電池生產(chǎn)中重金屬?gòu)U水的治理試驗(yàn)

電池生產(chǎn)中重金屬?gòu)U水的治理試驗(yàn)研究論文名稱：電池生產(chǎn)中重金屬?gòu)U水的治理試驗(yàn)研究

作者：曹姝文1，袁啟順1，梅作漢1，何瑞華2，俞盛2，李松漢3

摘要：采用EWP高效污水凈化器處理電池廠重金屬?gòu)U水試驗(yàn)結(jié)果表明：廢水經(jīng)治理后Hg2+、Mn2+、Zn2+指標(biāo)都低于廣州市排放標(biāo)準(zhǔn)，出水清澈；處理藥劑成本僅為0.70元/t，比單純的混凝沉淀法低60％。

關(guān)鍵字：電池重金屬流化床

中圖分類號(hào)：X791

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009－2455（2001）01－0026－03TestReportonTreatmentofHeavyMetal-Containing

WastewaterfromABatteryFactory

CAOShu-wen1，YUANQi-shun1，MEIZuo-han1，HERui-hua2，YUSheng2，LISong-han3

(1.GuangzhouHuazhubaoTechnical&EngineeringofEnvironmentalprotectionCO．LTD，Guangzhou510655，China；2.GuangzhouBatteryFactory，Guangzhou510655，China；3.GuangzhouAssociationofEnviromentalProtectionIndustry，Guangzhou510030，China)Abstract:Ahigh-effectingEWPwastewaterpurifierwasusedinthetreatmentoftheheavymetal-containingwastewaterfromabatteryfactory．Resultsofthetestshowedthatafterthetreatment，thefiguresofHg2+，Mn2+andZn2+inthewastewaterwereallbelowthedischargeatandardofGuangzhouCity，theoutletwaterwasclear，thecostofthetreatmentagentwasonly0.70yuan/twhichwas60%lowerthanthecostofonlyusingthemethodofcoagulatorysettlement．

Keywords:battery；wastewatertreatment；heavymetal；fluidized-bed廣州電池廠東廠生產(chǎn)過(guò)程中由于使用含汞、鋅、錳和淀粉等原料，在電液配料、糊化、洗碳棒頭等生產(chǎn)過(guò)程中排出的廢水含汞0.79mg/L、鋅315mg/L、錳73mg/L，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。由于廢水中含有多種重金屬污染物，國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)到能同時(shí)把全部污染物都治理達(dá)標(biāo)的設(shè)備和設(shè)施。所以目前國(guó)內(nèi)的電池廠（含糊式電池）生產(chǎn)廢水的治理還是一個(gè)難題。

針對(duì)重金屬離子容易被吸附的特性，我們利用pH=8－9時(shí)生成的Zn(OH)2絮凝沉淀物在EWP高效污水凈化器內(nèi)形成吸附過(guò)濾流化床，并添加其它對(duì)重金屬離子有吸附作用的藥劑，對(duì)汞和其它重金屬污染物進(jìn)行吸附過(guò)濾，達(dá)到同時(shí)治理幾種重金屬污染物的目的。1原處理工藝廣州電池廠東廠原采用斜管沉淀工藝治理生產(chǎn)廢水，工藝流程如圖1，總投資為130萬(wàn)元，處理量為100t/d，處理后水的重金屬指標(biāo)鋅、錳去除率較低，未能達(dá)標(biāo)，且運(yùn)行費(fèi)用高，約2元/t廢水。2新處理方案2.1工藝流程

工藝流程如圖2所示，廢水從調(diào)節(jié)池用泵抽入自吸器中，在自吸器的入口與出口處分別加入3組藥劑，經(jīng)與藥劑混合生成Zn(OH)2，再用污水泵泵入凈化器內(nèi)處理，處理后的清水從頂部流出，污泥從底部排入污泥濃縮罐內(nèi)濃縮后脫水運(yùn)走。2.2EWP設(shè)備原理

