重金屬污染防治共性關(guān)鍵技術(shù)獲多項(xiàng)突破
近年來，隨著工業(yè)化進(jìn)程加快，大量含有重金屬的工業(yè)廢水和城市生活污水排放到環(huán)境中，水體重金屬污染已成為當(dāng)前亟待妥善解決的環(huán)境問題之一。同時(shí)，一些工業(yè)企業(yè)也急需相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到重金屬治理和污染物減排中。
為支撐我國(guó)水體重金屬污染綜合治理，國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)（以下簡(jiǎn)稱“水專項(xiàng)”）“十一五”和“十二五”期間在重金屬污染防治重點(diǎn)區(qū)域和重點(diǎn)行業(yè)圍繞重點(diǎn)防控的重金屬污染物設(shè)置多個(gè)重金屬課題開展了研究與示范。一些企業(yè)積極參與，而其中多項(xiàng)技術(shù)已在相關(guān)行業(yè)得到應(yīng)用。
企業(yè)參與推動(dòng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化
突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，削減重金屬排放量
在技術(shù)產(chǎn)業(yè)化過程中，郴州鉆石鎢制品有限責(zé)任公司看中了萃余液轉(zhuǎn)化—雜質(zhì)抑制浸出技術(shù)，與課題組合作在廠區(qū)建成并投產(chǎn)了年產(chǎn)500噸仲鎢酸銨的示范工程。實(shí)施后，新工藝三氧化鎢收率高（提高1.2%以上）。
據(jù)了解，這一技術(shù)是課題組針對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行鎢濕法工藝中凈化除雜過程復(fù)雜、鎢損失大和廢水排放量大等難題，創(chuàng)新研發(fā)而成，避免了雜質(zhì)在浸出—萃取過程中的積累，形成了基于堿性萃取的鎢冶煉清潔生產(chǎn)成套技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了浸出—萃取過程中水路的閉路循環(huán)，WO3收率提高1.2%以上，從工藝源頭實(shí)現(xiàn)廢水減排86%以上，無機(jī)鹽減排95%以上。
同時(shí)，示范工程年減排廢水1.3萬立方米以上，氨氮減排244.3噸，重金屬砷、鉛減排率在99%以上，含砷危險(xiǎn)固廢“磷砷渣”減排75噸，年降低生產(chǎn)成本125萬元以上，既實(shí)現(xiàn)了污染物源頭控制，又完成了工業(yè)節(jié)水的管理，確保了鎢冶煉工藝重金屬污染物的全過程控制。
此外，課題組研發(fā)的重金屬?gòu)U水“多基團(tuán)配合—水解—脫鈣—分離”深度凈化新工藝，在株冶集團(tuán)建成了規(guī)模為1.44萬立方米/天的重金屬冶煉廢水處
理與回用示范工程，廢水回用率達(dá)到95%以上，大幅度削減了企業(yè)用水量，年節(jié)約水費(fèi)600多萬元，同時(shí)年削減重金屬排放量80%以上。
“湘江水環(huán)境重金屬污染整治關(guān)鍵技術(shù)研究與綜合示范”課題還發(fā)明了細(xì)菌代謝產(chǎn)物功能擴(kuò)增的多基團(tuán)嫁接方法，強(qiáng)化了生物活性功能團(tuán)，研制了含有羥基和羧基等大量官能基團(tuán)的生物制劑，建成了1萬噸/年生物制劑中試生產(chǎn)線。
應(yīng)用技術(shù)平臺(tái)力促源頭減排
搭建工藝平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電解車間無廢水外排處理；建設(shè)多種重金屬一體在線聯(lián)合檢測(cè)與仿真數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)流域重金屬過程監(jiān)測(cè)
記者了解到，電解車間是電解錳和電解鋅關(guān)鍵生產(chǎn)車間，廢水產(chǎn)生量大、重金屬污染物濃度高、種類多。其根本原因是設(shè)備簡(jiǎn)陋、工藝落后、自動(dòng)化水平低。傳統(tǒng)電解車間工序多，各工序相互孤立，主要依靠簡(jiǎn)單粗放的人工勞動(dòng)，不但操作環(huán)境惡劣，而且用工多、效率低。
“錳鋅濕法冶金行業(yè)重金屬水污染物過程減排成套工藝平臺(tái)”課題組根據(jù)先減量、再循環(huán)的原則，成功研發(fā)了重金屬?gòu)U水固相源源削減智能技術(shù)、重金屬?gòu)U水液相源源削減及過程減排技術(shù)，以及多功能機(jī)械手集成技術(shù)等9項(xiàng)清潔生產(chǎn)技術(shù)和關(guān)鍵裝備制造技術(shù)。目前，這套平臺(tái)已經(jīng)在法國(guó)康密勞公司、寧夏天元錳業(yè)有限公司、重慶市秀山三潤(rùn)礦業(yè)有限公司等國(guó)內(nèi)外多家電解錳、電解鋅企業(yè)推廣應(yīng)用，徹底摒棄了在電解錳、電解鋅行業(yè)電解車間使用了70多年的高壓水槍和100多年的泡板槽，實(shí)現(xiàn)了電解車間無廢水外排處理。
據(jù)了解，這套工藝平臺(tái)是具有我國(guó)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型成套裝備，在重金屬水污染物源頭削減、智能技術(shù)和價(jià)格方面具備明顯優(yōu)勢(shì)。
