导航：安全管理网>> 安全论文>> 环境保护论文>>正文

东安(46+1)含锑水净化处理及高岩水库的综合开发

文档作者：程云涛1 周安1 易闻2 文档来源： 1. 湖南省核地质调查所 2 . 株洲安和亿泰生物工程技术有限公司		更新日期： 2026年09月16日	点击数：
下载地址：点击这里	文件大小： 2.56 MB 共3页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共3页]

本文件共3页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：2.56 MB 共3页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

上一篇：城市化进程中水土保持生态保护与资源利用…

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

东安（46+1）含锑水净化处理及高岩水库的综合开发
程云涛1，周安1，易闻2
1. 湖南省核地质调查所，湖南 长沙 410001；2 . 株洲安和亿泰生物工程技术有限公司，湖南 株洲 412000
摘 要：锑是一种不可再生的有色金属，广泛应用于各种领域。然而锑对人体具有积累毒性和致癌性。东安县自来水厂、
高岩水库、东安县芦洪市水厂锑检测值均超标。目前国内外对含锑水的处理研究较少，传统祛除锑的方法存在处理时间
过长、成本过高或二次污染等问题。基于此，采用“嗜线虫杆菌”和“微孔离子膜”结合技术对含锑水进行处理，结合两
者优势，以达到降低生产成本、提高修复效果的目标。
关键词：锑；超标；嗜线虫杆菌；微孔离子膜
中图分类号：X703-18               文献标识码：A    文章编号：1002-5065（2024）11-0223-3
Dong'an (46+1) Water containing antimony purification treatment and
comprehensive development of Gaoyan reservoir
CHENG Yun-tao1,ZHOU An1,YI Wen2
1.Hunan Nuclear Geological survey Institute, Changsha 410001,China;2 . Zhuzhou Anhe Yitai Biotechnology Co., Ltd, Zhuzhou 412000,China
Abstract: Antimony is a non renewable nonferrous metal ,which is widely used in various fields. However,  it’s cumulative 
toxic and carcinogenic to the human body.  The antimony detection values of Dong'an County Water Plant,  Gaoyan 
Reservoir and Dong'an County Luhong Water Plant all exceeded the standard.  At present,  there is relatively little research 
on the treatment of antimony containing water both domestically and internationally.  Traditional methods for removing 
antimony have problems such as long treatment time,  high cost,  or secondary pollution.  Based on this,  a combination of