很多廢水（如電池的含鋅廢水）經(jīng)絮凝反應(yīng)后能分離出大量的污泥，這些絮狀污泥有一定的吸附能力。以往的沉淀或氣浮工藝，只把這些固形物固液分離，而沒(méi)有再充分發(fā)揮這些污泥的吸附過(guò)濾作用。EWP高效污水凈化器可以利用這些絮凝反應(yīng)后生成的絮凝沉淀物在凈化器內(nèi)形成一個(gè)穩(wěn)定的、可連續(xù)自動(dòng)更新的吸附過(guò)濾流化床，既起混凝沉淀作用，又起吸附過(guò)濾作用，比普通的氣浮或沉淀工藝的去除率高10％－20％，是集廢水絮凝反應(yīng)、沉淀、吸附過(guò)濾、污泥初步濃縮等功能于一體的設(shè)備[2]。設(shè)備原理圖見(jiàn)圖3，廢水從EWP凈化器的中下部進(jìn)入，經(jīng)混凝反應(yīng)及污泥流化床的吸附和過(guò)濾處理，清水從設(shè)備頂部流出，污泥從設(shè)備底部排出。2.3試驗(yàn)裝置

試驗(yàn)分別采用了EWP—0.3型高效污水凈化器，其設(shè)計(jì)處理能力為0.03m3/h和EWP-2型高效污水凈化器，設(shè)計(jì)處理量為2m3/h。

2.4試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果2.4.1第一階段：實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室做了近200多種方案，最后篩選出效果好、價(jià)格低的最佳藥劑組合。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1：表1實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)檢測(cè)測(cè)結(jié)果（電池池廠化驗(yàn)室檢檢測(cè)）

mg··L-1方案1方案2方案3方案4方案5方案6名稱石灰名稱聚鐵石灰名稱Na2S聚鐵石灰名稱NaOH名稱FeCl3NaaOH名稱Na2S石灰陽(yáng)離子吸附附劑Hg2+0.00875Hg2+0.0033Hg2+0.0003755Hg2+0.00875Hg2+0.0056Hg2+0.0001255Zn2+15.087Zn2+7.775Zn2+5.063Zn2+16.825Zn2+12.488Zn2+3.325Mn2+10.15Mn2+5.125Mn2+3.125Mn2+10.50Mn2+8.25Mn2+1.625注：原水水質(zhì)：Hg2+0.0615mg/L、Zn2+312.25mg/L、Mn2+21.0mg/L。2.4.2第二階段：0.3m3/h樣機(jī)試驗(yàn)

采用EWP-0.3型高效污水凈化器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)將Na2S加入1號(hào)加藥罐內(nèi)，將石灰與陽(yáng)離子吸附劑1的混合劑加人2號(hào)加藥罐內(nèi)。并試驗(yàn)了兩種藥劑添加順序?qū)μ幚硇Ч挠绊憽?/p>

①先添加石灰與陽(yáng)離子吸附劑1，再添加Na2S。

②先添加Na2S，再添加石灰與陽(yáng)離子吸附劑1。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)先添加Na2S對(duì)汞的去除效果較好，但對(duì)鋅、錳的去除效果影響不大。當(dāng)最高處理量達(dá)0.81m3/h時(shí)，泥床相當(dāng)穩(wěn)定。檢測(cè)結(jié)果證實(shí)：汞、錳的處理效果都達(dá)到廣州市一級(jí)新擴(kuò)改排放標(biāo)準(zhǔn)，鋅的處理達(dá)到了廣州市二級(jí)新擴(kuò)改排放標(biāo)準(zhǔn)。詳見(jiàn)表2。表2第二試驗(yàn)階段檢檢測(cè)結(jié)果時(shí)間樣品名稱檢測(cè)項(xiàng)目/(mgg·L-1)Hg2+Zn2+Mn2+原水0.0731134.818.0東廠廢水站出水0.005925.514.0凈化器出水0.00615.30.92原水0.046032.616.5凈化器出水0.00731.030.66原水0.046453.717.5凈化器出水0.00311.032.34平均數(shù)原水0.055273.717.3凈化器出水0.00552.451.31去除率

90.04%96.67%92.43%注：數(shù)據(jù)由廣州市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所檢測(cè)2.4.3第三階段：50m3/h樣機(jī)試驗(yàn)

