）和最严格的地方排放标准。

原水中铅、镉、砷、锑、铊等污染物浓度为行业排放标准限值1～2倍范围内时，处理后出水铅、镉、砷可稳定达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅲ类标准值，出水锑≤0.005mg/L、铊≤0.002mg/L。

广西壮族自治区河池市车河选矿厂选矿废水深度处理工程，处理规模1200m3/d（50m3/h），采用“机械过滤+重金属（铅、镉等）吸附+砷吸附”工艺深度处理尾矿库溢流出水，处理后出水中砷离子浓度≤0.05mg/L、镉离子浓度≤0.005mg/L、铅离子浓度≤0.05mg/L、锌离子浓度≤1mg/L、铜离子浓度≤1mg/L，满足相应排放标准要求，具有较高的环境效益和社会效益。

广西壮族自治区河池市车河选矿厂选矿废水深度处理工程总投资400万元。

该技术已在国内多个工程应用，与同类技术相比，技术经济性优势明显。“十四五”期间将有较大的重金属废水深度处理的材料和技术需求，该技术可实现重金属污染物稳定达标排放，具有良好的应用前景。

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