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　　試驗(yàn)實(shí)施單位：甘肅蘭州東環(huán)工程咨詢投資有限公司

　　技術(shù)支持單位：湖南有色金屬研究院

　　委托單位：甘肅招金xx金礦有限公司

　　我公司進(jìn)行超聲波凈化處理工業(yè)廢水試驗(yàn)研究的原因：基于中南大學(xué)，昆明大學(xué)，湖南有色金屬研究院等學(xué)院和各個(gè)科研單位前期大量機(jī)理研究，及國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)資料介紹。

　　超聲波凈化原理

　　我國(guó)九大工業(yè)廢水處理技術(shù)之一——超聲波技術(shù)，是通過(guò)控制超聲波的頻率和飽和氣體，降解分離有機(jī)物質(zhì)。由于超聲波的作用，液體產(chǎn)生空化作用，超聲波空化泡的崩潰所產(chǎn)生的高能量足以斷裂化學(xué)鍵，在水溶液中，空化泡崩潰產(chǎn)生氫氧基和氫基，同有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng)，空化獨(dú)特的物理化學(xué)環(huán)境開辟了新的化學(xué)反應(yīng)途徑，驟增化學(xué)反應(yīng)速度，對(duì)有機(jī)物有很強(qiáng)的降解能力，經(jīng)過(guò)持續(xù)超聲可以將有害有機(jī)物降解為無(wú)機(jī)離子、水、二氧化碳或有機(jī)酸等無(wú)毒或低毒物質(zhì)。

　　工業(yè)污水中的污染物及重金屬離子，在超聲波與添加劑的共同作用下，發(fā)生劇烈的催化物理化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成不可溶物質(zhì)或氣體，水中的大分子、難降解的有機(jī)物，被分解為小分子，與添加劑結(jié)合成速沉絮體，重金屬離子可以直接與添加劑結(jié)合生成速沉絮體物沉淀，氨氮轉(zhuǎn)化為氨氣逸出，水中磷轉(zhuǎn)化為不可溶解磷酸鹽沉淀，通過(guò)固液分離，從而達(dá)到深度凈化污水的目的。

　　一號(hào)研究項(xiàng)目：

　　研究對(duì)象為甘肅招金xx金礦礦井廢水，廢水主要污染因子為As、Sb等重金屬以及其他雜質(zhì)。廢水中含有砷(約2~3mg/L)和銻(3~5mg/L)及氰化物(1.5mg/L左右)，直接外排嚴(yán)重威脅到周邊居民和河流環(huán)境影響，同時(shí)也為了響應(yīng)國(guó)家環(huán)保政策，達(dá)到利國(guó)利民的效果。企業(yè)結(jié)合現(xiàn)發(fā)展規(guī)劃，決定采用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，對(duì)礦井廢水進(jìn)行環(huán)保處理。

　　一號(hào)項(xiàng)目試驗(yàn)研究得到超聲波環(huán)保凈化處理工業(yè)廢水的優(yōu)點(diǎn)：

　　1)工藝流程短，混凝反應(yīng)，沉淀速度相當(dāng)快

　　凈化處理的時(shí)間是傳統(tǒng)工藝的1/10至1/15,井下廢水采用超聲波凈化工藝。

　　處理全程時(shí)間只要32分鐘，單個(gè)重金屬離子凈化反應(yīng)時(shí)間為4分鐘。

　　2)占地面積小，工程投資強(qiáng)度低，建設(shè)工期短

　　超聲波凈化工藝流程，土建簡(jiǎn)單，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，日處理3600噸污水的超聲波凈化系統(tǒng)，占地面積不到300平方米，其中超聲波凈化設(shè)備僅占60平方米，(傳統(tǒng)方法占地面積大于2000平方米，是傳統(tǒng)工藝占地面積的1/8-1/10)。

