王楠-含鉛廢水處理技術(shù)及應用實例

1、含鉛廢水處理技術(shù)及應用實例摘要：詳細介紹了含鉛廢水的5種主要處理方法，包括化學沉淀法、離子交換法、液膜法、生物吸附法及電解法，對各種方法的優(yōu)缺點及發(fā)展現(xiàn)狀進行了介紹，另外，還對含鉛廢水處理的前景進行了展望，提出了電解法與離子交換法或與生物吸附法相結(jié)合是處理含鉛廢水的發(fā)展方向。并以鉛酸蓄電池廠含鉛廢水處理工藝為例，說明含鉛廢水處理技術(shù)的實際應用。關(guān)鍵詞：鉛；廢水處理；回收；展望The treatment technology for waste water containing Pb2+and its practical applicationtAbstract：Five common meth

2、ods of control of wastewater containing Pb2+ including chemical precipitation，ion exchange，liquid film,bio-adsorption，and electrolysis are stated in detailAnd the advantages and disadvantages of the methods and the actual status have been statedIt is also pointed out that the combination of electrol

3、ysis with ionexchange or with bio-adsorption is the direction of control of wastewater containing Pb2+. And lead wastewater treatment process of lead-acid battery factory as an example, explain the practical application of wastewater treatment technology with lead.Key words：lead；wastewater treatment

4、；recovery；prospect鉛常被用作原料應用于蓄電池、電鍍、顏料、橡膠、農(nóng)藥、燃料等制造業(yè)。鉛板制作工藝中排放的酸性廢水(pH3=鉛濃度最高，電鍍廢液產(chǎn)生的廢水鉛濃度也很高。鉛是自然界分布很廣的元素, 也是工業(yè)中常使用的元素之一。鉛和可溶性鉛鹽都有毒性，含鉛廢水對人體健康和動植物生長都有嚴重危害。如每日攝取鉛量超過0.3-1.0 mg，就可在人體內(nèi)積累，引起貧血、神經(jīng)炎等。隨著工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)廢水中的重金屬鉛作為一類污染物，國家排放標準中明確規(guī)定含鉛廢水的排放標準為鉛總含1 mg/ L。一、含鉛廢水的來源含鉛廢水來自各種電池車間、選礦廠、石油化工廠等。電池工業(yè)是含鉛廢水的最主

5、要來源，據(jù)報道，每生產(chǎn)1 個電池就造成鉛損失4.54-6810mg，其次是石油工業(yè)生產(chǎn)汽油添加劑。盡管鉛不如銅、鎘那樣常見，但它卻是廢水中的普通組分。尤其是電池廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量含鉛廢水，廢水中鉛含量超出國家標準百倍，對地下水源構(gòu)成很大威脅，如果不進行處理而任意排放，必然給環(huán)境與社會帶來極大的危害。二、含鉛廢水處理工藝目前含鉛廢水的處理工藝，應用較多、較成熟可靠的技術(shù)有：離子交換法、沉淀法、吸附法以及以上工藝的組合。1. 離子交換法離子交換法的原理是利用離子交換劑分離廢水中有害物質(zhì)的方法，常用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等。離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的

6、離子通過離子交換來實現(xiàn)的。推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力。離子交換法除鉛工藝的特點是：a除鉛徹底，工業(yè)含鉛廢水可實現(xiàn)達標排放。b對環(huán)境污染危害小，污泥少。c離子交換樹脂的使用壽命長達5年以上，可經(jīng)再生反復使用。d離子交換裝置占地面積小。2. 沉淀法沉淀法是工業(yè)處理含鉛廢水的一種重要工藝，主要分為化學沉淀法和物理沉淀法，化學沉淀法主要是選擇合適的化學沉淀劑將鉛離子轉(zhuǎn)化為不溶性的鉛鹽與無機顆粒一起沉降。物理沉淀法主要是絮凝沉淀法，選擇主要的絮凝劑使鉛離子變成中性的微粒，在分子的作用下，加快沉降速度，實現(xiàn)固液分離。1) 化學沉淀法化學沉淀法是目前使用較為普遍的方法

7、。其又可以分為a氫氧化物沉淀法b硫化物沉淀法；c碳酸鹽沉淀法等等。所用沉淀劑有：石灰、燒堿、硫化鹽、純堿以及磷酸鹽。其中氫氧化物沉淀法應用較多。重金屬離子與0H一離子能否生成難溶的氫氧化物沉淀，取決于溶液中重金屬離子的濃度和0H的濃度。最有效的氫氧化鉛沉淀發(fā)生在pH值為9.2-9.5時，在此pH值范圍內(nèi)處理的排水，鉛含量為0.01-0.03mgL，在更高的pH值時會出現(xiàn)反溶現(xiàn)象，氫氧化物沉淀形成的效果急速下降，所以控制好pH值是本方法的關(guān)鍵。硫化物沉淀法是向溶液中投入硫化鈉等沉淀劑，使廢水中的Pb生成Pbs沉淀，Pbs溶解度很小，其溶度積為3.48*10-28，在熱水中幾乎不溶，每除去lmg鉛