"nematophil ic bacteria" and "microporous ion membrane" technology is used to treat antimony containing water,  combining 
their advantages to achieve the goal of reducing production costs and improving repair effects.
Keywords: antimony; exceeding the standard; nematophilic bacillus; microporous ion membrane
在生活饮用水106 项检测指标中，东安县（46+1）含锑
水处理净化中的46 代表未受污染原有水质46 项指标；1 代
表净化锑污染治理达到国家饮用水标准。
湖南省永州市东安县高岩水库清澈见底，有效库容
4700 万立方米，属中型水库。水质检测的47 个指标中唯有
锑离子超标。
随着城镇化和工业经济发展，东安县芦洪市水厂需要扩
建。取水点为芦江河芦洪市王家亭段伍二坝处。经取样检测
锑检测值均超标。因此，该项目建设无法实施。
为解决东安县城饮水安全问题，东安县委、县政府决策
再次投入近1 亿元仅用50 天从13 公里外的湘江引水入城，
并加大了对高岩水库上游采矿区整治和治理工作，锑指标
超标有所好转，2020 年一次检测锑指标已降为0.015 毫克
/升。但2023 年3 月15 日从高岩水电站坝下锑超5.6 倍，达
到0.028 毫克/升。
锑是一种不可再生的有色金属，广泛应用于陶瓷、搪瓷、
橡胶、颜料、半导体元件、玻璃、合金等各种领域。然而，锑
对人体及环境生物具有毒性作用，已经被许多国家列为重点
污染物，它与很多的化学元素一样对人体有着很多的危害，
它的化合物会通过呼吸道、消化道或皮肤等途径进入人体，
从而引起锑中毒。锑现已被美国国家环保署(EPA)和欧盟
(EU)列为优先控制污染物。
收稿日期：2024-04
作者简介：程云涛，男，生于1982 年，陕西西安人，硕士研究生，地球物
理勘查正高级工程师，研究方向：地质勘查。
目前国内外对含锑水的处理研究较少，主要方法有沉淀
法、电化学沉积法、凝聚法、微生物法和吸附法等。这些方
法虽各有特点，但都存在一定的局限性，如存在：处理时间
过长、成本过高或二次污染等问题。上述是传统祛除锑的方
法。成本太高，流量流速，残留，投资成本都很难推进。鉴于
此，含锑水的有效处理迫在眉睫，开发一种既经济又简单高
效的含锑水处理工艺以解决当前含锑水处理中存在的上述
行业性难题显得尤为重要。采用“嗜线虫杆菌”和“微孔离子
膜”结合技术对含锑水进行处理，结合两者优势，以达到降
低生产成本、提高修复效果的目标。
1 降解锑离子过程
1.1   主要技术路径及阶段
第一步：电化曝气系统。
第二步：多金属氧化物半导体强电解系统。
第三步：嗜线虫杆菌加入系统。
第四步：二氧化氯加药系统。
第五步：中心沉淀池（辅助重力压差过滤系统）。
1.1.1 半导体强电解板系统
多种纳米材料经独有工艺处理制成的多介质微孔纳米
半导体板（图 1）。
特点：电解效果好，氧化性能优，极板无板结，不钝化，
快速去除水中锑离子。
作用：断链、析盐矿化、释放羟基自由基和超氧因子基
团、解离含锑盐、锑离子包裹物等。
多金属多网格多价带半导体强电解技术系统，祛除废水
物质种类更广泛，价带范围更广，中性强电解不需要加入强
酸制剂，反应速率快，电絮凝效果好。
2024年6月上 世界有色金属223
图1 钛基多介质微孔纳米半导体板
此外，在上述的过程中，水分子也会产生撕裂，裂解成
 H+、.HO-、.HO2-、以及H 2O2 等强氧化性的自由基，这些自
由基会与水体中的污染物发生化学反应，在这个过程中，将
污染物分解成了无毒无害的物质，实现了废水的净化。
1.1.2 嗜线虫杆菌微孔离子膜系统
嗜线虫杆菌（见图 2）用于生物锑离子捕束剂。
图2 小卷蛾斯氏线虫
小卷蛾斯氏线虫及其原生嗜线虫杆菌的技术参数见表
1。
表1 原生嗜线虫杆菌技术参数
控制项目
原生嗜线虫杆菌