　　3)超聲波凈化工藝對(duì)廢水的重金屬濃度，PH、溫度、海拔、氣候等無(wú)特殊要求，適應(yīng)性強(qiáng)，在低海拔地區(qū)試驗(yàn)室和高海拔現(xiàn)場(chǎng)中試結(jié)果相重合，凈化工藝指標(biāo)穩(wěn)定。

　　4)超聲波凈化處理成本低

　　(1)、超聲波凈化工藝采用固態(tài)、腐蝕小、安全廉價(jià)、采購(gòu)方便的常規(guī)藥種。

　　(2)、藥劑用量是常規(guī)反應(yīng)條件下的2/3。

　　(3)、后期維護(hù)簡(jiǎn)單,費(fèi)用低(超聲波工藝采用的輔助設(shè)備是有色金屬礦山常用設(shè)備，采購(gòu)、維修,廢舊利新方便)

　　(4)、利用率高，三號(hào)溝廢棄氰冶車間空置場(chǎng)地(400m2)，1500m3容積浸出槽，藥劑攪拌槽，壓濾機(jī)房等閑置設(shè)施，可完全滿足超聲波環(huán)保處理井下水工藝的要求?？蔀樵擁?xiàng)目減少征地費(fèi)用、土建費(fèi)用、施工費(fèi)用400—500萬(wàn)元，大大縮短了施工周期，達(dá)到充分利用現(xiàn)有設(shè)施并與其融合。

　　二號(hào)試驗(yàn)研究項(xiàng)目：

　　研究對(duì)象為甘肅招金xx金礦有限公司選礦冶煉生產(chǎn)循環(huán)廢水，該水水質(zhì)渾濁惡臭，滴水不能外漏且不能外排，在整個(gè)選冶系統(tǒng)循環(huán)使用已兩年，廢水中含有高濃度砷、銻等重金屬離子，氰化物，固體懸浮物,殘留藥劑(黃藥.黑藥.2號(hào)油等)，絮泥劑,硫化物，硝酸鹽類，化學(xué)耗氧量等濃度都較高.如果雨季滿庫(kù)泄漏，會(huì)嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境，給企業(yè)帶來(lái)巨額環(huán)保治理費(fèi)用，嚴(yán)重影響企業(yè)形象。選冶廢水沒(méi)經(jīng)凈化處理循環(huán)使用，導(dǎo)致選冶工藝惡性循環(huán)，企業(yè)每年損失黃金產(chǎn)量數(shù)百公斤，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)千萬(wàn)元。選冶廢水給企業(yè)造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失，已成為該礦山迫于眉睫解決的首要問(wèn)題。

　　2016年7-8月經(jīng)大量檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)該選冶廢水：含氰化物200mg/L，砷12mg/L，銻20mg/L，化學(xué)耗氧量450mg/L，鈣離子10mg/L，鎂離子18mg/L，ph值9.5左右，已成為一個(gè)巨大的環(huán)保隱患。

　　凈化處理工藝思路：超聲波+臭氧聯(lián)合凈化處理工藝

　　超聲強(qiáng)化+臭氧氧化能力的機(jī)理

　　超聲強(qiáng)化O3氧化能力的機(jī)理主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：

　　(1)粉碎作用促使O3氣泡粉碎成微氣泡，很大地提高了O3的溶解速度，增加了單位時(shí)間內(nèi)O3的濃度，水中有污染物受高濃度的O3作用，迅速被氧化降解。

　　(2)超聲空化效應(yīng)產(chǎn)生局域高溫高壓條件，促使O3空化泡中的O3直接快速的分解，在溶液中產(chǎn)生了更多的具有活性的HO，并且加快了向溶液中的傳播速率。產(chǎn)生的自由基，伴隨著空化泡崩潰的沖擊波進(jìn)入水中，由于0自由基氧化性很強(qiáng)，水中污染物被迅速氧化降解。

