1 应用分析
1.1 技术选择
根据国家环保部的要求，2012 年1月1日后锌的外排标准是1.5 mg/L 以下，该厂常规石灰中和沉降、机械过滤器过滤法一般只能将锌降到1.7 mg/L左右，不能满足国家环保部规定的要求，因此，需要对污水处理工艺、设备进行重新评估选型，确保处理废水达标排放。经过该厂技术人员论证选型，主要确定了有以下3 种技改方法。
1）电化学法。在不改变原有设备的基础上，在污水处理尾端增加一套电化学设备，该设备结构简单，主体设备由电解部分和电气系统构成。工作原理是利用极板铁对污水中的重金属进行吸附达到降低水溶液的重金属浓度后合格排放。优点是材料消耗主要是废铁和电耗，运行成本较低；缺点是一次性投资成本很大，按该厂200 m3/h 处理量计算，大约需投资1 500 万左右（经考察发现，处理效果还有待论证），而且由于处理废水中含铁，外排水质颜色呈褐色。
2）膜处理法。在不改变原有设备的基础上，在污水处理尾端增加一套膜处理设备。据该公司技术人员介绍，设备属于美国技术，能够将冶炼厂的处理后污水和雨水经过膜处理后，水质达到锅炉软水水质要求，直接供锅炉产出蒸汽用。优点是处理水量大，能够处理大量雨水，能够直接制备软化水；缺点是投资成本非常大，大约1 亿多人民币。
3）药剂处理法。同样是在不改变原有设备的基础上，在污水处理的反应箱中进行复合混凝剂添加，使污水快速絮凝沉降，再经过机械过滤器过滤后，出水水质达标排放。经现场试验发现，在一般情况下，该混凝剂具有出水水质变色、絮凝沉降速度快、成本低等优点，但对高酸、高锌污水处理难度大，遇此情况一般停机等污水充分混匀后处理。
通过对以上3 种处理方法的综合评比后，冶炼厂决定选择第三种药剂处理法，也就是在污水处理中进行复合混凝剂添加法，保证处理污水 达标。
1.2 复合混凝剂应用原理
复合混凝剂主要由无机净水剂FASS（聚合硅酸铝铁）与高效多功能YX-2 型絮凝剂构成，分先后顺序投加到污水处理的前段反应中。
FASS 作为一种新型无机高分子絮凝剂，实际上是铝、铁、硅水解、溶胶到沉淀过程的中间产物，即Al(Ⅲ)，Fe(Ⅲ)，Si(Ⅳ)的羟基和氧基聚合物。它比现在常用的絮凝剂如聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFC)等效能更优异，也比有机高分子絮凝剂(OPF)价格低廉。它结合了硅、铝、铁三类絮凝剂的优点，既具有铝盐絮凝剂矾花大、水处理面宽、除浊效果好、对设备管路腐蚀性小等优点，还具有铁盐絮凝剂絮体沉降快、易于分离、低温水处理性能好、水处理pH 值范围大等特点。
“高效多功能YX-2 型絮凝剂”则是一种聚合电解质与多种强电解质的混合物，呈弱碱性（pH=8～9），外观为红褐色稠状液体，在pH=5～12 的范围内对COD、色度以及重金属离子等均有一定的去除效果；但无法将重金属离子深度净化。其突出的特点是具有很强的凝聚力、吸附力，尤其是在pH=8～10 的弱碱性介质中，效果最显著。其作用原理是通过夺去以金属氢氧化物存在的各种胶体的电荷，将浑浊溶液中的微细粒子凝聚成为致密、稳定的矾花，由于生成的矾花大且以颗粒状存在，不易上浮，且沉降速度快，沉降速度可提高2～3 倍。
FASS 无机复合净水剂与“高效多功能YX-2 型混凝剂”相结合共同使用的方式，能有效的将重金属离子深度去除，同时又可克服因沉降槽的沉降箱行程短或流量大，沉降时间不够，造成絮状沉淀物翻起上浮的现象。
另一方面，FASS 无机复合净水剂与“高效多功能YX-2 型混凝剂”均不含F-、Cl-、S2- 等对水循环利用有害的元素，其自身解离也非常完全，无残余，出水水质清彻，透明无色，且其自身产生的新渣数量极少。
2 应用工艺（见图1）
图1 药济处理法的应用工艺
3 应用情况
3.1 反应现象
添加FASS 无机复合净水剂的地点在一段反应箱前端混合槽中，“高效多功能YX-2 型混凝剂”则在一段反应箱中的后端，增加了爆气装置。反应发现，在不同pH 值范围，一段反应箱前端混合室中的溶液呈现不同的颜色：浅绿色、暗绿色、土黄色、红棕色等。同时，一段反应箱后端产生的絮状沉淀，在不同pH 值区间，不同的“高效多功能YX-2 型混凝剂”用量时，沉淀颗粒的大小不一致，沉降速度也快慢不一样。当pH 值小于8，“高效多功能YX-2 型混凝剂”用量又不够时，沉淀颗粒小、沉降速度也慢，浓密箱此时就会出现絮状沉淀物翻起上浮。使用FASS 无机复合净水剂后，对沉淀渣的压滤过程也有影响，如压滤持续时间略有增加，压滤饼不够紧密，甚至有时会出现夹心现象。但在正常稳定运行后，压滤过程仍然可以进行，滤饼与滤布可完全分离脱落，一段、二段斜板浓密沉淀箱的上清液清彻透明，无异色。
经过运行调整，在一定的处理量时，添加适量的FASS 无机复合净水剂和高效多功能YX-2 型絮凝剂，反应箱沉淀稳定，压滤过程中滤饼与滤布可完全分离脱落，出水水质达标，且清彻透明、无异色。。
3.2 处理量与用量对比（见表1）
表1 药剂用法用量表
3.3 处理结果介绍（见表2）
表2 使用复合混凝剂后的外排废水主要指标数据的月平均值
4 结语
在现有污水处理设备的基础上，采用石灰中和后，在一段反应箱中采用添加的FASS 无机复合净水剂与的“高效多功能YX-2 型混凝剂”相结合的方式，在污水流量、重金属里稳定可控情况下，能有效地将废水中的锌残余含量降低至1.5 mg/L 以下，镉0.05 mg/L 以下，出水水质清彻透明，无异色，处理后的水既可回用，且不对生产造成影响，也可完全达到国家环保部于2010 年9月发布的“铅、锌工业污染物排放标准”（GB 25466—2010）的规定。
