一 概況

云南省重金屬污染控制工程技術(shù)研究中心于2012年經(jīng)省科技廳認(rèn)定（2015年通過了科技廳組織的全面考核評價）,，由云南省環(huán)保廳主管,，依托云南省環(huán)境科學(xué)研究院和云南銀發(fā)綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)股份有限公司組建，是專門從事重金屬污染防治的工程技術(shù)研發(fā)、成果推廣應(yīng)用及示范的平臺和高層次人才培養(yǎng)基地,。

中心的建設(shè)緊緊圍繞創(chuàng)新云南行動計劃及國家,、省重金屬污染防治科技需求,，以重金屬循環(huán)經(jīng)濟(jì)和清潔生產(chǎn),、重金屬“三廢”污染物治理與利用、重金屬污染場地修復(fù)等為核心,，開展關(guān)鍵共性技術(shù),、工藝和裝備的研發(fā)，聚集,、培養(yǎng)高層次專業(yè)人才,，加速創(chuàng)新成果的孵化和轉(zhuǎn)化，制定與完善相關(guān)行業(yè)技術(shù)政策,、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,，為我省重金屬污染防治技術(shù)和管理體系的發(fā)展提供堅實的科學(xué)基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

中心擁有“云南省環(huán)境分析測試中心”,、“云南省高原湖泊污染控制與生態(tài)過程重點實驗室”,、生態(tài)環(huán)境研究中心、環(huán)境工程設(shè)計中心等多個研究機(jī)構(gòu)和平臺的支持,。經(jīng)過4年多的建設(shè),，已具有重金屬類危險廢物火法處理、危險廢物锍化處理,、含重金屬廢水電絮凝,、膜技術(shù)、連續(xù)離子交換技術(shù),、鈦合金反應(yīng)釜處理等常規(guī)研發(fā)裝置,，擁有全反射X射線熒光光譜儀(TXRF)、便攜式能量色散X射線熒光分析儀,、汞蒸氣在線監(jiān)測儀,、原子吸收分光光度計、綜合熱分析儀,、粒度分析儀,、液壓式壓力試驗機(jī)、ICP等多套大型分析儀器設(shè)備,。承擔(dān)有10多項國家及省級重金屬污染綜合防治技術(shù)研發(fā)項目,，同時承擔(dān)企業(yè)技術(shù)研發(fā)和技術(shù)咨詢服務(wù)項目100余項,，發(fā)表論文11篇，申請專利10項,，其中6項實用新型專利,、1項發(fā)明專利已授權(quán)，3項發(fā)明專利正在申請過程中,。

中心注重建設(shè)成果轉(zhuǎn)化平臺,，推進(jìn)“產(chǎn),、學(xué),、研”相結(jié)合。先后與云南大學(xué),、云南銅業(yè)（集團(tuán)）有限公司,、北京高能時代環(huán)境技術(shù)股份有限公司、北京建工集團(tuán)有限責(zé)任公司,、伊爾姆環(huán)境資源管理咨詢有限公司（ERM）等技術(shù)機(jī)構(gòu)和企業(yè)建立了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,，共同開展重金屬污染防控技術(shù)研發(fā)、成果推廣示范,。

二 中心建設(shè)與研發(fā)工作進(jìn)展

中心試驗基地位于昆明市花紅洞,，由原云南省珍稀瀕危植物引種繁育中心廢棄試驗用房改造而成。占地面積約3000 m²,，建筑面積610m²,，已具備較為完備的試驗系統(tǒng)。

（一） 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

2012年-2013年,，投資200余萬元,，完成了花紅洞試驗基地基礎(chǔ)場地建設(shè)。拆除廢棄試驗用房200m²,，拆除廢棄花棚300m²,，拆除廢棄垃圾房、衛(wèi)生間等建筑設(shè)施30m²,。對150m²邊坡及場地進(jìn)行平整,；新建路面820m²；新建停車場420m²,；對9間老舊實驗室進(jìn)行改造,，約200m²；環(huán)境整治390m²,；對部分圍墻進(jìn)行加固加高,；新增監(jiān)視系統(tǒng)1套；新建排水溝400余米（300mm×300mm×500mm）,；對原有供水系統(tǒng)進(jìn)行了全面改造,，維修水塔4m³,，重新鋪設(shè)供水管道，增加增壓設(shè)備,，保證基地正常供水,。

2014年，投資300余萬元,，完成了315㎡（21m×15m×8.75m）試驗用房的建設(shè),，包括火法處理區(qū)、濕法處理區(qū),、水處理區(qū),、廢水貯存區(qū)、試驗廢物預(yù)處理區(qū)等功能單元,。試驗用房地面防腐防滲,，建設(shè)有地下水監(jiān)測井，投資42萬元配套了完善煙氣凈化系統(tǒng)及輔助環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施,。廢氣凈化系統(tǒng)主要包括可調(diào)節(jié)煙管、重力沉降室,、布袋收塵室,、二級動力波脫硫塔、堿洗塔,、活性炭吸附塔等,；廢水處理擁有包括初級處理、電絮凝,、膜處理,、離子交換等廢水深度處理裝置。各處理設(shè)施均設(shè)置成模塊化,，可根據(jù)車間廢氣,、廢水及各處置系統(tǒng)的廢物產(chǎn)生特性進(jìn)行組合、調(diào)整,，實現(xiàn)試驗用房廢水零排放,、廢氣達(dá)標(biāo)排放。投資80萬元,，配套了試驗用房供配電系統(tǒng),，通過原有的低壓配電房2號配電柜為新建的試驗車間及實驗室、小二樓辦公室提供輸配電,，包括變配電,、照明、動力,、防雷接地,、設(shè)備接地,、自控儀表的安裝配管、電纜敷設(shè),、橋架安裝等內(nèi)容,。主要對原配電房2#配電柜進(jìn)行改造，主要新增鋪設(shè)3×240mm²+2×120mm²,、3×240mm²電纜各300米,，新建計量柜、配電柜各1套,，新增車間照明燈12盞,，動力插座想6套，新增監(jiān)控系統(tǒng)1套,。