　　(3)超聲空化效應(yīng)促使O3分解產(chǎn)物由常溫常壓的02轉(zhuǎn)化成常溫常壓下氧化性強(qiáng)的H2O，使得污染物降解的效果更好。US/O3的協(xié)同效應(yīng)主要由于超聲的空化與機(jī)械兩方面效應(yīng)增加了O3的傳質(zhì)和分解過(guò)程，從而提高了直接反應(yīng)速率和中間產(chǎn)物的HO的氧化過(guò)程。

　　二號(hào)項(xiàng)目試驗(yàn)研究得到超聲波+臭氧聯(lián)合凈化處理選冶廢水的優(yōu)點(diǎn)：臭氧在超聲波的作用下，在水中充風(fēng)分散和溶解，產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的羥基自甴基，從而將大多數(shù)污染物降解為小分子或完全礦化，由于該組合方案氧化能力很強(qiáng)，能高效，低耗達(dá)到凈化目的，且大幅降低處理成本，并不產(chǎn)生二次污染，因而對(duì)其它化學(xué)方法和生物法難以去除的有毒難解降的廢水處理具有獨(dú)特成本優(yōu)勢(shì)，安全環(huán)保優(yōu)勢(shì)。大量探索試驗(yàn)，小試結(jié)果和試驗(yàn)現(xiàn)象可以證明，選冶廢水經(jīng)超聲波+臭氧凈化，活性炭含金高，活性炭又可再生利用，黃金附加價(jià)值也高，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。整個(gè)超聲波凈化工藝方案中僅用一種化學(xué)藥劑，只有一種常規(guī)廉價(jià)鐵鹽做混凝劑，可以保證水質(zhì)不受第二次污染，吸附回收游離金之前，再次超聲降解水處理過(guò)程中添加的絮泥劑殘留，保證選冶生產(chǎn)循環(huán)使用不受二次危害。

　　自2015年10月以來(lái)，在湖南有色金屬研究院多位環(huán)保專家教授，山東招金集團(tuán)總部技術(shù)中心的大力支持下，在甘肅招金xx金礦有限公司各部門的大力配合幫助下，我公司水處理技術(shù)成員在礦山現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了為期十個(gè)月的超聲波工業(yè)廢水凈化處理試驗(yàn)研究工作，試驗(yàn)研究結(jié)果也得到招金集團(tuán)大量專家的高度認(rèn)可，我公司所有技術(shù)研究成員也親自見識(shí)驗(yàn)證到超聲波在水處理工藝中的神奇，常規(guī)工藝技術(shù)無(wú)法比擬的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，下一步工作計(jì)劃：

　　1：把實(shí)驗(yàn)室研究成果和工業(yè)化生產(chǎn)相對(duì)接。

　　2：與有實(shí)力的超聲波設(shè)備制造企業(yè)或權(quán)威的超聲波研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合開發(fā)超聲波工業(yè)廢水處理設(shè)備。

　　3：與有工業(yè)化案例的超聲波水處理設(shè)備制造企業(yè)進(jìn)行工藝對(duì)接，考察其工業(yè)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和兼容性。

　　4與自動(dòng)化設(shè)備研究單位聯(lián)合開發(fā)一套基于PLC控制技術(shù)的集成系統(tǒng)，提高廢水處理效率，節(jié)約廢水處理成本，提高水處理設(shè)備的信息化程度，設(shè)備管理和運(yùn)營(yíng)管理水平，降低維護(hù)運(yùn)行人員的數(shù)量，保證設(shè)備的良好運(yùn)行，降低緊急情況的處理時(shí)間，提高整個(gè)廢水處理的管理水平，實(shí)現(xiàn)了較大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　5快速建立一到兩個(gè)工業(yè)示范工程，完善超聲波水處理工藝技術(shù)的可靠性，穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。在國(guó)家日益嚴(yán)格高壓的環(huán)保政策下，超聲波工業(yè)廢水處理裝備在這巨大的環(huán)保產(chǎn)業(yè)中將會(huì)有廣闊的發(fā)展空間。