pH 值范围
温度范围（℃）
最佳工作温度范围（℃）
指标
2μm~5μm
3.5~6.5
2~28.9
18~25
检测结果中产生氰化物的原理：原生嗜线虫杆菌基本
成分是氰基(CN)-1，氰分子式(CN)2，氰是化合物，它是一种
无色、有异味的有毒气体，是拟卤素。氰分子由两个CN 组
成，类似卤素的双原子分子，如氯气分子Cl2，但远未氧化。
虽然已测出了其他异构体，两组氰基靠两个碳原子键合在一
起：N≡C −C ≡N。即使氰的衍生物仅含一组CN，它们也
一定被称为“氰”，例如采用溴化氰，其分子式是NCBr。
氰是乙二酰二胺的酸酐：H2NC(O)C(O)NH2 →NCCN+
2H2O。
与辉锑矿（Sb2S3）反应：
3[H2NC(O)C(O)NH2 ]+Sb2S3=2Sb（NC）3+3S（NC）2+
6H2O；
与锑的氧化物锑华（Sb2O3）反应：
6[H2NC(O)C(O)NH2 ]+2Sb2O3=4Sb（NC）3+3O2    ↑ +
12H2O。
或与锑离子（Sb3+）反应：3CN-1+Sb3+=Sb（NC）3  ↓。
1.1.3 加装二氧化氯气化剂技术系统
二氧化氯在高岩水库水处理中的作用。
二氧化氯在常温下是一种带有辛辣气味的黄色气体，易
溶于水形成黄绿色溶液，浓度为107.9g/L，二氧化氯对硫酸
盐（辉锑矿）有较好的消杀效果。它的主要作用是对辉锑矿
微粒的吸附功能，可有效的氧化硫化物的系统，并快速的控
制其他微粒的合成。在除锑离子工艺中，ClO2 可使含锑化合
物分解为简单的锑离子等发生反应并有效地去除这些物质，
达到分解含锑盐等物质的目的。
二氧化氯消毒剂是一种高效、广谱、无毒作用，使用方
便、成本低廉的消毒剂。在正常条件下，二氧化氯是一种强
氧化剂，而不是氯化剂，他在使用后只产生氧化物，不产生
氯化有机物，无气味和刺激性，且对设备无腐蚀作用。
图3 弥散式缓释器
1.2   去除锑离子实验结果
2020 年10 月20 日从高岩水库取水样检测水中含锑离子
0.00625mg/L，超出国家饮用水标准0.005mg/L，2023 年3
月15 日从高岩水库取水样检测水中含锑离子0.028mg/L，超
出国家饮用水标准0 .005mg/L 5.6 倍，两次均采用电离打开
锑离子包裹物，再投放线虫，实验流程如下：
将25 升高岩水库中含锑水pH 值调节至5.5；
开启电极板（电压 12V，电流12A），10min；
关闭电极，投放嗜线虫杆菌200 万单位；水利停留时间
（HRT）10min；
插入有一片二氧化氯的离子膜棒，水利停留时间
（HRT）min。
图4 实验流程图
早在2020 年10 月21 日经湖南省地质测量院检测，释
放线虫后的水中锑降至0.003mg/L，经二氧化氯的氧化，水
中锑降至0.0014mg/L，成上品饮用水（图 5）。
图5 处理后的水质检测数据表
224   世界有色金属 2024年6月上
2023 年3 月15 日又以同样的方式，进行了验证实验，
经湖南省地质测量院检测，获得了几乎相同的结果（图 6）。
图6 处理后的水质检测数据表
这套技术方案具有如下优点：
传 统RO 膜 方 法：一 级RO 废 水 率 为70%；多 级
串联为出水率为70%，废水率为30%；过滤压力为：
1.2Mpa~0.9Mpa，能耗极大。
新方法：常温、常压约0.15~0.3Mpa；盐类祛除依靠
光解矿化和半导体电解/ 电絮凝吸附，萃取，沉降及嗜线虫
杆菌离子膜吸附，置换，沉降祛除，无额外压力损耗；杀毒
与灭藻主要依靠光解矿化和超声波隔膜空化泡光氧装置杀
毒，灭藻，无残留；锑污染物富集后，可回收。
1.3   工作过程及其优势
电极板解离微粒、加嗜线虫杆菌吸附金属锑离子，再用
孔径100 纳米的离子膜，内装二氧化氯片，降解锑离子。设
施简单，反应时间短，使用寿命长，流失率低，原料易得，制
备成本低，含锑水处理工艺简单，设备投资少。
治理含锑水工艺中采用了二氧化氯强氧化剂，其原理就
是利用强氧化剂-二氧化氯在常温常压下催化氧化高岩水库
水中的锑离子，使空气中的氧气也同二氧化氯一样作为氧化
