隨著人類經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對能源需求的不斷增加，大量開發(fā)或環(huán)保意識的缺乏，造成環(huán)境污染極為嚴(yán)重，重金屬污染事故呈現(xiàn)集中凸顯之勢06年株洲清水塘鎘污染，06年岳陽新墻河砷污染， 09年7月瀏陽湘和化工廠鎘污染，09年8月湘鄉(xiāng)原湖南鐵合金廠非法轉(zhuǎn)移鉻渣，武岡錳礦污染致兒童鉛中毒，2010年2月郴州嘉禾、桂陽又相繼發(fā)生了兒童血鉛超標(biāo)事件，專家指出鉛、砷、鎘等重金屬污染物通過飲用水、食物鏈等方式進(jìn)入人體，影響兒童生長發(fā)育，致使當(dāng)?shù)匕┌Y發(fā)病率增高，這不但嚴(yán)重威脅人民群眾身體健康，也對經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會和諧造成了極大的負(fù)面影響，已經(jīng)到了非治不可的地步。
目前冶煉重金屬廢水處理最常用的方法是石灰或硫化中和沉淀法。它能快速去除廢水中的金屬離子，工藝過程簡單。但由于冶煉重金屬廢水“成分復(fù)雜、濃度高、金屬離子種類多、水量大”，傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法單一配位體無法實(shí)現(xiàn)廢水中多金屬的同時(shí)深度凈化，出水重金屬離子難以穩(wěn)定達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)、易產(chǎn)生二次污染、凈化水硬度高而無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)?；赜?。
技術(shù)起因（實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的片段、新聞片段）
受細(xì)菌冶金的啟示，細(xì)菌對重金屬具有選擇性和協(xié)同去除作用。
該項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)自1999年以來一直致力于重金屬廢水廢渣生物法處理與資源化技術(shù)研究，該方向先后獲得湖南省科技重大專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金面上及重點(diǎn)項(xiàng)目、教育部重大科研項(xiàng)目、國家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目、國家水專項(xiàng)、國家杰出青年基金、中央環(huán)保專項(xiàng)等的資助。
在成功研究細(xì)菌解毒鉻渣及其選擇性回收鉻技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用細(xì)菌代謝產(chǎn)物、開發(fā)了深度凈化多金屬離子的復(fù)合配位體水處理劑（生物制劑），解決了目前化學(xué)藥劑難以同時(shí)深度凈化多金屬離子的缺陷。
對此，2007年國家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目課題給予資助，由中南大學(xué)和株冶集團(tuán)股份公司共同承擔(dān)，中南大學(xué)負(fù)責(zé)技術(shù)研發(fā)，株冶集團(tuán)負(fù)責(zé)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化實(shí)施。
關(guān)鍵技術(shù)
首次開發(fā)了深度凈化多金屬離子的復(fù)合配位體水處理劑（生物制劑）
以硫桿菌為主的復(fù)合功能菌群代謝產(chǎn)物與其它化合物進(jìn)行組分設(shè)計(jì)，通過基團(tuán)嫁接技術(shù)制備了含有大量羥基、巰基、羧基、氨基等功能基團(tuán)組的生物制劑。
并成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，2009年建成了1萬噸/年重金屬廢水處理劑生產(chǎn)線。
細(xì)菌培養(yǎng)后產(chǎn)物泵入反應(yīng)罐，通過組分設(shè)計(jì)，加入復(fù)配物一起進(jìn)一步反應(yīng)，形成液體水處理劑產(chǎn)品；也可通過噴霧干燥獲得固體水處理劑產(chǎn)品。
率先開發(fā)了冶煉重金屬廢水“生物制劑配合—水解—脫鈣—絮凝分離”一體化新工藝和相應(yīng)設(shè)備
