重金属污染防治共性关键技术获多项突破
近年来，随着工业化进程加快，大量含有重金属的工业废水和城市生活污水排放到环境中，水体重金属污染已成为当前亟待妥善解决的环境问题之一。同时，一些工业企业也急需相关技术应用到重金属治理和污染物减排中。
为支撑我国水体重金属污染综合治理，国家水体污染控制与治理科技重大专项（以下简称“水专项”）“十一五”和“十二五”期间在重金属污染防治重点区域和重点行业围绕重点防控的重金属污染物设置多个重金属课题开展了研究与示范。一些企业积极参与，而其中多项技术已在相关行业得到应用。
企业参与推动技术产业化
突破多项关键技术，降低企业生产成本，削减重金属排放量
在技术产业化过程中，郴州钻石钨制品有限责任公司看中了萃余液转化—杂质抑制浸出技术，与课题组合作在厂区建成并投产了年产500吨仲钨酸铵的示范工程。实施后，新工艺三氧化钨收率高（提高1.2%以上）。
据了解，这一技术是课题组针对国内外现行钨湿法工艺中净化除杂过程复杂、钨损失大和废水排放量大等难题，创新研发而成，避免了杂质在浸出—萃取过程中的积累，形成了基于碱性萃取的钨冶炼清洁生产成套技术，实现了浸出—萃取过程中水路的闭路循环，WO3收率提高1.2%以上，从工艺源头实现废水减排86%以上，无机盐减排95%以上。
同时，示范工程年减排废水1.3万立方米以上，氨氮减排244.3吨，重金属砷、铅减排率在99%以上，含砷危险固废“磷砷渣”减排75吨，年降低生产成本125万元以上，既实现了污染物源头控制，又完成了工业节水的管理，确保了钨冶炼工艺重金属污染物的全过程控制。
此外，课题组研发的重金属废水“多基团配合—水解—脱钙—分离”深度净化新工艺，在株冶集团建成了规模为1.44万立方米/天的重金属冶炼废水处
理与回用示范工程，废水回用率达到95%以上，大幅度削减了企业用水量，年节约水费600多万元，同时年削减重金属排放量80%以上。
“湘江水环境重金属污染整治关键技术研究与综合示范”课题还发明了细菌代谢产物功能扩增的多基团嫁接方法，强化了生物活性功能团，研制了含有羟基和羧基等大量官能基团的生物制剂，建成了1万吨/年生物制剂中试生产线。
应用技术平台力促源头减排
搭建工艺平台，实现电解车间无废水外排处理；建设多种重金属一体在线联合检测与仿真数据平台，实现流域重金属过程监测
记者了解到，电解车间是电解锰和电解锌关键生产车间，废水产生量大、重金属污染物浓度高、种类多。其根本原因是设备简陋、工艺落后、自动化水平低。传统电解车间工序多，各工序相互孤立，主要依靠简单粗放的人工劳动，不但操作环境恶劣，而且用工多、效率低。
“锰锌湿法冶金行业重金属水污染物过程减排成套工艺平台”课题组根据先减量、再循环的原则，成功研发了重金属废水固相源源削减智能技术、重金属废水液相源源削减及过程减排技术，以及多功能机械手集成技术等9项清洁生产技术和关键装备制造技术。目前，这套平台已经在法国康密劳公司、宁夏天元锰业有限公司、重庆市秀山三润矿业有限公司等国内外多家电解锰、电解锌企业推广应用，彻底摒弃了在电解锰、电解锌行业电解车间使用了70多年的高压水枪和100多年的泡板槽，实现了电解车间无废水外排处理。
据了解，这套工艺平台是具有我国完全自主知识产权的大型成套装备，在重金属水污染物源头削减、智能技术和价格方面具备明显优势。
针对现有重金属在线检测仪集成度不高、稳定性差等问题，“湘江水环境重金属污染整治关键技术研究与综合示范”课题组研制了铅、镉、铜、锌、锰五位一体在线联合检测仪和砷、铬、汞在线分析仪，数据有效率保证在95%以上，实现了对5种重金属的快速、灵敏和低扰联测，有效保障了饮用水的安全。
课题依托湖南力合科技发展有限公司建成了重金属在线监测仪器中试平台和标准化生产线，形成了年产200台（套）以上的生产能力，年销售收入达2500余万元，利润额超过560万元，经济效益明显。研发的仪器已广泛应用于环保、电镀、冶炼等领域的水质监测，并在广西龙江镉污染以及高州水库、紫金矿业等重金属污染事故现场和预警监测中发挥了重要作用。
课题组还建立了“湘江水环境重金属污染仿真与管理决策系统”平台，提高了湖南省湘江流域水环境的监管、流域水环境突发事件的快速反应、跨行政区域的协同管理、信息发布和辅助决策等管理能力。
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以技术推动区域环境治理
突破多种技术，支撑重金属污染河道综合治理
本报记者邢飞龙报道据了解，大量堆积的尾矿是我国重金属污染的主要污染源。同时，我国尾矿占工业固体废弃物总量的34%，其潜在利用价值可达千亿元，但目前尾矿综合利用率不到8.2%。随着矿产资源日益枯竭，只有大力发展循环经济，促进尾矿资源化、高值化利用，才是解决采选企业可持续发展的有效途径。
“水体中铅、镉、砷、锌多金属复合污染全过程控制技术研究与工程示范”课题研究形成了“河道尾砂富集提取—砷铁资源综合利用—尾渣无害化处置—尾水深度处理回用”的全过程处置整体方案，实现了对河道尾砂中重金属元素的资源化综合利用，减少了河道内源重金属污染，每年可从尾砂中资源化重金属铅250吨、锌420吨、砷1800吨；同时避免了河道尾砂有害物质铅和砷向水体中释放，减少的潜在释放量分别可达到57吨和5吨，具有良好的环境效益。
位于湖南省的霞湾港是湖南省“一江四港”环境综合治理的重要水域。“湘江水环境重金属污染整治关键技术研究与综合示范”课题参与制定的底泥清淤与河道生态修复工程贯穿整个霞湾港，清淤长度4.3公里，清淤面积为2.1万平方米，两期工程清淤底泥总量达5万立方米，为国内重金属污染底泥的治理提供了实用技术和应用借鉴。
“水体汞、砷污染控制与治理技术及工程示范”课题研发了砷污染水体土壤固砷治理技术，研制了多级土壤匀浆机与连续喷洒设备，示范区域水体砷浓度去除率大于85%，处理后砷浓度达地表水水质Ⅲ类水标准，取得了良好效果。
同时，课题组研发了基于砷形态调控的“酸性高砷废水还原—共沉淀协同除砷技术”及成套设备，建立的中试工程每年可减排砷污染物约34.5吨（以砷计），为有效解决大屯海水体砷污染的控源问题，发挥了重要作用。
课题组还通过底泥原位掩蔽、底泥汞甲基化控制、地表径流汞输入控制等关键技术的研发与应用，有效解决流域内历史沉积汞的二次污染问题，其中原位掩蔽技术对底泥中汞释放的控制率达62%，有效控制了底泥汞的释放污染风险。
基于课题研究成果编制的“大屯海砷污染治理工程可行性研究报告”“百花湖流域汞污染防治规划”已分别被云南省环保厅和贵阳市两湖一库管理局采纳，为大屯海流域砷污染治理和百花湖流域的历史沉积汞污染控制提供技术支撑。
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