8、離子理論上只需加入01544mg硫離子。磷酸鹽沉淀法是以Na3PO4。作沉淀劑，生成Pb3(PO4)2：沉淀。其在水中的溶解度很小。有利于從廢水中沉淀析出。2) 絮凝法利用向廢水中投加絮凝劑的方法，捕捉重金屬，形成與廢水中雜質(zhì)粒子帶相仿電荷的膠體，然后靠重力沉降予以分離，目前國內(nèi)常用的絮凝劑有金屬鹽類和高分子聚合物兩大類。前者主要有鋁鹽和鐵鹽，后者主要有聚丙烯酞胺等。3. 吸附法吸附法也是一種常用的含鉛廢水處理工藝，根據(jù)它的作用機理的不同也可以分為物理吸附法和生物吸附法。1) 物理吸附法物理吸附法是利用吸附劑特殊的物理化學性質(zhì)，如較高的表面活性、較大的比表面積、特殊的微孔結(jié)構(gòu)等。常用的吸附劑有

9、改性膨潤土、粉煤灰、沸石、陶土、活性炭等。這種處理工藝具有除鉛效率高、成本適中、不造成二次污染的特點，因此具有良好的使用前景，特別是對一些吸附劑的改性之后處理效果更加可觀。2) 生物吸附法微生物對重金屬具有很強的親和吸附性能，通過物理化學作用將重金屬吸附在胞外聚合物的結(jié)合點上，從而從水中去除，活的和死的微生物對重金屬離子都有較強的吸附能力。這些微生物主要有藻類、真菌、細菌等。該法以其原材料來源豐富、成本低、吸附速度快、吸附量大、選擇性好、無毒、無害、無二次污染等特點正受到越來越多的重視。4. 鉛蓄電池廠含鉛廢水以及處理措施情況4.1廢水情況某企業(yè)在開發(fā)區(qū)內(nèi)建設(shè)密封免維護蓄電池項目，年生產(chǎn)規(guī)模為

10、 100萬kVAha。含鉛廢水主要來源于化成極板的漂洗、蓄電池裝成后清洗、車間含鉛煙、鉛塵廢氣處理以及車間地面沖洗中產(chǎn)的廢水，含鉛廢水量平均在 240m3d。其混合廢水以及車間出水水質(zhì)要求如表 1所示。 4.2項目處理工藝的設(shè)計4.2.1處理工藝流程設(shè)計了混凝沉淀與石英砂過濾用于蓄電池廠含鉛廢水的處理和回用工程。實際運行中還是有一定量的重復利用尾水需要外排，本項目采用沉淀和活性炭吸附的處理工藝，盡量避免外排的出現(xiàn)。其處理流程如圖 1所式4.2.2工藝敘述 (1)調(diào)節(jié)池：主要用于調(diào)節(jié)水質(zhì)，同時使廢水中的鉛塵和泥沙等能夠得到有效的沉淀和收集。調(diào)節(jié)池采用折流式。調(diào)節(jié)池安裝液位控制

11、器，控制泵的運行。 (2)pH調(diào)節(jié)與反應池：pH調(diào)節(jié)與反應池間歇式操作。調(diào)節(jié)池中含鉛污水由泵提升進入 pH調(diào)節(jié)與反應池。達到控制的水位后，堿液泵開始運行，同時開啟攪拌機。pH調(diào)節(jié)由 pH自動控制儀控制。 (3)混凝與沉淀：混凝沉淀設(shè)計在一起?；炷猎谔嵘艿纼?nèi)開始，在混凝池中完成；沉淀在平流沉淀池完成；反應池出水經(jīng)泵提升進入混凝槽，絮凝劑采用 PAC（聚合氯化鋁），投加采用泵自動前吸人的方式；助凝劑采用 PAM（聚丙烯酰胺），在提升管末段加入，由加藥泵投加。 (4)過濾與吸附：一些蓄電池企業(yè)的污水設(shè)施運行表示，單純采用沉淀處理鉛效果雖然有限，但其他污染物濃度已經(jīng)很

12、低，只需要對鉛進行一步處理就完全可以回用，否則處理后需要外排到其他廢水中進一步處理，增加處理成本。因此本工程采用活性炭進行吸附，對鉛進一步深度處理，以及去除尾水中夾帶的懸浮物。過濾池采用旋轉(zhuǎn)布水器布水。(5)尾水回用系統(tǒng)：由清水池、液位控制器、變頻裝置、泵、管道組成。定時對水回用。4.3工藝運行4.3.1調(diào)試采用氫氧化鈉溶液作為沉淀劑，控制反應罐的 pH為 910。混凝沉淀采用聚鋁作為絮凝劑，采用聚丙烯酰胺為助凝劑。其中聚鋁的投加量為 50100mgL，采用提升泵吸人方式投加；聚丙烯酰胺的投加量為 1020mgL，采用加藥泵投加。4.3.2效果本工程已通過省級環(huán)境監(jiān)測站的驗收監(jiān)測，從2007年6月正式運行。其處理效果如表 3所示。處理后的尾水回用于地面沖洗、煙氣處理、冷卻與其他沖洗用水等。  4.4經(jīng)濟技術(shù)分析4.4.1運行費用電費：項目運行中的耗電器主要為泵，每噸廢水耗電量為 0.4kwh；運行費用為 0.36元/t廢水。藥劑 (主要為活性炭 )的費用為 1.21元t廢水。人工總費用為 80元/d，為0.33元/t廢水。合計每噸水的處理費用約為 1.9元，460元/d?；赜梦菜s在 220t