1、前言

我國諸多工業(yè)行業(yè)尤其在有色金屬冶煉及硫酸生產(chǎn)過程中均產(chǎn)生含有高濃度砷、氟、氯及重金屬陽離子的強酸性廢水（污酸）。據(jù)不完全統(tǒng)計，僅有色金屬銅、鉛、鋅行業(yè)年排放強酸性廢水1000萬噸以上。此類廢水具有酸性強（硫酸濃度2%-20%）、排放量大、成份復(fù)雜（高）等特點。含有高濃度的重金屬、砷、氟和氯等陰陽離子1, 2。

傳統(tǒng)方法如石灰中和法、石灰-鐵鹽法等方法產(chǎn)生大量CaSO4、CaF2、As、Cu、Cr、Pb和Cd等重金屬的危險廢物混合物3-5，難以處置且存在潛在環(huán)境危害。隨著新環(huán)保法的實施，傳統(tǒng)處理方法已不能滿足企業(yè)強酸性廢水的處置需求。2016年頒布的《環(huán)保法修訂案》明確規(guī)定，嚴禁違法傾倒危險廢物。2016年11月24日國務(wù)院下發(fā)的《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃的通知》(國發(fā)〔2016〕65號)則提出：以含鉻、鉛、汞、鎘、砷等重金屬廢物和高毒持久性廢物等為重點開展專項整治。目前，諸多本行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)存在強酸性廢水難以達標處理以及危廢大量積存等問題。

從資源回收利用角度，將強酸性廢水中的各個組分進行去除或資源化回收，同時實現(xiàn)酸液的回用，并實現(xiàn)危險廢物的極大減量化，是當(dāng)前迫切的技術(shù)需求。因此，目前強酸性廢水處理的技術(shù)需求包括：

（1）強酸性廢水（污酸）中重點污染物選擇性分離去除技術(shù)，如氟、氯、砷去除技術(shù)，以及鎳、銅資源化技術(shù)；通過有害組分的選擇性分離與資源化回收，實現(xiàn)危險廢物的減量化。

（2）廢物無害化處置。重點研發(fā)危險廢物無害化處理新技術(shù)，包括表面包覆固定化技術(shù)、危險有毒組分回收技術(shù)等，最終實現(xiàn)危廢無害化和近零排放。

為促進冶煉行業(yè)強酸性廢水（污酸）處理回用技術(shù)進步，本研究組圍繞上述關(guān)鍵技術(shù)問題進行了系列技術(shù)研發(fā)。

2、強酸性廢水中氟、氯和砷去除新技術(shù)

2.1強酸性廢水中氟去除技術(shù)：

針對強酸性含氟廢水，研發(fā)了一種新型、高效的除氟藥劑。該藥劑尤其適用于10-20%的強酸溶液中高濃度氟的去除。通過條件優(yōu)化，除氟效率可達到80%以上。由于該除氟劑具有高選擇性，除氟產(chǎn)生的沉淀少，純度高，可作為含氟產(chǎn)品進行回收利用。另外，該沉淀產(chǎn)物疏水性強，易于固液分離。用常規(guī)的砂濾過濾即可將溶液的濁度從11.0 NTU降至0.34 NTU。該除氟劑克服了傳統(tǒng)鈣鹽和鐵鹽法除氟效率低、污泥產(chǎn)生量大、固液分離困難的缺點，且有利于資源的回收利用。該法有望成為一種新型、高效的除氟方法，或可在污酸以及冶金行業(yè)高氟工藝段中氟的去除方面得到應(yīng)用。

2.2強酸性廢水中氯去除技術(shù):

針對強酸性廢水中氯的去除難題，開展了強酸性廢水中氯的強化亞銅沉淀法去除技術(shù)研究。針對傳統(tǒng)亞銅除氯方法中存在的脫氯率有限、銅離子剩余濃度高、處理時間長、處理溫度高的問題，首次將光催化技術(shù)應(yīng)用到亞銅法除氯過程中。開展了光照時間、硫酸濃度、銅粉投加量、二價銅投加量對脫氯效率影響的相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)在紫外光照射下，脫氯效率可由傳統(tǒng)方法的45%提高至85%，

處理時間由60分鐘降低至20分鐘。

圖2 強酸性廢水中氯去除工藝技術(shù)條件

2.3強酸性廢水中砷的硫化去除技術(shù):

研發(fā)了新型硫化劑，解決了傳統(tǒng)硫化去除重金屬過程中硫化氫污染的問題。傳統(tǒng)硫化劑如硫化氫，硫化鈉，五硫化二磷，硫化亞鐵等去除重金屬的原理為，硫化劑水解或酸解產(chǎn)生硫化氫，利用硫化氫與特定重金屬溶度積較小的特性，使重金屬以硫化物沉淀的形式得以去除。然而，在去除過程中，為了達到良好的去除效果，硫化劑往往需要過量投加，產(chǎn)生硫化氫逸散。劇毒硫化氫會對操作人員和周邊環(huán)境造成極大危害?；诖搜邪l(fā)了新型硫化劑，該硫化劑具有選擇性硫化去除重金屬的特點，即，在有重金屬存在的條件下可產(chǎn)生硫化氫，而一旦重金屬去除完全，則不產(chǎn)生硫化氫。即使該硫化劑過量投加，也不產(chǎn)生硫化氫污染問題。

針對強酸性廢水中砷去除的諸多技術(shù)難題，如五價砷難去除、投加過量硫化劑導(dǎo)致的硫化氫污染以及生成的硫化顆粒物粒徑較小、難以沉淀等問題，進行了深入系統(tǒng)的研究。研發(fā)了五價砷光致硫化去除技術(shù)6。強酸性廢水中五價砷的硫化去除過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物硫代砷酸的生成和轉(zhuǎn)化速率非常低，導(dǎo)致五價砷硫化過程緩慢，去除率低，一直是技術(shù)難題，嚴重阻礙硫化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。紫外光可促進硫化過程中硫代砷酸的生成和轉(zhuǎn)化速率，進而加速五價砷硫化去除速率，提高五價砷的去除率。研究發(fā)現(xiàn)，在紫外光下五價砷的硫化去除速率為黑暗時的200倍，砷的去除率可達99.9%。

砷和重金屬硫化去除過程中產(chǎn)生的顆粒物粒徑小，沉淀性能差，難以固液分離。研究發(fā)現(xiàn)，如圖4所示，在紫外光照射下，硫化顆粒物可發(fā)生光促凝聚，有望解決硫化顆粒物難以固液分離的技術(shù)難題。

3、展望

實現(xiàn)強酸性廢水中主要污染物的選擇性高效去除，有望極大降低強酸性廢水處理過程中危險廢棄物產(chǎn)生量，減輕企業(yè)環(huán)保壓力和廢棄物處置費用。與此同時，在國家環(huán)保要求日益提高的形勢下，實現(xiàn)稀酸回用、有價資源回收并實現(xiàn)廢水近零排放，也是強酸性廢水(污酸)處理的發(fā)展必然趨勢。除上述強酸性廢水中砷、氟和氯去除技術(shù)，本研究組目前正研發(fā)強酸性廢水中重金屬去除技術(shù)和危險廢物無害化技術(shù)，均已取得一定進展。