随着生态环境保护监管力度持续加码,有色金属冶炼行业的重金属废水治理迎来严苛考验。其中,铅冶炼过程中产生的含铊污酸,作为占冶炼总废水20%-30%的烟气净化废水,因原料含铊量偏高、稀酸循环复用等因素,导致总铊浓度不断攀升,其稳定达标处理已成为关乎行业可持续发展的核心命题。铊作为毒性强于砷和汞的剧毒物质,无色无味且易溶于水,中毒初始症状与流感相似,隐蔽性极强,一旦超标排放,不仅会造成土壤与水源的持久污染,还将直接导致企业面临停产整改、高额罚款等严厉后果,环保达标已成为铅冶炼行业不可逾越的生存红线。

从政策层面看,含铊废水排放标准呈现“国家标准托底、地方标准细化、行业标准从严”的特点。《铅、锌工业污染物排放标准》(GB 25466-2010)修改单对冶炼单元铊排放限值作出明确规定,部分重点区域还执行更严格的特别排放限值,同时多地通过排污许可管理、在线监测安装等手段强化全过程管控。在此背景下,破解含铊污酸治理难题,成为铅冶炼企业实现合规运营的关键。

传统工艺局限凸显,行业面临三重治理瓶颈

目前,铅冶炼行业含铊污酸处理多依赖传统“氧化+沉淀”工艺,该工艺虽能去除部分铊离子,但在应对复杂水质和严格排放要求时,逐渐暴露出普遍性技术瓶颈,难以满足行业高质量治理需求。

稳定达标能力不足是首要难题。受铊沉淀物溶度积的固有约束,传统工艺仅能通过过量投药勉强接近排放要求,处理效果易受水质波动影响,稳定性较差,仍存在超标风险。尤其在铊浓度较高的场景下,这种被动处理模式的短板更为明显,难以应对日益严格的限值要求。

污泥处置负担沉重成为企业重要痛点。传统工艺的药剂投加量与含铊污泥产生量直接挂钩,过量投药必然导致污泥产量激增。含铊污泥作为危险废物,处置流程复杂、成本高昂,不仅占用企业大量环保预算,还存在二次污染风险,成为制约企业治理效率的重要因素。

治理成本高企形成恶性循环。为追求达标排放,企业不得不持续增加药剂投加量,进而引发污泥增量、处置成本上涨的连锁反应,使重金属废水处理长期处于“投药增多→污泥增量→成本上涨”的被动状态,大幅挤压企业利润空间。

技术路径创新:氧化预处理+离子交换深度处理的探索与应用

为突破传统工艺局限,科海思依托技术研发与特种树脂应用经验,采用“氧化预处理+离子交换深度处理”的组合工艺路径,为含铊污酸治理提供了新的解决方案。该工艺以离子交换技术为核心,通过优化工艺组合,在提升处理效果的同时,针对性解决污泥减量与成本控制难题,也是当前行业重点探索的可行技术方向之一。

离子交换技术的核心优势在于借助特种树脂的选择性吸附能力实现铊的深度去除,Tulsimer RCX-5143等类型的除铊树脂在该工艺中展现出良好的适配性。其完整处理逻辑可分为三个环节,形成闭环治理体系:首先是氧化转化环节,沿用行业成熟的高锰酸钾氧化工艺,将废水中难以处理的一价铊(Tl⁺)转化为更易分离的三价铊(Tl³⁺),同时氧化部分亚硫酸根离子,为后续深度处理创造条件;其次是树脂吸附环节,在现有水解沉淀工艺后增设离子交换系统,Tulsimer除铊树脂专为酸性含铊污酸场景设计,具备特异性识别能力,可定向吸附与氯离子结合形成的四氯合铊阴离子络合基团,实现铊离子与废水的高效分离,进一步降低铊浓度;最后是再生循环环节,当树脂吸附饱和后,通过特定还原剂洗脱,将吸附的三价铊还原为一价铊,使其脱离树脂,既实现高浓度铊的回收潜力,又能让树脂恢复吸附容量重复使用,构建“处理-再生-回收”的闭环模式。

组合工艺的行业价值与应用潜力

“氧化预处理+离子交换深度处理”组合工艺凭借技术特性,在理论上可为铅冶炼行业含铊污酸治理带来多重价值,契合行业“稳定达标、污泥减量、成本可控”的核心诉求。

在提升处理稳定性方面,离子交换技术的选择性吸附特性可有效规避水质波动对处理效果的影响,配合氧化预处理的形态转化作用,能实现铊离子的深度去除。技术验证表明,该工艺可将出水铊浓度稳定控制在极低水平,远低于现行行业排放标准,为企业合规运营提供坚实保障。

污泥减量效果显著是该工艺的突出优势。通过离子交换深度脱铊,可大幅减少后续沉淀环节的药剂投加量,从源头降低含铊污泥产生量,切实减轻企业固废处置压力与成本,破解传统工艺的污泥困境。

成本可控性与资源回收潜力进一步凸显其价值。Tulsimer除铊树脂可通过再生循环重复使用,搭配药剂用量优化,能从耗材消耗、固废处置等多维度压缩运营开支。同时,再生过程中回收的高浓度铊可交由专业机构进一步提纯,实现环境效益与潜在经济效益的统一,契合循环经济发展理念。

此外,该工艺还具备较强的兼容性与适配性,无需对企业现有氧化、沉淀设备进行大规模改造,仅新增离子交换单元即可实现无缝衔接,降低技改投入与实施难度。针对复杂水质场景,还可通过串联对应型号树脂处理未完全氧化的一价铊,适配不同浓度含铊污酸处理需求,适用范围较广。

行业趋势展望:从被动合规到主动创效的转型

伴随环保政策持续收紧与行业绿色转型推进,含铊废水治理正从“被动合规”向“主动创效”转变,资源回收与系统增效成为核心发展方向。《有色金属行业稳增长工作方案(2025—2026年)》明确提出推进铅冶炼等行业节能减污降碳改造,为治理技术升级提供了政策导向。

未来,离子交换技术将凭借污泥减量、资源回收的优势,在含铊污酸治理领域的应用场景进一步拓展。同时,随着特种树脂材料的迭代升级与工艺参数的持续优化,其处理效率将进一步提升,应用成本有望持续降低,适配更多复杂工况。

从行业整体来看,含铊废水治理将逐步形成“源头管控+过程优化+末端治理+资源回收”的全链条体系。除铅冶炼行业外,钢铁、硫酸、磷肥等各类产生含铊废水的行业,也将借鉴成熟技术路径,通过定制化工艺调整实现高效治理。依托技术创新,重金属废水治理将不再单纯是企业的环保负担,更将成为推动行业绿色转型、挖掘资源价值的重要抓手,为有色金属行业高质量发展筑牢生态根基。