2015年,，投資約10萬元,，完成了試驗基地實驗室電路改造,、試驗車間大功率設(shè)備電路改造等工作，滿足了大功率設(shè)備用電需求,；同時,，投資約22萬元，建設(shè)了110 m² “三防”貯存庫,；青石板轉(zhuǎn)鋪設(shè)75m²,；雨水倒排溝43m；墻地磚鋪設(shè)215m²,；水管改造40余米,；建設(shè)20m³初期雨水收集池等基礎(chǔ)設(shè)施。投資4.2萬元完成試驗車間內(nèi)部風(fēng)管及集塵罩建設(shè),，約鋪設(shè)50米風(fēng)管,；投資4.8萬元建設(shè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)及報警系統(tǒng)1套，主要包括14臺紅外槍式網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),、服務(wù)器1臺,、報警主機(jī)1臺、12對紅外對射設(shè)備等,。投資4.6萬元購置試驗基地辦公設(shè)備,。

（二） 試驗系統(tǒng)建設(shè)

近4年來，陸續(xù)投資716.95萬元,，配備了全反射X射線熒光光譜儀(TXRF),、便攜式能量色散X射線熒光分析儀、汞蒸氣在線監(jiān)測儀,、原子吸收分光光度計（火焰石墨爐一體機(jī)）,、原子吸收分光光度計（火焰型）,、綜合熱分析儀、粒度分析儀,、液壓式壓力試驗機(jī),、ICP等大型分析、試驗儀器65臺（套）,詳見附表3所示,。

在重金屬危險廢物方面,，已建成火法處理技術(shù)研發(fā)小試試驗裝置、含砷廢物處理處置,、含汞廢物處理處置,、廢物锍化處理中試試驗裝置、重金屬類危險廢物固化穩(wěn)定化試驗裝置1套,、土壤穩(wěn)定化試驗裝置,。在重金屬廢水方面，建成了電絮凝技術(shù)試驗裝置,、膜深度處理技術(shù)試驗裝置,、連續(xù)離子交換技術(shù)深度處理、擴(kuò)散滲析技術(shù)處理,、陶瓷微鼻濾料處理,、鈦合金反應(yīng)釜處理含氯重金屬廢水試驗裝置等；正在與云南易門科源工業(yè)固體廢物綜合利用有限公司合作建設(shè)“含砷,、汞廢物高效處理處置技術(shù)工業(yè)化試驗基地”,，與云南云銅鋅業(yè)股份有限公司共同建設(shè)“云南省含重金屬復(fù)雜酸性廢水深度處理技術(shù)中試試驗基地”等。

（三） 技術(shù)研發(fā)

中心成立3年以來,，開展了技術(shù)研發(fā)項目9項,，在關(guān)鍵技術(shù)研究開發(fā)方面取得了一定的突破。

1 含砷廢渣低溫脫砷技術(shù)研發(fā)

該項目為2014年云南省環(huán)保廳中央重金屬專項資金支持項目“重金屬類危險廢物锍化處理技術(shù)研發(fā)及中試平臺建設(shè)”,、2015年云南省科技廳科技計劃項目“有色化工行業(yè)含重金屬廢渣低溫高效脫砷,、汞技術(shù)研發(fā)平臺建設(shè)”項目主要研發(fā)任務(wù)之一。

項目主要針對云南省涉砷企業(yè)產(chǎn)生的典型含砷廢物,，主要包括含砷銅煙塵,、砷鈣渣、含砷氧化鋅煙塵,、銻砷煙塵,、含砷陽極泥、硫化砷渣等重金屬類危險廢物,，采用低溫高效脫砷技術(shù),，開展無害化及資源化技術(shù)研究。

該項目2014-2015年在環(huán)保專項資金支持下，中心與云南大學(xué)合作,，完成了小試試驗研究,，掌握了低溫脫砷關(guān)鍵技術(shù)工藝及參數(shù)，并在花紅洞試驗基地自主研發(fā)建設(shè)了低溫脫砷試驗線1條,，處理規(guī)模1-3t/d,，于2016年底與易門科源固廢物綜合利用有限公司合作開展項目技術(shù)示范工程建設(shè)，建設(shè)規(guī)模10t/d,。計劃2017年1-3月開展工業(yè)化試驗研究,。

2015年底，為加強(qiáng)低溫脫砷工藝尾氣控制安全性,，同時兼顧含汞廢物無害化處置需要,，中心在科技計劃項目經(jīng)費支持下，計劃于2016-2018年完成建設(shè)“有色化工行業(yè)含重金屬廢渣低溫高效脫砷,、汞技術(shù)研發(fā)平臺”,，補(bǔ)充完善煙氣冷卻、沉降,、冷凝,、除塵、吸收,、吸附等工藝試驗設(shè)備及試驗檢測系統(tǒng),。

該技術(shù)具有適應(yīng)面廣（各種含砷廢渣）、脫砷溫度低（有價金屬元素不揮發(fā)）,、處理量大、砷脫除率高（95%以上）,、尾氣控制安全可靠等特點,，處理后的廢物含砷量較低，可實現(xiàn)有價元素的回收和廢渣的無害化處置,。項目技術(shù)可用于云南省含砷廢物的脫砷處理,，市場前景較好。