針對(duì)現(xiàn)有重金屬在線檢測(cè)儀集成度不高、穩(wěn)定性差等問題，“湘江水環(huán)境重金屬污染整治關(guān)鍵技術(shù)研究與綜合示范”課題組研制了鉛、鎘、銅、鋅、錳五位一體在線聯(lián)合檢測(cè)儀和砷、鉻、汞在線分析儀，數(shù)據(jù)有效率保證在95%以上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)5種重金屬的快速、靈敏和低擾聯(lián)測(cè)，有效保障了飲用水的安全。
課題依托湖南力合科技發(fā)展有限公司建成了重金屬在線監(jiān)測(cè)儀器中試平臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)線，形成了年產(chǎn)200臺(tái)（套）以上的生產(chǎn)能力，年銷售收入達(dá)2500余萬元，利潤(rùn)額超過560萬元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。研發(fā)的儀器已廣泛應(yīng)用于環(huán)保、電鍍、冶煉等領(lǐng)域的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，并在廣西龍江鎘污染以及高州水庫、紫金礦業(yè)等重金屬污染事故現(xiàn)場(chǎng)和預(yù)警監(jiān)測(cè)中發(fā)揮了重要作用。
課題組還建立了“湘江水環(huán)境重金屬污染仿真與管理決策系統(tǒng)”平臺(tái)，提高了湖南省湘江流域水環(huán)境的監(jiān)管、流域水環(huán)境突發(fā)事件的快速反應(yīng)、跨行政區(qū)域的協(xié)同管理、信息發(fā)布和輔助決策等管理能力。
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以技術(shù)推動(dòng)區(qū)域環(huán)境治理
突破多種技術(shù)，支撐重金屬污染河道綜合治理
本報(bào)記者邢飛龍報(bào)道據(jù)了解，大量堆積的尾礦是我國(guó)重金屬污染的主要污染源。同時(shí)，我國(guó)尾礦占工業(yè)固體廢棄物總量的34%，其潛在利用價(jià)值可達(dá)千億元，但目前尾礦綜合利用率不到8.2%。隨著礦產(chǎn)資源日益枯竭，只有大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)尾礦資源化、高值化利用，才是解決采選企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。
“水體中鉛、鎘、砷、鋅多金屬?gòu)?fù)合污染全過程控制技術(shù)研究與工程示范”課題研究形成了“河道尾砂富集提取—砷鐵資源綜合利用—尾渣無害化處置—尾水深度處理回用”的全過程處置整體方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)河道尾砂中重金屬元素的資源化綜合利用，減少了河道內(nèi)源重金屬污染，每年可從尾砂中資源化重金屬鉛250噸、鋅420噸、砷1800噸；同時(shí)避免了河道尾砂有害物質(zhì)鉛和砷向水體中釋放，減少的潛在釋放量分別可達(dá)到57噸和5噸，具有良好的環(huán)境效益。
位于湖南省的霞灣港是湖南省“一江四港”環(huán)境綜合治理的重要水域。“湘江水環(huán)境重金屬污染整治關(guān)鍵技術(shù)研究與綜合示范”課題參與制定的底泥清淤與河道生態(tài)修復(fù)工程貫穿整個(gè)霞灣港，清淤長(zhǎng)度4.3公里，清淤面積為2.1萬平方米，兩期工程清淤底泥總量達(dá)5萬立方米，為國(guó)內(nèi)重金屬污染底泥的治理提供了實(shí)用技術(shù)和應(yīng)用借鑒。
“水體汞、砷污染控制與治理技術(shù)及工程示范”課題研發(fā)了砷污染水體土壤固砷治理技術(shù)，研制了多級(jí)土壤勻漿機(jī)與連續(xù)噴灑設(shè)備，示范區(qū)域水體砷濃度去除率大于85%，處理后砷濃度達(dá)地表水水質(zhì)Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，取得了良好效果。
同時(shí)，課題組研發(fā)了基于砷形態(tài)調(diào)控的“酸性高砷廢水還原—共沉淀協(xié)同除砷技術(shù)”及成套設(shè)備，建立的中試工程每年可減排砷污染物約34.5噸（以砷計(jì)），為有效解決大屯海水體砷污染的控源問題，發(fā)揮了重要作用。
課題組還通過底泥原位掩蔽、底泥汞甲基化控制、地表徑流汞輸入控制等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，有效解決流域內(nèi)歷史沉積汞的二次污染問題，其中原位掩蔽技術(shù)對(duì)底泥中汞釋放的控制率達(dá)62%，有效控制了底泥汞的釋放污染風(fēng)險(xiǎn)。
基于課題研究成果編制的“大屯海砷污染治理工程可行性研究報(bào)告”“百花湖流域汞污染防治規(guī)劃”已分別被云南省環(huán)保廳和貴陽市兩湖一庫管理局采納，為大屯海流域砷污染治理和百花湖流域的歷史沉積汞污染控制提供技術(shù)支撐。
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