剂参与反应，从而减少了液相氧化剂二氧化氯的耗量，降低了
处理的成本，环保工程一吨含锑污水处理成本8~16 元/吨，
而新方法处理成本不会超过8 元/吨，提高了处理效率，同时
还使反应速度大大提高，缩短了反应时间。
含锑水处理工艺处理后，水中锑离子大幅度减少，并具
有良好的可生化性，所以无需建很大的生化池，调试周期也
可大大缩短；通过处理后的水可完全达到饮用水标准，具有
良好的环境效应。
富集回收了超高纯度的单质锑。
2 高岩水库的综合开发
基于高岩水库水中锑降至0.0015 毫克/升以下，全面
利用净化后水，从根本治愈了因锑超标产生的地方病，微观
上保证了食品安全，宏观上保证了就业。不仅产生了社会效
益，还带来了许多商机。
超高纯度锑的回收是高岩水库净化过程中的主要盈利点。
先期每天净化1000 吨水，在杆菌离子膜内壁每天截滤26.5 公
斤超高纯度的锑，目前99.9%的锑市场价是18 万元/吨，每天
锑的价值是4，770 元。远期净化水要达到每天12 万吨，杆菌
离子膜内壁每天截滤3.18 吨超高纯度的锑，每天锑的价值是
57.24 万元。
目前东安县居民的水费是2.4 元/吨，可以考虑水费适
度上调，或按饮用水、生活用水、工业用水、农业用水和城
乡杂用水设立不同水价。
高岩水库水力发电站发电以0.12 元/度并入国家电网，
可以考虑用水力发电把水抽回库内，按2.4 元/吨销售给东
安县城居民；或建光伏发电站，利用4700 万立方米的有效
库容，把高岩水库建成储能电站。
因为去除了锑，不用再从13 公里外的湘江下游抽水供
应东安县城居民的饮用水；去除锑净化水的过程物化成本
和运营成本低于1 元/吨，净化水就是上品的饮用水，实现
优水优用，按质收费，资源重置，增加地方财政和就业收入。
科技创新保证了抽水泵站和水库不裁员，从而增效。在
大量优质水资源基础上，兴家立业，富国安邦。
第一排水口自来水厂的正式职工，每天需在控制室观察
水质变化，添加药品。
第二排水口，可采用合同工制，养鱼就业，卖鱼资源化
为生。因再无锑超标，若在港，冷水鱼的销售价可以翻番；
可以促进东安的旅游业，吃了“东安鸡”，再吃“东安鱼”！
卖鱼补贴治水差额，征收附加税完全可以支撑地方财政发
展。
第三排水口，组织当地居民灌装矿泉水，打造矿泉水品
牌。吃东安鸡，饮东安水，可以直接制造“瓶装矿泉水厂”。1
吨2000 瓶，仅以1000 瓶计，也是500 元，扣除成本，盈利
仍有250 元/吨。
3 结论
本文提出的采用“嗜线虫杆菌”和“微孔离子膜”结合技
术对含锑水进行处理，结合两者优势，低成本去除了锑，净
化了水，是一种既经济又简单高效的含锑水处理工艺，能解
决当前含锑水处理中存在的行业性难题。
通过对高岩水库的综合开发利用分析，可以将此方法
在华南九省两市推广开来，解决其他地区饮用水锑超标问
题。
[1] 梁菁,吴文晖,彭小玉,等.“十三五”期间湖南省资江流域锑污染时空
分布及污染治理成效分析[J].环境监控与预警,2023,15(3):98~103 .
[2] 张云凤.都柳江水质锑污染现状及趋势分析-以贵州黔东南段为例[J].
环境与生活,2014,10(77):35~36 .
[3] 廖凤.锑品冶炼对环境造成的污染和危害[J].中国城乡企业卫
生,1988(2):19 .
[4] 张婉军,辛存林,于爽,等.柳江流域河流溶解态重金属时空分布及污
染评价[J].环境科学,2021,42(9):4234~4245 .
[5] 周巧巧,任勃,李有志,等.中国河湖水体重金属污染趋势及来源解析
[J].环境化学,2020,39(8):2044~2054 .
[6] 徐连伟,曲婷婷,赵彦涛.水产品中重金属污染的来源危害及防治措施
[J].农业与技术,2018,38(1):30~32 .
[7] 藤洪辉，李恒达，杨晓妮，等.四平市城区河流重金属污染现状分析[J].
吉林师范大学学报(自然科学学版),2009,30(2):32~34 .
2024年6月上 世界有色金属225

网友评论 more

环境保护论文最新内容

09-16