2 砷鈣渣固化穩(wěn)定化技術(shù)研發(fā)

該技術(shù)研發(fā)項目主要為解決陸良縣境內(nèi)五家企業(yè)采用石灰沉淀除砷法產(chǎn)生的砷鈣渣無害化處理難題,，于2014年由企業(yè)委托中心開展砷鈣渣無害化處置技術(shù)研發(fā)項目,。

項目主要針對石灰沉淀法處理含砷廢水后產(chǎn)生的砷酸鈣鹽沉淀物進(jìn)行無害化、資源化處置技術(shù)研究,。該項目已于2014年完成了小試及中試試驗,，試驗結(jié)果滿足《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)  浸出毒性鑒別》（GB5085.3-2007）中的鑒別標(biāo)準(zhǔn)。研究開發(fā)了一種高效,、價廉的砷鈣渣固化穩(wěn)定化藥劑,，并申請了相關(guān)專利“一種高砷砷鈣渣重金屬砷固化穩(wěn)定化劑及使用方法（專利號：201410697331.5）”。

該項目由于后期企業(yè)資金困難，該技術(shù)沒有開展工程化應(yīng)用,。但該技術(shù)不僅僅只可用于砷鈣渣的固化穩(wěn)定化,，還可用于其他低價值有色金屬冶煉含砷廢渣、含砷污染表土等的固化穩(wěn)定化處理處置,。

3 酸解紅土鎳礦廢渣固化穩(wěn)定化技術(shù)研發(fā)

該技術(shù)研發(fā)項目主要為解決鎳濕法冶煉過程中產(chǎn)生的大量酸解紅土鎳礦廢渣（濕法渣）無害化處理技術(shù)難題,，于2013年由企業(yè)委托中心開展的酸解紅土鎳礦廢渣固化穩(wěn)定化回填采空區(qū)技術(shù)研發(fā)項目。

該技術(shù)研發(fā)項目已于2013年完成相關(guān)試驗研究,，技術(shù)采用鎳冶煉火法渣固化/穩(wěn)定化酸性浸出渣的治理工藝,，使渣中的重金屬浸出濃度低于國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)酸浸渣安全無害化,，回填采空區(qū),，減少尾礦、火法渣堆存量,，降低尾礦庫環(huán)境安全風(fēng)險,，消除環(huán)境重金屬污染隱患。開發(fā)技術(shù)具有處理規(guī)模大,，可連續(xù)工作,，所選藥劑固化/穩(wěn)定化時間短，效果好等特點,。

在項目即將開展中試試驗階段,，因企業(yè)人事變動、資金困難等原因,，沒有繼續(xù)開展,。

4 含汞鹽泥熱解吸技術(shù)研發(fā)

該技術(shù)研發(fā)項目主要為“云南紅云氯堿有限公司污染場地綜合治理工程項目前期工作”項目主要研發(fā)任務(wù)之一。

項目采用間接加熱的方法對含汞廢物進(jìn)行熱解析處理,，含汞廢物在一定解析溫度,、停留時間、藥劑添加等工藝條件下將汞脫除,，并在煙氣系統(tǒng)中將汞及其化合物回收富集,。其原理是無機(jī)汞通常以元素汞存在于土壤中或無機(jī)汞化合物中比如 HgS,HgO,HgCO3。當(dāng)溫度達(dá)到 600～800℃,，這些汞化合物會被轉(zhuǎn)化成可回收的氣態(tài)元素汞,。一些汞熱解實驗證實溫度在 127℃至 700℃之間汞去除的可行性，在相對更高溫度460到700℃時有更好汞去除效率,。含汞廢物在受熱條件下,，汞及其化合物受熱揮發(fā)而進(jìn)入煙氣中，煙氣中的汞及其化合物經(jīng)過強(qiáng)制降溫而迅速冷凝,，因此將煙氣經(jīng)過沉降收塵,、冷凝,、尾氣處理，即可將含汞廢物中高的汞去除,。該技術(shù)的關(guān)鍵在于在處理含汞廢物過程中直接將汞脫出,，徹底實現(xiàn)含汞廢物的解毒，另外處理效率高,，工藝流程簡單可行,。

2015年8月至12月，中心開展了對某污染場地含汞廢物取樣分析,，同時編制并完善小試實驗方案,，同時開展部分小試實驗，期間同時對熱解析中試設(shè)備,、冷原子分析儀等設(shè)備進(jìn)行安裝調(diào)試,。

2016年1月至10月，完成了含汞廢渣熱解析處理小試,、中試實驗,，研究解析溫度、停留時間,，藥劑添加等對含汞廢物熱解析效果的影響,。在考究解析溫度對汞脫除率的影響實驗中停留時間為60min，溫度分布設(shè)定為100℃,、200℃,、300℃、400℃,、500℃,、600℃、700℃七個梯度,。解析溫度對汞脫除率的影響如圖1-1所示,，鹽泥熱解析汞脫除率隨著溫度的升高呈現(xiàn)增長的規(guī)律。在解析過程的初級階段,，總汞脫附率急劇上升，從圖1-2可知,，當(dāng)熱解溫度達(dá)到分別400℃,、500℃時，汞的脫除率分別為 95.1%,、97.2%,，總汞殘余量分別為51ppm、29ppm,，隨著解析溫度再升高,，總汞脫除率基本保持恒定。

