鋇渣滲濾液處理工程應用實例
——以貴州天柱化工二期渣場滲濾液處理為例

◎李和雷

生態環境保護是近年來在習近平總書記指導下的一個重要工作方針，同時也是是我國的一項基本國策，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的管理部門頒布了一系列法律和法規，以保證這一基本國策的執行。因項目對鋇渣修復期間會產生大量鋇渣滲濾液，并且在封場完成后一段時間渣體中的水會持續釋放出形成滲濾液，因此若不設置滲濾液處理站，滲濾液將無法達標排放，會對周圍環境造成污染，嚴重影響本地群眾及周邊的生產、質量。同時，未經過任何處理的滲濾液也會對周邊的植被、地表水源產生嚴重的污染。因此，本項目針對滲濾液水質的特點，為使得項目運行方便、日常費用低、出水穩定，結合考慮到廠區可用占地面積較小，經過充分的論證思考決定采用“化學沉淀+中和曝氣反應+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行處理，并做到達標排放。

一、項目概述

貴州天柱化工二期渣場綜合治理項目施工期間，由于固化穩定化工藝的選擇會持續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釋放的滲濾液。滲濾液處理站設計規模：日處理水量500m3/d，變化系數為1.2，連續排放。滲濾液處理排放要求達到《無機化學工業污染物排放標準》（GB31573-2015）的排放標準，直接排放。工藝流程采用“化學沉淀+中和曝氣反應+斜管高效沉淀+高效溶氣氣浮+過濾”，施工期間產生污泥第三方檢測后直接運往渣場填埋。

二、處理工藝選擇

1.滲濾液設計水質指標。

進水水質指標根據項目現場實測得出數據，如下表3-1所示：

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因特征污染物需滿足《無機化學工業污染物排放標準》（GB31573-2015）的排放標準及《貴州省環境污染排放標準》標準限值要求，具體數值如下表3-2所示：

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2.工藝流程方案確定。

根據本工程滲濾液廢水水質特點，鋇離子、硫離子、COD三項污染因子超出排放標準，滲濾液廢水含鹽量高、硫離子含量高，生物毒性特點顯著，不適宜使用生物法/生化法進行處理。工業水處理中常用且穩定的鋇離子、硫離子去除方法為化學沉淀法，廢水COD多為無機硫離子顯現出來的COD，因此在去除硫離子的同時，可以有效去除COD。結合本工程進水水質特點及出水水質標準的要求，采用化學沉淀+中和曝氣反應+斜管高效沉淀+高效溶氣氣浮+過濾的主體處理工藝。在保證穩定的前提下，本項目選用高效混凝沉淀作為化學沉淀主工藝，選用多介質錳砂過濾器+超濾膜過濾作為過濾工藝，二者均具有處理效果高效、穩定、經濟、節省占地、便于操作維護等優點。通過化學反應沉淀+強化沉淀+氣浮+過濾，出水中懸浮物（SS）、鐵離子、鋇離子、硫離子深度去除，同時高效協同去除COD，保證出水鋇離子、硫離子、COD均能達標排放，同時避免鐵離子的殘留導致出水色度和鐵離子濃度超過外排標準。項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：反應沉淀罐→工藝調節池→中和曝氣反應池→混凝斜管沉淀池→高效溶氣氣浮池→中間提升池→多介錳砂質過濾器→超濾膜池→清水池→達標出水；其污泥處理工藝流程為：沉淀排泥→儲泥罐→板框壓濾機→泥餅處置（排水回流至工藝調節池再處理）。

水處理基本流程基本原理：（1）原水進入反應沉淀罐，加入FeSO4充分反應，去除水中S2-、Ba2+，分別生成FeS、BaSO4沉淀，并通過加入PAC，強化沉淀分離效果（本步驟協同去除水中Ba2+、COD及其他重金屬等）；（2）中和曝氣反應池中，加入H2O2，強化S2-的去除，使之氧化析出，同時加入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，強化沉淀分離效果，同時可投加少量Na2SO4，強化Ba2+去除效果（本步驟協同去除水中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H2O2分解促進S2-、Fe3+的起絮過程，強化去除微量H2O2、S2-、Fe3+等；（6）超濾膜池，截留出水中的微絮體、微顆粒，進一步保證達標出水。

