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　　試驗實施單位：甘肅蘭州東環(huán)工程咨詢投資有限公司

　　技術支持單位：湖南有色金屬研究院

　　委托單位：甘肅招金xx金礦有限公司

　　我公司進行超聲波凈化處理工業(yè)廢水試驗研究的原因：基于中南大學，昆明大學，湖南有色金屬研究院等學院和各個科研單位前期大量機理研究，及國內外大量文獻資料介紹。

　　超聲波凈化原理

　　我國九大工業(yè)廢水處理技術之一——超聲波技術，是通過控制超聲波的頻率和飽和氣體，降解分離有機物質。由于超聲波的作用，液體產生空化作用，超聲波空化泡的崩潰所產生的高能量足以斷裂化學鍵，在水溶液中，空化泡崩潰產生氫氧基和氫基，同有機物發(fā)生氧化反應，空化獨特的物理化學環(huán)境開辟了新的化學反應途徑，驟增化學反應速度，對有機物有很強的降解能力，經過持續(xù)超聲可以將有害有機物降解為無機離子、水、二氧化碳或有機酸等無毒或低毒物質。

　　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反應，轉化成不可溶物質或氣體，水中的大分子、難降解的有機物，被分解為小分子，與添加劑結合成速沉絮體，重金屬離子可以直接與添加劑結合生成速沉絮體物沉淀，氨氮轉化為氨氣逸出，水中磷轉化為不可溶解磷酸鹽沉淀，通過固液分離，從而達到深度凈化污水的目的。

　　一號研究項目：

　　研究對象為甘肅招金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。廢水中含有砷(約2~3mg/L)和銻(3~5mg/L)及氰化物(1.5mg/L左右)，直接外排嚴重威脅到周邊居民和河流環(huán)境影響，同時也為了響應國家環(huán)保政策，達到利國利民的效果。企業(yè)結合現(xiàn)發(fā)展規(guī)劃，決定采用先進技術和設備，對礦井廢水進行環(huán)保處理。

　　一號項目試驗研究得到超聲波環(huán)保凈化處理工業(yè)廢水的優(yōu)點：

　　1)工藝流程短，混凝反應，沉淀速度相當快

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

　　處理全程時間只要32分鐘，單個重金屬離子凈化反應時間為4分鐘。

　　2)占地面積小，工程投資強度低，建設工期短

　　超聲波凈化工藝流程，土建簡單，設備結構緊湊，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)超聲波凈化工藝對廢水的重金屬濃度，PH、溫度、海拔、氣候等無特殊要求，適應性強，在低海拔地區(qū)試驗室和高海拔現(xiàn)場中試結果相重合，凈化工藝指標穩(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、采購方便的常規(guī)藥種。

　　(2)、藥劑用量是常規(guī)反應條件下的2/3。

　　(3)、后期維護簡單,費用低(超聲波工藝采用的輔助設備是有色金屬礦山常用設備，采購、維修,廢舊利新方便)

　　(4)、利用率高，三號溝廢棄氰冶車間空置場地(400m2)，1500m3容積浸出槽，藥劑攪拌槽，壓濾機房等閑置設施，可完全滿足超聲波環(huán)保處理井下水工藝的要求?？蔀樵擁椖繙p少征地費用、土建費用、施工費用400—500萬元，大大縮短了施工周期，達到充分利用現(xiàn)有設施并與其融合。

　　二號試驗研究項目：

　　研究對象為甘肅招金xx金礦有限公司選礦冶煉生產循環(huán)廢水，該水水質渾濁惡臭，滴水不能外漏且不能外排，在整個選冶系統(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號油等)，絮泥劑,硫化物，硝酸鹽類，化學耗氧量等濃度都較高.如果雨季滿庫泄漏，會嚴重污染生態(tài)環(huán)境，給企業(yè)帶來巨額環(huán)保治理費用，嚴重影響企業(yè)形象。選冶廢水沒經凈化處理循環(huán)使用，導致選冶工藝惡性循環(huán)，企業(yè)每年損失黃金產量數(shù)百公斤，經濟損失達數(shù)千萬元。選冶廢水給企業(yè)造成的巨大經濟損失，已成為該礦山迫于眉睫解決的首要問題。

　　2016年7-8月經大量檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計該選冶廢水：含氰化物200mg/L，砷12mg/L，銻20mg/L，化學耗氧量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

　　超聲強化+臭氧氧化能力的機理

　　超聲強化O3氧化能力的機理主要表現(xiàn)在三個方面：

　　(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，增加了單位時間內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)超聲空化效應產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。產生的自由基，伴隨著空化泡崩潰的沖擊波進入水中，由于0自由基氧化性很強，水中污染物被迅速氧化降解。

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

　　二號項目試驗研究得到超聲波+臭氧聯(lián)合凈化處理選冶廢水的優(yōu)點：臭氧在超聲波的作用下，在水中充風分散和溶解，產生具有強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，能高效，低耗達到凈化目的，且大幅降低處理成本，并不產生二次污染，因而對其它化學方法和生物法難以去除的有毒難解降的廢水處理具有獨特成本優(yōu)勢，安全環(huán)保優(yōu)勢。大量探索試驗，小試結果和試驗現(xiàn)象可以證明，選冶廢水經超聲波+臭氧凈化，活性炭含金高，活性炭又可再生利用，黃金附加價值也高，經濟效益十分顯著。整個超聲波凈化工藝方案中僅用一種化學藥劑，只有一種常規(guī)廉價鐵鹽做混凝劑，可以保證水質不受第二次污染，吸附回收游離金之前，再次超聲降解水處理過程中添加的絮泥劑殘留，保證選冶生產循環(huán)使用不受二次危害。

　　自2015年10月以來，在湖南有色金屬研究院多位環(huán)保專家教授，山東招金集團總部技術中心的大力支持下，在甘肅招金xx金礦有限公司各部門的大力配合幫助下，我公司水處理技術成員在礦山現(xiàn)場進行了為期十個月的超聲波工業(yè)廢水凈化處理試驗研究工作，試驗研究結果也得到招金集團大量專家的高度認可，我公司所有技術研究成員也親自見識驗證到超聲波在水處理工藝中的神奇，常規(guī)工藝技術無法比擬的獨特優(yōu)勢，下一步工作計劃：

　　1：把實驗室研究成果和工業(yè)化生產相對接。

　　2：與有實力的超聲波設備制造企業(yè)或權威的超聲波研究機構聯(lián)合開發(fā)超聲波工業(yè)廢水處理設備。

　　3：與有工業(yè)化案例的超聲波水處理設備制造企業(yè)進行工藝對接，考察其工業(yè)設備運行的穩(wěn)定性和兼容性。

　　4與自動化設備研究單位聯(lián)合開發(fā)一套基于PLC控制技術的集成系統(tǒng)，提高廢水處理效率，節(jié)約廢水處理成本，提高水處理設備的信息化程度，設備管理和運營管理水平，降低維護運行人員的數(shù)量，保證設備的良好運行，降低緊急情況的處理時間，提高整個廢水處理的管理水平，實現(xiàn)了較大經濟效益和社會效益。

　　5快速建立一到兩個工業(yè)示范工程，完善超聲波水處理工藝技術的可靠性，穩(wěn)定性和經濟性。在國家日益嚴格高壓的環(huán)保政策下，超聲波工業(yè)廢水處理裝備在這巨大的環(huán)保產業(yè)中將會有廣闊的發(fā)展空間。