當(dāng)解析溫度為500℃的情況下，停留時間設(shè) 10min,、20min,、30min、60min,、90min,、120min、150min,、180min八個梯度,。實驗結(jié)果如圖2所示，鹽泥和含汞土壤汞的脫除率都隨著停留時間的增長而增加,。在熱解析過程的初級階段,，汞脫除率緩慢上升，當(dāng)停留時間分別達(dá)到60min 時,，脫除率分別為 97.4%,、97.8%。熱解析停留時間再增加,，總汞脫附率基本保持恒定,。

圖1-1  解析溫度對汞去除率的影響

圖1-2  停留時間對汞去除率的影響

通過中試實驗研究，采用熱解析處理含汞廢物,，汞的去除了能夠達(dá)到98%,，處理后的廢渣汞殘余量在20ppm以下，能夠達(dá)到相關(guān)含汞廢物處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),，該技術(shù)處理效率高,，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行,。

5 汞污染土壤固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)研發(fā)

該技術(shù)研發(fā)項目主要為“云南紅云氯堿有限公司污染場地綜合治理工程項目前期工作”項目主要研發(fā)任務(wù)之一,。

項目針對某氯堿廠汞污染土壤，通過投加化學(xué)藥劑,，使污染土壤中的汞離子成難溶性的金屬氧化物,、氫氧化物，被吸附在化學(xué)藥劑表面或沉淀在藥劑膠凝基體中,，降低污染土壤中汞離子的浸出性,，從而達(dá)到固化/穩(wěn)定化效果。開發(fā)的藥劑A-1和A-2固化穩(wěn)定化含汞污染土壤的效果理想,，全部達(dá)到國家危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn),。該技術(shù)于2013年申請了發(fā)明專利“一種重金屬固化劑及使用該重金屬固化劑固化穩(wěn)定化土壤重金屬的方法（201310732102.8）”。

該項目完成試驗研究后沒有進(jìn)一步開展中試試驗及應(yīng)用,，該技術(shù)主要針對含汞及有機(jī)農(nóng)藥污染土壤,，在云南省有一定的應(yīng)用市場,。

6 重金屬類危險廢物锍化處理技術(shù)研發(fā)

該項目為2014年云南省環(huán)保廳中央重金屬專項資金支持項目“重金屬類危險廢物锍化處理技術(shù)研發(fā)及中試平臺建設(shè)”項目主要研發(fā)任務(wù)之一。

該項目于2015年配置中頻無芯感應(yīng)熔爐,、埋弧式礦冶電爐,、電熱回轉(zhuǎn)窯、鈦合金反應(yīng)釜,、不銹鋼層析柱等設(shè)備,，完成小試試驗。主要針對省內(nèi)有色金屬冶煉企業(yè)產(chǎn)生的資源化利用價值高,、危害較大的重金屬類危險廢物,，將锍化捕集技術(shù)引入到重金屬危廢的資源化處置技術(shù)中。通過重金屬危險廢物锍化處置技術(shù)的研究,，摸清高溫熔體中锍的捕集行為和各種礦物物相交互反應(yīng)和反應(yīng)機(jī)理,，開發(fā)出一套全新、高效,、節(jié)能環(huán)保并能適應(yīng)國內(nèi)原料市場的統(tǒng)一工藝流程來綜合回收鉑族貴金屬,，使含鉑族貴金屬危險廢物得到有效的資源化利用，并在試驗中不斷完善锍化處理工藝的技術(shù)水平,，為產(chǎn)業(yè)化提供可行性依據(jù),，為云南省重金屬污染防治技術(shù)研發(fā)提供新技術(shù)。

2016年3月22日開展了鋶化項目小試試驗,，以貴研鉑業(yè)易門分公司等離子爐產(chǎn)生的熔煉渣和水處理污泥為主要原料,，硫鐵礦、磷渣,、氧化鐵,、碳粉等為輔料，通過不同試驗配比研究硫捕集稀貴金屬的富集效率,。

試驗結(jié)果表明,，通過添加磷渣和氧化鐵能有有效降低熔煉溫度和減少熔煉時間，并且可以提高熔煉效率,，使熔煉后硫渣的形態(tài)致密,。

在熔煉渣小試試驗的基礎(chǔ)上，以汽車尾氣催化劑為主要原料,，以硫鐵礦為硫捕集劑,，以氧化鐵、磷渣為助溶劑,，以碳粉為保護(hù)劑，通過不同物料配比,，通過感應(yīng)爐火法熔煉研究硫捕集稀貴金屬的最佳試驗配比,。

通過對催化劑5#配比進(jìn)行分析測試可知,，該配比可以有效富集催化劑中的稀貴金屬，其中稀貴金屬鉑可以富集3.85倍,，鈀可以富集4.39倍,，銠可以富集4.33倍。

2016年10月19日開展了鋶化項目的中試試驗,，通過物料預(yù)處理,、試燒,、熔煉渣中試試驗，摸索中試試驗設(shè)備中頻爐的試驗性能,，再次基礎(chǔ)上開展汽車尾氣催化劑中試試驗。

通過鋶化項目小試試驗,、中試試驗可以看出,，中試試驗可以明顯提高汽車尾氣催化劑中稀貴金屬的富集倍數(shù)，稀貴金屬鉑的富集倍數(shù)由3.85倍提高至8.82倍,，鈀的富集倍數(shù)由4.39倍提高至14.85倍,，銠的富集倍數(shù)由4.33倍提高至14.34倍，試驗取得階段性成果,。

鑒于目前中試試驗上浮渣中稀貴金屬含量在100mg/kg左右,，含量較高，造成稀貴金屬資源的浪費,，下一步將繼續(xù)研究將上浮渣中的稀貴金屬的含量降低至10mg/kg以下,，進(jìn)一步回收上浮渣中的稀貴金屬。