四、處理結果分析

本項目數據記錄從2020年9月開始至2021年12月結束，其跟蹤測試指標主要為CODcr、NH3-N、pH以及S2-濃度，由于處理后S2-濃度均為檢測到，說明去除率基本達到100%，因此，此處并分別對CODcr和NH3-N處理效率進行分析討論。

2020年9月～2021年12月滲濾液中CODcr和NH3-N每日數據測量的結果如下圖4.1、4.2所示。

圖4 .1CODcr處理結果圖

如圖4.1可知，橫坐標表示數據記錄時長為400余天，左縱坐標表示為滲濾液進系統水COD濃度，右縱坐標為系統出水COD濃度以及去除效率。由圖可知進水COD濃度范圍為1400mg/L～6000mg/L，且波動較大，相較于系統初啟動時期的濃度后期水質波動較大，分析認為施工期間對已經穩定的渣體造成擾動，導致渣體內的污染物隨著注入的水一同溶解析出，導致滲濾液原水指標出現較大偏差，但其出水濃度口水樣濃度均低于50mg/L（出水標準值），并且處理效率均能達到98%以上，達到出水標準。COD濃度降低較大，并且處理后溶液中的S2-幾乎完全除去，分析認為廢水COD多為無機硫離子顯現出來的COD。實踐證明，此工藝系統流程能夠高效降低COD值滿足排放標準，工藝路線有效可行。

圖4 .2NH3-N處理結果圖

如圖4.2可知，橫坐標表示數據記錄時長為400余天，左縱坐標表示為滲濾液進系統水NH3-N濃度，右縱坐標為系統出水NH3-N濃度以及去除效率。觀察可知，NH3-N的進水濃度，初期較為穩定均小于200mg/L，系統運行一段時間后NH3-N的濃度也隨著渣場固化穩定和施工而波動較大，最高可達1379mg/L。前期對NH3-N去除效果較低，未達標排放，后期去除效率穩定在98%以上，出水濃度均低于10mg/L。分析認為，因為該工藝流程為經硫酸亞鐵反應去除鋇離子和硫離子，然后經類芬頓反應去除COD（主要是硫離子的無機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為，前期廢水中氯離子的濃度沒在折點處，過高或過低均會影響氨氮的去除效率，在系統進行調整運行后，廢水中氯離子的濃度剛好處在折點氯離子濃度，因此NH3-N去除效率大幅度提升，并且穩定高效運行。因此可以認為，該處理工藝流程十分高效可行。

整個工藝流程系統進出水參數數據對比可知，CODcr和NH3-N濃度均能達標排放。S2-濃度未能檢測出數值，基本實現全處理。pH進水呈堿性，數值為12-14，經過處理后，數值為7～8，實現達標排放。綜上可得，化學沉淀+中和曝氣反應+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

本項目使用工藝為化學沉淀+中和曝氣反應+斜管高效沉淀+高效溶氣氣浮+過濾，由項目運行時取得的測量數據可知，滲濾液廢水中的污染物均能達到《無機化學工業污染物排放標準》（GB31573-2015）的排放標準，由此可見其工藝高效可行。并且在運行過程中總結出該工藝的優點主要如下：

1.工藝控制調節靈活，能對工藝運行參數和操作進行適當調整，適應較大的水質、水量的變化，耐沖擊強；

2.投資運行周期短，采用的工藝在高效的基礎上，一次性投資省、撬裝設備占地面積小、能耗少；

3.所選工藝易于實現自動控制。

總而言之，對于滲濾液中含鹽量高、硫離子含量高，生物毒性特點顯著，不適宜使用生物法/生化法進行處理的廢水，使用本項目的工藝處理，能夠高效去除滲濾液中的污染物，實現達標排放。本項目為滲濾液的處理提供了一種處理方案，對滲濾液處理項目的工藝選擇提供了多一種選擇。