采用EWP-2型高效污水凈化器進(jìn)行樣機(jī)試驗(yàn)，試驗(yàn)條件仍按照第二階段不變。在試驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)藥劑陽(yáng)離子吸附劑2對(duì)重金屬離子具有較注：數(shù)據(jù)由廣州市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所檢測(cè)強(qiáng)的離子交換性能，經(jīng)過(guò)幾十次的試驗(yàn)，最后決定Na2S與石灰不變，而將陽(yáng)離子吸附劑1改為陽(yáng)離子吸附劑2（藥劑費(fèi)僅為0.70元/t）。試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表明此組合效果良好。EWP-2型連續(xù)運(yùn)行了3個(gè)多月，運(yùn)行正常，出水水質(zhì)穩(wěn)定。結(jié)果見(jiàn)表3。表3第三試驗(yàn)階段試試驗(yàn)結(jié)果時(shí)間原水/(mg·L-11)凈化器出水/(mmg·L-11)污泥罐出水/(mmg·L-11)Hg2+Zn2+Mn2+Hg2+Zn2+Mn2+Hg2+Zn2+Mn2+0.785179.819.400.01502.990.290.03207.211.800.508275.217.900.01363.570.770.02244.241.080.0932124.811.340.00183.120.110.01901.540.57平均數(shù)0.462193.2716.210.01013.220.390.02454.331.16排放標(biāo)準(zhǔn)

0.05003.002.0

去除率/%

97.898.397.6

注：數(shù)據(jù)由廣州環(huán)保科學(xué)研究所檢測(cè)3污泥處理3.1重金屬在污泥中的穩(wěn)定性

電池廢水處理后所產(chǎn)生的污泥包含了所去除的所有重金屬，若處理不當(dāng)，必會(huì)造成嚴(yán)重的二次污染。從理論上講，重金屬經(jīng)與CO32-、OH-反應(yīng)后產(chǎn)生碳酸鹽或氫氧化物沉淀物，重金屬不再以離子形式存在于污泥中。由于EWP高效污水凈化器之所以能做到高效率、運(yùn)行費(fèi)低，就是靠其內(nèi)部的由重金屬沉淀物產(chǎn)生的吸附過(guò)濾污泥床。所添加的藥劑量?jī)H夠與部分重金屬反應(yīng)，仍有少部分的重金屬靠泥床的吸附作用去除，但這種吸附性是較微弱的，一旦將這些污泥排入自然界，它們極有可能因受外因的作用而又以離子的形式進(jìn)入土壤，對(duì)環(huán)境造成污染。

對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，由于陽(yáng)離子吸附劑2對(duì)重金屬離子具有較強(qiáng)的陽(yáng)離子交換作用，該吸附劑含有Na基，遇到重金屬離子時(shí)，Na+離子與重金屬離子交換，金屬離子與陽(yáng)離子吸附劑2產(chǎn)生絡(luò)合物沉淀。

經(jīng)對(duì)污泥脫水機(jī)排出的水樣進(jìn)行重金屬離子檢測(cè)，驗(yàn)證了經(jīng)EWP凈化器產(chǎn)生的污泥不會(huì)或極少產(chǎn)生二次污染。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。結(jié)果表明，污泥所含水份中重金屬的指標(biāo)基本達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，即重金屬污染物已轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化合物存在于污泥中。表4污泥經(jīng)脫水排出出的水的檢測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間檢測(cè)項(xiàng)目/(mgg·L-1)Hg2+Zn2+Mn2+0.00503.0800.5400.00503.0600.5700.00452.0940.4580.00522.0080.3480.00661.4330.1300.01163.7050.7120.01042.7540.3820.01012.0280.348平均數(shù)0.00732.5200.4363.2污泥脫水

重金屬污泥脫水采用了離心脫水機(jī)。即將污泥加入改裝后的洗衣機(jī)內(nèi)的毛毯袋中，進(jìn)行脫水。脫水后污泥含水量為80.7％。4結(jié)論4.1試驗(yàn)證明，廢水中無(wú)論含有幾種重金屬污染物，只要其中有一種重金屬能生成絮凝沉淀物，就能在EWP高效污水凈化器內(nèi)產(chǎn)生泥床，而此泥床對(duì)其它重金屬產(chǎn)生良好的吸附過(guò)濾作用，因而達(dá)到同時(shí)處理幾種污染物的效果。

4.2由于添加了兩種重金屬離子吸附劑，使處理效果不但不受廢水污染物濃度的影響，且所形成的吸附濾床因含有重金屬離子吸附劑，吸附效果更好。

4.3經(jīng)檢測(cè)，處理后的廢水中的Hg2+、Mn2+的平均指標(biāo)低于廣州市一級(jí)新擴(kuò)改標(biāo)準(zhǔn)（最嚴(yán)格的），Zn2+低于廣州市二級(jí)新擴(kuò)改標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到試驗(yàn)要求。

4.4處理噸水所需的藥劑費(fèi)用約為0.7