生物基螯合剂在烟气净化废水处理中的应用已逐步从实验室研究走向工程实践，尤其在环保要求严格的行业中展现出显著优势。以下是结合行业特性与技术创新的典型应用案例及技术细节：

燃煤电厂脱硫废水处理案例

1. 生物基螯合剂耦合电动处理技术

工艺背景：某燃煤电厂脱硫废水含铊浓度为 0.5~2 mg/L，同时含有高浓度盐（＞10000 mg/L）和 Cl⁻（＞5000 mg/L），传统硫化物沉淀法难以稳定达标。

技术方案：

生物基螯合剂：采用壳聚糖改性产物（如羧甲基壳聚糖）作为螯合剂，投加量为 50~100 mg/L，通过羧基与 Tl⁺络合形成稳定螯合物。

电动协同处理：在电场作用下（电压 10~20 V），阳极产生的 H⁺酸化污泥，促进铊溶解；同时螯合剂通过电迁移强化重金属迁移至阴极沉淀。

处理效果：经处理后，污泥中铊去除率达 40.7%~52.7%，上清液铊浓度降至 0.01 mg/L 以下，满足《火电厂石灰石 - 石膏湿法脱硫废水水质控制指标》（T/CAEPI 10-2016）。

优势：生物基螯合剂可降解，污泥量减少 50%，且电动工艺能耗降低 20%（通过余热回收技术）。

2. 过氧化钛 / 壳聚糖珠吸附技术

工艺背景：某 300 MW 电厂脱硫废水铊浓度为 20 μg/L，需深度处理至 1 μg/L 以下以满足地表水排放要求。

技术方案：

吸附剂制备：将过氧化钛负载于壳聚糖珠表面，形成复合吸附材料，比表面积达 200 m²/g，对 Tl⁺吸附容量达 125.9 mg/g。

工艺参数：吸附剂投加量 0.1 g/L，pH 7.0~9.0，反应时间 30 分钟，采用 0.1 mol/L 硝酸再生，重复使用 5 次后去除率仍＞70%。

处理效果：出水铊浓度稳定在 2 μg/L 以下，优于《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅰ 类标准。

经济性：吸附剂成本较传统树脂降低 30%，且再生过程无二次污染。

钢铁烧结烟气废水处理案例

1. 生物基螯合剂沉淀 - 纳米材料吸附组合工艺

工艺背景：某钢铁厂烧结烟气废水铊浓度为 100~200 μg/L，同时含高浓度悬浮物（SS＞500 mg/L）和重金属（Pb、Zn）。

技术方案：

预处理：通过混凝沉淀去除 SS 和部分重金属，投加聚合氯化铝（PAC）100 mg/L 和聚丙烯酰胺（PAM）5 mg/L。

生物基螯合：投加聚谷氨酸（PGA）50 mg/L，在 pH 8~10 条件下螯合 Tl⁺，形成絮状沉淀。

深度吸附：采用负载 MnO₂的陶粒（纳米除铊剂）进一步吸附残留铊，吸附容量达 120 mg/g。

处理效果：出水铊浓度＜5 μg/L，重金属总去除率＞99%，污泥量减少 40%。

创新点：聚谷氨酸在高盐环境（Cl⁻＞10000 mg/L）下仍保持稳定，螯合容量＞90 mg/g，且可生物降解。

铅锌冶炼烟气净化废水处理案例

1. 生物基螯合剂替代传统硫化物工艺

工艺背景：某铅锌冶炼厂污酸废水铊浓度为 10~20 mg/L，传统硫化物沉淀法产生大量含硫污泥，且残留 S²⁻易导致二次污染。

技术方案：

氧化预处理：投加 NaClO 将 Tl⁺氧化为 Tl³⁺，控制 pH 6~7，反应时间 30 分钟。

生物基螯合：采用改性壳聚糖（接枝巯基）替代硫化钠，投加量 100~200 mg/L，在 pH 9~11 条件下螯合 Tl³⁺，形成稳定螯合物。

固液分离：通过板框压滤实现泥水分离，污泥含水率降至 60% 以下。

处理效果：出水铊浓度＜0.01 mg/L，污泥量减少 50%，且无 H₂S 气体释放。

经济性：药剂成本较硫化物法降低 40%，且污泥处置费用减少 60%。

垃圾焚烧烟气净化废水处理案例

1. 生物基螯合剂协同膜分离技术

工艺背景：某垃圾焚烧厂烟气净化废水铊浓度为 50~100 μg/L，同时含高浓度氨氮（＞500 mg/L）和有机物（COD＞1000 mg/L）。

技术方案：

脱氮预处理：采用短程硝化 - 反硝化工艺降低氨氮至 50 mg/L 以下。

生物基螯合：投加 **IDHA（亚氨基二琥珀酸）**200 mg/L，在 pH 7~9 条件下螯合 Tl⁺，形成水溶性螯合物。

膜分离：通过纳滤（NF）膜截留螯合物，膜通量达 80 L/(m²・h)，脱盐率＞95%。

处理效果：出水铊浓度＜0.005 mg/L，COD＜50 mg/L，满足《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB 18485-2014）。

优势：IDHA 在高氨氮环境下仍保持高螯合效率，且膜浓缩液可通过蒸发结晶回收铊资源。

关键技术对比与优化策略

工艺类型代表案例适用场景处理效率成本（元 / 吨）环境友好性生物基螯合剂  + 电动法燃煤电厂脱硫废水高盐、高浓度铊废水铊去除率＞99%5~8污泥可降解过氧化钛  / 壳聚糖吸附电厂深度处理低浓度铊（＜0.1 mg/L）出水铊＜0.005 mg/L3~5吸附剂可再生聚谷氨酸沉淀  + 纳米材料钢铁烧结废水复杂水质、高悬浮物铊去除率＞99.9%6~10污泥量减少 40%IDHA  螯合 + 膜分离垃圾焚烧废水高氨氮、回用场景铊去除率＞99.9%10~15资源回收潜力大

挑战与未来方向

高盐耐受性提升：开发耐高 Cl⁻（＞20000 mg/L）的生物基螯合剂（如聚天冬氨酸衍生物），避免离子竞争。

智能化控制：结合在线监测（如光谱仪）实时调节螯合剂投加量，降低药剂消耗 10%~20%。

资源回收：利用电化学技术（如普鲁士蓝电极）从螯合液中选择性回收铊，实现资源化利用。

绿色合成工艺：采用微生物发酵法生产聚谷氨酸、壳聚糖等螯合剂，降低生产成本 20%~30%。

总结

生物基螯合剂在烟气净化废水处理中展现出高效、环保、经济的综合优势，尤其在敏感区域（如水源地）和高盐环境中更具性。实际应用中，需根据水质特性选择氧化 - 螯合 - 吸附或生物基螯合 - 膜分离等组合工艺，并通过小试优化参数（如 pH、投加量）。未来，随着生物基材料合成技术的突破，其在重金属废水处理领域的应用将进一步拓展。