7 復(fù)雜成分重金屬廢水深度處理技術(shù)研發(fā)

該技術(shù)研發(fā)項目為“云南省有色化工行業(yè)重金屬廢水處理技術(shù)中試平臺”的研發(fā)任務(wù)之一,，該平臺是中心2013經(jīng)省科技廳批準(zhǔn)建設(shè)成立的重金屬廢水處理技術(shù)創(chuàng)新平臺,，主要針對重金屬廢水治理的關(guān)鍵工程技術(shù)研發(fā)、中試及工程化和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究,，解決復(fù)雜成分重金屬廢水關(guān)鍵技術(shù)難題,，開發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的重金屬廢水處理工藝及設(shè)備，形成一批以同軸電絮凝廢水處理技術(shù)為核心的重金屬深度處理技術(shù),。

中心與共建單位云南銀發(fā)綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)股份有限公司以自主研發(fā)的同軸電絮凝技術(shù)為核心,，將MMP吸附劑、反滲透,、離子交換,、膜分離等技術(shù)進(jìn)行集成，研究開發(fā)復(fù)雜成分重金屬廢水深度處理技術(shù),，開展了個舊雙龍重金屬廢水處理項目,、個舊萬坤重金屬廢水處理項目、個舊金鷹重金屬廢水處理項目,、云南沙甸重金屬廢水處理項目,、云南鑫耀半導(dǎo)體材料有限公司砷化鎵廢水處理項目等5家企業(yè)廢水小試,、中試試驗，并成功推廣應(yīng)用,。

該項目開發(fā)了“同軸電絮凝污水處理系統(tǒng)”并申請了發(fā)明專利1項,，申請“一種同軸電絮凝污水處理器內(nèi)管”等新產(chǎn)品，申報實用新型專利4項,，“同軸電絮凝廢水處理設(shè)備”已申報國家科技部重點新產(chǎn)品,。開發(fā)技術(shù)對有色金屬冶煉企業(yè)含重金屬廢水的處理有明顯效果，具有推廣意義,。

8 含重金屬污酸廢水處理技術(shù)研發(fā)

該技術(shù)研發(fā)為2015年云南省環(huán)保廳中央重金屬專項資金支持項目“云南省含重金屬復(fù)雜酸性廢水深度處理技術(shù)示范工程”技術(shù)研發(fā)任務(wù),。

項目針對重金屬酸性廢水的特點，中心開展了隔膜電極-正滲透-微鼻集成技術(shù)試驗研究,，該技術(shù)是結(jié)合三種技術(shù)特點及優(yōu)勢創(chuàng)新組合而成的技術(shù),，目前正在開展小試試驗。三種重要技術(shù)的集成能使砷從其他重金屬中分離出來進(jìn)行集中處理處置,，其余重金屬可以得到有效的回收利用,，并且減少了中和廢渣的產(chǎn)生，解決了出水F-,、Cl-高的問題,，出水可以進(jìn)行生產(chǎn)回用，降低了企業(yè)總耗水量投資,，推廣意義明顯,。

項目自行研發(fā)隔膜電解脫砷中小試裝置，將高酸度含砷廢水置于隔膜電解槽陰極室,，循環(huán)工作液（PH=4~5的稀酸）加入隔膜電解槽陽極室,，陽離子交換膜為隔膜，使用石墨或碳纖維做陰極板,，惰性耐酸腐材料石墨做陽極板,，向所述電極施加直流電，在酸性環(huán)境下選擇性脫除砷等重金屬污染物,。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比,，無需消耗石灰石、鐵鹽等藥劑調(diào)節(jié)廢水PH,，節(jié)約了藥劑的購買費用,，電解生成沉淀物量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于中和法產(chǎn)生的含砷廢渣量，降低了后續(xù)二次廢物處理費用,，處理后廢水可返回生產(chǎn)系統(tǒng)使用,，間接降低生產(chǎn)成本，具有重要的研究意義。

本項目于2015年開展隔膜電解法處理酸性廢水小中試實驗研究,。對電極板材料,、離子交換膜、廢水水質(zhì)成分的對比實驗研究,，小試實驗在11月底實驗取得了初步進(jìn)展。

針對離子交換膜選擇開展以下實驗,，實驗條件：陰極為石墨碳布,，陽極為鐵片，隔膜為陰離子交換膜,，在陰極區(qū)加入云銅鋅業(yè)廢水,，施加電壓12V，運行6h,，實驗結(jié)果見表1-1,。相同實驗條件下，將隔膜換為陽離子交換膜,，實驗結(jié)果見表1-2,，可以看出鐵片做為陽極時，使用陰離子交換膜,，鐵板消耗較快,，但砷去除率較高。如不加膜進(jìn)行如上實驗,，則砷無法去除,。

表  1-1

表  1-2

針對電極材料進(jìn)行了如下研究，實驗條件：陰極為石墨碳布,，陽極為鋁片,，隔膜為陰離子交換膜，在陰極區(qū)加入云銅鋅業(yè)廢水,，施加電壓12V,，運行6h，實驗結(jié)果見表1-3,，由表可知,，砷去除率優(yōu)于陰極板為鐵片，但實驗中觀察到鋁片消耗速度極快,，工業(yè)化運用中會增大運行成本,。