冶煉重金屬廢水通過水處理劑多基團(tuán)的協(xié)同配合，形成穩(wěn)定的重金屬配合物，用堿調(diào)節(jié)pH值，并協(xié)同脫鈣；由于水處理劑同時(shí)兼有高效絮凝作用，當(dāng)重金屬配合物水解形成顆粒后很快絮凝形成膠團(tuán)，實(shí)現(xiàn)重金屬離子和鈣離子的同時(shí)高效凈化。
依據(jù)流體力學(xué)紊流原理，提出并設(shè)計(jì)了水處理劑與廢水管道混合反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)重金屬離子與水處理劑配位體的高效反應(yīng)，大大提高反應(yīng)效率，而且省了配合反應(yīng)池。
為了避免各級反應(yīng)用泵輸送破壞絮凝顆粒的不利影響，開發(fā)了多級溢流反應(yīng)系統(tǒng)，極大地實(shí)現(xiàn)了絮凝沉淀與固液分離效果。
利用該研究成果，開發(fā)了重金屬廢水（24 m3/d）深度凈化中試系統(tǒng)。
在株冶集團(tuán)先后完成了鉛鋅冶煉煙氣洗滌廢水（污酸）（720 m3/d）生物制劑法工業(yè)化試驗(yàn)、冶煉多金屬復(fù)雜廢水（4800 m3/d）生物制劑法工業(yè)化試驗(yàn)。并于2009年分別建成污酸(2400 m3/d)、冶煉多金屬復(fù)雜廢水（14400 m3/d）生物制劑法示范工程。實(shí)現(xiàn)了廢水回用，并建立了凈化回用水水質(zhì)指標(biāo)體系。
株冶示范工程2010年運(yùn)行以來，通過不斷的完善調(diào)試，效果良好，出水重金屬離子達(dá)到飲用水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，鈣離子濃度低于50mg/L，實(shí)現(xiàn)廢水的全面回用,年減排重金屬廢水400多萬 m3，減排重金屬近30噸。
新工藝技術(shù)優(yōu)勢
抗重金屬沖擊負(fù)荷強(qiáng)，凈化高效，運(yùn)行穩(wěn)定：對于濃度波動很大且無規(guī)律的廢水，經(jīng)新工藝處理后凈化水中重金屬低于或接近《生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ3020-93)；
2) 廢水中鈣離子可控脫除，效果明顯，可控到20mg/L以下；
3) 凈化水COD、SS達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)；
4) 水解渣量比中和法少，鋅含量為20-30%，利于資源化；
5) 成本低廉：對于100-300mg/L重金屬廢水，藥劑消耗成本為1.57—2.36元/m3；
6) 渣水分離效果好，出水清澈，水質(zhì)穩(wěn)定；
7) 工業(yè)參數(shù)控制操作簡便。
該技術(shù)于2010年同時(shí)推廣應(yīng)用于郴州金貴有色金屬股份有色公司、湖南宇騰有色金屬股份有限公司、郴州豐越有色金屬有限公司、河南豫光金鉛集團(tuán)股份公司、云南馳宏鋅鍺股份公司等企業(yè)。
生物制劑法的應(yīng)用前景
國家2010年新出臺了《鉛鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 25466-2010），重金屬排放指標(biāo)全面下調(diào)，鋅由5.0 mg/L下調(diào)至1.5mg/L，鉛由1.0 mg/L下調(diào)至0.5mg/L，鎘由0.1 mg/L下調(diào)至0.05 mg/L，砷由0.5 mg/L下調(diào)至0.3 mg/L；新建企業(yè)從2010年開始實(shí)施，老企業(yè)2012年1月后實(shí)施。傳統(tǒng)的石灰或硫化中和法已無法達(dá)到新的國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
生物制劑法處理重金屬廢水，解決了冶煉重金屬廢水深度凈化與回用過程硬度高的難題，已在鉛鋅行業(yè)大量工業(yè)應(yīng)用，是目前冶煉重金屬廢水處理的首選技術(shù)；也可以作為膜處理的最佳預(yù)處理技術(shù)。
相關(guān)技術(shù)成果擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，獲國家授權(quán)發(fā)明專利6項(xiàng)；該技術(shù)已列于國家先進(jìn)污染防治技術(shù)示范名錄。
重金屬污染攻堅(jiān)戰(zhàn)的號角已經(jīng)吹響，相信隨著生物制劑法的進(jìn)一步推廣，我國重金屬廢水污染將能得到有效控制。為湖南的經(jīng)濟(jì)建設(shè)與和諧社會的發(fā)展作出新的貢獻(xiàn)，為全國重金屬污染治理抒寫新的篇章.
