有色园区工业污水处理厂铊提标改造工程实例

彭 喜，胡 晞

（1.长沙云尚环境科技有限公司，湖南 长沙 410000；2.湖南安全技术职业学院，湖南 长沙 410000）

铊（Thallium）是一种剧毒元素，其毒性远超As、Cr、Cd等常见重金属，仅次于甲基汞，摄入微量的铊就会导致人体中毒。我国生态环境部门在2022年3月3日《关于进一步加强重金属污染防控的意见》中对涉铊排放与管理进行了明确的要求，提出开展重有色金属冶炼、钢铁等典型涉铊企业废水治理设施除铊升级改造，严格执行车间或生产设施废水排放口达标要求［1～3］。

自然水体中铊赋存量低，但工业生产活动中大量的铊从矿山开采、金属冶炼等途径富集进入环境，导致铊中毒及铊污染事件时有发生。近年来，在广东北江、贺江都爆发过铊污染事件［4］。铊污染的存在，对生态和人民群众健康造成了较大的威胁。

本项目以某有色工业园区集中式工业污水处理厂为例，为解决园区初期雨水收集和铊排放标准提标存在的问题，进行提标改造，达到预期效果。对涉铊工业园区集中污水处理厂规范涉铊废水、雨水收集处理，降低铊排放浓度，有一定的实践借鉴意义。

1 设计进、出水水质

本项目进水水质按《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级标准要求执行，另铊参照经验值执行0.05 mg/L。本项目出水排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）表2及表3标准，铊（Ti）执行《湖南省工业废水铊污染物排放标准》（DB 43/968-2014）排放限值。计划于2022年6月30日执行《工业废水铊污染物排放标准》（DB 43/968-2021）0.002 mg/L排放标准。详情见表1。

表1 工程设计进、出水水质情况 mg/L

2 工程总体方案

2.1 原污水处理厂概况

2019年，为保障园区涉重废水集中处理达标排放新建了该污水处理厂，设计处理规模为2 000 m3/d，主要处理园区有色冶炼企业预处理后的废水，兼顾收集园区初期雨水进行处理，尾水排入自然水体最终进入湘江。污水处理厂占地1公顷，污水处理厂核心工艺为前组合池→电化学设备→后组合池→转盘滤池，在前组合池工艺段兼顾有药剂除铊工序，改造前工艺如图1所示。

图1 改造前工艺流程图

项目调节池为875 m3，事故池为793 m3，前组合池表面负荷0.67 m3/m2·h，电化学设备总功率360 kW，后组合池表面负荷0.69 m3/m2·h。

2.2 污水处理厂改造方案

2.2.1 存在问题

1.收集初期雨水调节池池容不够。污水处理厂建设时，调节池有效池容仅有793 m3，仅考虑收集上游企业处理后废水，未考虑收集园区初期雨水，无法有效应对大雨暴雨时初期雨水的收集。

2.现有工艺除铊不满足新的排放要求。现有除铊工艺是通过在前组合池投加除铊药剂Na2S利用硫离子与Ti形成沉淀去除，并通过在电化学工艺牺牲可溶性阳极，原位产生高活性的金属氢氧化物及其聚合物，进而通过吸附、混凝、沉淀实现废水中铊的去除。难以稳定达到提标改造要求的运行效果。

2.2.2 工艺方案

1.新建初期雨水收集系统。利用污水处理厂现有平面布局西侧的绿化带和道路，新建一个钢混结构初期雨水收集池，在原有初期雨水收集管道和沉砂池外铺设DN300HDPE管道进入前组合池，并增设污水泵泵送至组合池进行处理。

2.改变除铊药剂投加顺序。更换除铊药剂，在前组合池投加的除铊活化剂旨在活化铊在溶液中的存在形态，将Ti（Ⅰ）氧化成Ti（Ⅲ），使其沉淀性能得到增强，能在前组合絮凝沉淀和电化学阶段被更好沉淀从而去除，经过实验室小试和现场中试确定一段投加除铊活化剂0.1%。

3.增加二段药剂除铊工艺。在前组合池投加除铊药剂基础上，后组合池新增二段除铊工艺，增加除铊药剂投药系统一套，两段除铊工艺原理不同。二段除铊工艺的主要作用是对残存的Ti进行絮凝沉淀加以去除，二段投加除铊稳定剂0.3%。

2.2.3 设计参数

1.雨水收集池。工艺尺寸：B×L×H=30 m×5 m×2.5 m。有效容积：300 m3。停留时间：6 h。结构形式：钢砼；数量：1座。配套设备：潜污泵2台，一用一备，Q=50 m3/h，H=30 m，N=7.5 kW。

2.除铊加药系统。15 m3PE储罐2个，配备机械隔膜计量泵4台，两用两备，Q=240 L/h，H=0.5 MPa，N=0.37 kW。

2.3 运行效果

项目提标改造完成后运行出水水质情况见表2。

表2 项目提标改造出水水质情况 mg/L

由表2可知，经过近四个月共六次的监测，总铊能够稳定达到0.002 mg/L的出水标准。

3 结 论

1.通过建设初期雨水收集系统，解决了园区雨水收集和处理的问题。

2.通过增加二段除铊系统，更换有效的除铊药剂，利用不同的去除原理对废水中的铊进行有效处理，实际出水指标优于0.002 mg/L标准限值。