表1-3

針對電壓大小對實驗效果的影響開展了如下研究，實驗條件：陰極為石墨碳布,，陽極為鐵片,，隔膜為陰離子交換膜，在陰極區(qū)加入云銅鋅業(yè)廢水,，分別施加電壓3V,，6V,，12V，運行6h,，實驗結(jié)果見表1-4,，表1-5，表1-1,。由表可知,，電壓大小及其電流密度是實驗效果的關(guān)鍵。

表  1-4

表  1-5

根據(jù)以上實驗結(jié)果,，不論陽離子交換膜或陰離子交換膜做隔膜,，使用金屬電極板為電極，都將消耗電極材料,，故實驗設(shè)計使用碳布做陰極和陽極電極板,，隔膜為陽離子交換膜，在陰極區(qū)加入云銅鋅業(yè)廢水,，陽極加入等量稀硫酸（PH=4）,，施加電壓12V，運行24小時,，砷去除率最優(yōu)效果可達(dá)82.99%,，實驗在11月末取得了突破性進(jìn)展。

表  1-6

根據(jù)小試實驗結(jié)果,，在2015年12月~2016年2月,，本中心設(shè)計中試實驗設(shè)備1#兩套（容量14L）開展中試實驗，主要針對以上小試實驗結(jié)果進(jìn)一步提高效率,。實驗條件：使用碳布做陰極和陽極電極板,，隔膜為陽離子交換膜，在陰極區(qū)加入云銅鋅業(yè)廢水,，陽極加入等量稀硫酸（PH=4）,，施加電壓12V，持續(xù)實驗時間70h,，實驗結(jié)果見表1-7,，在45h以后砷轉(zhuǎn)化率在50%左右，隨著時間的增加,，陰極區(qū)陽離子有跑入陽極區(qū)趨勢,，故停留時間不宜過長，還需通過改進(jìn)電極間距,，電極板材料提高電流密度,，簡短反應(yīng)時間，提高反應(yīng)效率。

表  1-7

根據(jù)以上實驗結(jié)果,，3月至6月,，本中心自主開發(fā)新中式實驗設(shè)備2#用于后期實驗研究，該設(shè)備為三級流動可循環(huán)設(shè)備（容量50L）,，該設(shè)備縮短電極板間距可至2mm,，更換電極板為預(yù)處理石墨板，購買了可負(fù)載該設(shè)備運行的電源,，經(jīng)過實驗設(shè)備的改裝,，大大增強(qiáng)了電流密度，當(dāng)施加電流50A,，在2h內(nèi)可穩(wěn)定處理50L廢水至砷去除率90%以上，后進(jìn)行了更換工作液的實驗,，工作液使用稀硫酸（PH=4）,、氫氧化鈉（PH=10）、自來水進(jìn)行實驗,，實驗結(jié)果在2h內(nèi)無太大差異,。

關(guān)于實驗過程中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行了檢測和分析，在陰極區(qū)有氟化氫和氯化氫氣體產(chǎn)生,，在產(chǎn)業(yè)化設(shè)備中要注意對陰極區(qū)氣體進(jìn)行收集處理,。

實驗條件：使用石墨板做陰極和陽極電極板，隔膜為陽離子交換膜,，在陰極區(qū)加入云銅鋅業(yè)廢水,，陽極加入等量稀硫酸（PH=4），施加電壓12V,，持續(xù)實驗時間2h,，實驗結(jié)果見表1-8。

表  1-8

實驗條件：使用石墨板做陰極和陽極電極板,，隔膜為陽離子交換膜,，在陰極區(qū)加入云銅鋅業(yè)廢水，陽極加入等量氫氧化鈉（PH=10）,，施加電壓12V,，持續(xù)實驗時間2h，實驗結(jié)果見表1-9,。

表  1-9

實驗條件：使用石墨板做陰極和陽極電極板,，隔膜為陽離子交換膜，在陰極區(qū)加入云銅鋅業(yè)廢水,，陽極加入等量自來水,，施加電壓12V，持續(xù)實驗時間2h，實驗結(jié)果見表1-10,。

表  1-10

至此,，從中試實驗研究數(shù)據(jù)上可以看出，高酸度酸性廢水中含砷廢水可以在不添加中和劑的情況下去除率達(dá)到90%以上,，取得了突破性進(jìn)展,，大大降低了中和渣的二次污染。

根據(jù)前期實驗結(jié)果,，選取云銅鋅業(yè)有限公司為示范工程建設(shè)點,，設(shè)計一套20m³/d處理量的含砷廢水處理工藝，8月至今,，示范工程設(shè)備及安裝運行已完成政府招標(biāo)采購工作，目前設(shè)備正在生產(chǎn)建設(shè)中,。

9 開展水泥窯協(xié)同處置危險廢物技術(shù)研究及工程示范

該技術(shù)為中心自2005年以來一直持續(xù)投入研發(fā)的技術(shù),，水泥窯協(xié)同處置技術(shù)以其減量化,、資源化等優(yōu)勢在危險廢物處置領(lǐng)域得到了越來越多的認(rèn)可和應(yīng)用,，尤其是在云南省重金屬污染防控重點區(qū)域,，推廣水泥窯協(xié)同處置技術(shù)對于區(qū)域目標(biāo)控制有著積極作用,。

該技術(shù)應(yīng)用示范項目“云南省利用水泥回轉(zhuǎn)窯處理危險廢物技術(shù)研究與示范”獲云南省科技進(jìn)步二等獎,，且在云南省多個企業(yè)進(jìn)行研究示范,；已申請專利“一種由水泥回轉(zhuǎn)窯處理含砷廢渣的方法（201310732103.2）”。目前該技術(shù)已經(jīng)成功在會澤滇北工貿(mào)有限公司（水泥廠）,、云南文山壯山水泥廠,、東駿水泥廠和滇西水泥廠等推廣應(yīng)用，計劃繼續(xù)在重點區(qū)域推廣示范處置工程,。

（四） 中心管理與對外交流合作

1 中心管理制度

云南省重金屬工程技術(shù)研究中心管理主要依托《云南省環(huán)境科學(xué)研究院管理辦法》,，建立了《云南省重金屬污染控制工程技術(shù)研究中心管理辦法》、《花紅洞試驗基地管理辦法及實驗室管理規(guī)章制度》,。未來3年內(nèi),，中心還將建立《管理委員會和技術(shù)委員會工作制度》、《人員聘任,、流動,、考評和激勵制度》、《科研項目管理制度》,、《考核與評估制度》,、《收益分配及知識產(chǎn)權(quán)管理制度》,、《工程中心產(chǎn)業(yè)化管理制度》、《工程中心專,、兼職科研人員聘任與管理辦法》,、《工程中心專、兼職人員績效考核辦法》,、《工程中心科研項目管理辦法》,、《財務(wù)管理制度》等管理制度。

2 組織機(jī)構(gòu)

工程中心建立了系統(tǒng)的組織管理機(jī)構(gòu),，工程中心設(shè)管理委員會,、學(xué)術(shù)委員會，實行管理委員會領(lǐng)導(dǎo)下的主任負(fù)責(zé)制,。下設(shè)5個部門,、2個基地，分別為綜合辦公室,、環(huán)境修復(fù)部,、水處理技術(shù)部、危廢處理技術(shù)部,、工程設(shè)計部,、試驗研發(fā)基地、工程示范基地,。根據(jù)中心研究方向及領(lǐng)域,，組建了重金屬廢水處理技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊、重金屬類危險廢物處理技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊,。

3 設(shè)備及耗材采購管理

設(shè)備采購由中心報計劃,，經(jīng)院后勤科統(tǒng)一公開招標(biāo)采購，設(shè)備到位后,，由中心,、后勤科共同驗收、入庫,，中心指定專人負(fù)責(zé)設(shè)備的領(lǐng)用,、管理及維護(hù)

圖3-1  中心設(shè)備固定資產(chǎn)登記記錄

中心試驗耗材采購，5萬元以上報后勤科招標(biāo)采購,，并根據(jù)院相關(guān)程序驗收,、領(lǐng)用；5萬元以下由中心指定專人負(fù)責(zé)采購,、驗收及管理,，中心內(nèi)部建有驗收、領(lǐng)用登記制度,。

4 大型儀器設(shè)備共享

工程中心目前有16臺儀器設(shè)備加入了云南省大型科學(xué)儀器協(xié)作共用網(wǎng),，設(shè)備原值約480萬元,，涉及分析測試設(shè)備、小試及中試試驗設(shè)備等,。

圖3-2  中心實驗耗材驗收,、領(lǐng)料記錄

5 對外開放與合作

為保障中心的先進(jìn)性，工程中心進(jìn)一步建立了有利于共同發(fā)展的科技平臺和運營管理機(jī)制,，對外實行設(shè)備資源開放,、研究項目開放、學(xué)術(shù)交流開放和人才使用開放,。充分開展相關(guān)學(xué)術(shù)交流和科研合作,，加強(qiáng)消化、吸收引進(jìn)技術(shù),，提高引進(jìn)技術(shù)的質(zhì)量和效率,，通過引進(jìn)后再創(chuàng)新，提高自身的研發(fā)能力,。

為更好的完成云南省重金屬污染綜合防治任務(wù),，為全省重金屬污染治理和管理提供技術(shù)支撐，云南省重金屬污染控制工程技術(shù)研究中心與云南銅業(yè)股份有限公司建立長期戰(zhàn)略合作關(guān)系,，以云銅冶煉加工總廠為研究基地,，共同開展重金屬污染防控技術(shù)研發(fā)及示范研究。

為加強(qiáng)中心在環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域場地環(huán)境評價,、修復(fù)工程,、技術(shù)咨詢等方面的技術(shù)優(yōu)勢，中心與北京高能時代環(huán)境技術(shù)股份有限公司,、北京建工集團(tuán)有限責(zé)任公司、伊爾姆環(huán)境資源管理咨詢有限公司（ERM）等環(huán)境修復(fù)公司形成了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,。通過整合各自在環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域的優(yōu)勢,，在技術(shù)、設(shè)備,、市場項目等多方面開展合作,，共同構(gòu)筑涵蓋的競爭優(yōu)勢，共同為云南省環(huán)境修復(fù)工作提供強(qiáng)有力的支持與高品質(zhì)的服務(wù),。

為加強(qiáng)中心分析測試能力,，中心2013 年與云南大學(xué)化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系。作為協(xié)作單位,，可補(bǔ)充和增強(qiáng)中心分析測試能力,。

針對云南省重金屬污染控制領(lǐng)域的現(xiàn)實需要，2015年工程中心與昆明鉑銳金屬材料有限公司初步建立了含砷,、汞的貴金屬材料產(chǎn)品研發(fā)戰(zhàn)略合作關(guān)系,，雙方共同合作在含砷含汞的貴金屬廢料的深度加工,，含砷、汞的貴金屬材料產(chǎn)品研發(fā)等重金屬污染控制技術(shù)全業(yè)務(wù)領(lǐng)域開展戰(zhàn)略合作,。雙方實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ),，信息、資源共享,，在“互惠互利,，共同發(fā)展”的基礎(chǔ)上形成合作關(guān)系，采取聯(lián)合建立研究開發(fā)平臺,、技術(shù)轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)或者技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟等產(chǎn)學(xué)研合作方式,。

工程中心將繼續(xù)保持較廣泛的對外合作與交流關(guān)系，積極與國內(nèi)外公司密切合作,，廣泛吸引國內(nèi)外學(xué)者來工程中心進(jìn)行交流,，同時為工程中心的科研人員外出考察創(chuàng)造條件，建立科研人員“請進(jìn)來,，走出去”的交流模式,。

三 取得的主要成效

（一） 主要成果

經(jīng)過3年的建設(shè)，中心于2015年10月通過了省科技廳組織的3年階段考核,。中心共獲中央財政及地方財政資金支持1943.00萬元,。承擔(dān)有10多項國家及省級重金屬污染綜合防治技術(shù)研發(fā)及服務(wù)項目；同時承擔(dān)企業(yè)技術(shù)研發(fā)和技術(shù)咨詢服務(wù)項目80余項,，其中,，中心承擔(dān)60余項，共建單位銀發(fā)公司承擔(dān)20余項,；中心與共建單位銀發(fā)公司以同軸電絮凝重金屬廢水處理技術(shù)為核心,，轉(zhuǎn)化科技成果5項。中心3年間共發(fā)表論文11篇,，申請專利11項,，其中6項實用新型專利、1項發(fā)明專利已授權(quán),，4項發(fā)明專利正在申請過程中,；申報國家科技部重點新產(chǎn)品（同軸電絮凝廢水處理設(shè)備）一項，申報1項國家重點環(huán)境保護(hù)實用技術(shù)示范工程,。

經(jīng)過3年的人才培養(yǎng)與引進(jìn),，中心擁有一支研究特色鮮明、專業(yè)結(jié)構(gòu)合理的高層次科研人才梯隊,，擁有固定人員30人以上,。博士學(xué)歷占中心總?cè)藬?shù)的30%、碩士學(xué)歷占30%,、本科學(xué)歷占40%,；高級職稱人數(shù)達(dá)到了40%,，中級職稱占30%、其它占30%,。同時,，與云南大學(xué)、云南銅業(yè)（集團(tuán)）有限公司,、北京高能時代環(huán)境技術(shù)股份有限公司,、北京建工集團(tuán)有限責(zé)任公司、伊爾姆環(huán)境資源管理咨詢有限公司（ERM）等形成了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,，形成25人以上的重金屬污染控制技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊,。團(tuán)隊整體技術(shù)水平達(dá)省內(nèi)領(lǐng)先、國內(nèi)同行領(lǐng)先水平,。

（二） 國家,、省級項目承擔(dān)情況

（1）2013年中心按照計劃開展各項科研任務(wù)，服務(wù)省級以上科技項目1項（有色化工行業(yè)重金屬廢水處理技術(shù)平臺項目）,；共建單位銀發(fā)公司承擔(dān)省級項目1項（水體砷污染控制與治理技術(shù)及工程示范示范工程）,。

（2）服務(wù)省環(huán)保廳重大工程項目1項（云南紅云氯堿有限公司污染場地綜合治理工程項目前期工作）；共建單位銀發(fā)公司承擔(dān)省環(huán)保廳重大工程項目1項（會澤者海重金屬廢渣清理工程）,。

（3）2014年中心按照計劃開展各項科研任務(wù),，服務(wù)省級以上科研項目3項，主要為：中央環(huán)保專項資金項目1項（重金屬類危險廢物锍化處理工藝技術(shù)研發(fā)及中試平臺建設(shè)項目）,；自主承擔(dān)科技計劃項目1項（科技創(chuàng)新平臺建設(shè)計劃項目--有色化工行業(yè)重金屬廢水處理技術(shù)中試平臺建設(shè)項目）,；作為技術(shù)支撐單位，協(xié)助云南紅云氯堿有限公司開展科技創(chuàng)新強(qiáng)省計劃項目1項（含汞鹽泥及汞污染土壤熱解析處理技術(shù)研發(fā)應(yīng)用）,。

（4）服務(wù)省本級財政項目1項（云南省歷史遺留工業(yè)污染場地調(diào)查與評估）,；共建單位銀發(fā)公司承擔(dān)省環(huán)保廳重大工程項目1項（會澤縣者海力士遺留金屬污染綜合治理—者海區(qū)域重金屬污染土壤修復(fù)示范一期工程）。

（5）2015年服務(wù)省級以上科技項目1項（有色化工行業(yè)含重金屬廢渣低溫高效脫砷,、汞技術(shù)研發(fā)平臺建設(shè)）,；承擔(dān)中央重金屬污染防治專項資金項目1項（云南省含重金屬復(fù)雜酸性廢水深度處理技術(shù)示范工程）；作為技術(shù)支撐單位,，協(xié)助易門科源固廢物綜合利用有限公司承擔(dān)中央重金屬污染防治專項資金項目1項（含砷、汞廢物高效處理處置技術(shù)示范工程）,；承擔(dān)省本級財政項目1項（云南省工業(yè)污染場地調(diào)查與評估）,。

（6）2016年，深入推進(jìn)云南省含重金屬復(fù)雜酸性廢水深度處理技術(shù)示范工程,、含砷,、汞廢物高效處理處置技術(shù)示范工程，完成了小試,、中試試驗,。目前,，兩個項目均已進(jìn)入工業(yè)化試驗設(shè)備安裝、調(diào)試階段,，2項發(fā)明專利正在申請中,，部分試驗成果正在總結(jié)過程中。

表3-1  國家,、省級項目承擔(dān)情況