王楠-含铅废水处理技术及应用实例 5页

'含铅废水处理技术及应用实例摘要：详细介绍了含铅废水的5种主要处理方法，包括化学沉淀法、离子交换法、液膜法、生物吸附法及电解法，对各种方法的优缺点及发展现状进行了介绍，另外，还对含铅废水处理的前景进行了展望，提出了电解法与离子交换法或与生物吸附法相结合是处理含铅废水的发展方向。并以铅酸蓄电池厂含铅废水处理工艺为例，说明含铅废水处理技术的实际应用。关键词：铅；废水处理；回收；展望ThetreatmenttechnologyforwastewatercontainingPb2+anditspracticalapplicationtAbstract：FivecommonmethodsofcontrolofwastewatercontainingPb2+includingchemicalprecipitation，ionexchange，liquidfilm,bio-adsorption，andelectrolysisarestatedindetail．Andtheadvantagesanddisadvantagesofthemethodsandtheactualstatushavebeenstated．Itisalsopointedoutthatthecombinationofelectrolysiswithion　exchangeorwithbio-adsorptionisthedirectionofcontrolofwastewatercontainingPb2+.Andleadwastewatertreatmentprocessoflead-acidbatteryfactoryasanexample,explainthepracticalapplicationofwastewatertreatmenttechnologywithlead.Keywords：lead；wastewatertreatment；recovery；prospect铅常被用作原料应用于蓄电池、电镀、颜料、橡胶、农药、燃料等制造业。铅板制作工艺中排放的酸性废水(pH3=铅浓度最高，电镀废液产生的废水铅浓度也很高。铅是自然界分布很广的元素,也是工业中常使用的元素之一。铅和可溶性铅盐都有毒性，含铅废水对人体健康和动植物生长都有严重危害。如每日摄取铅量超过0.3-1.0mg，就可在人体内积累，引起贫血、神经炎等。随着工业技术的迅速发展，工业废水中的重金属铅作为一类污染物，国家排放标准中明确规定含铅废水的排放标准为铅总含1mg/L。一、含铅废水的来源含铅废水来自各种电池车间、选矿厂、石油化工厂等。电池工业是含铅废水的最主要来源，据报道，每生产1个电池就造成铅损失4.54-6810mg，其次是石油工业生产汽油添加剂。尽管铅不如铜、镉那样常见，但它却是废水中的普通组分。尤其是电池厂在生产过程中产生大量含铅废水，废水中铅含量超出国家标准百倍，对地下水源构成很大威胁，如果不进行处理而任意排放，必然给环境与社会带来极大的危害。二、含铅废水处理工艺目前含铅废水的处理工艺，应用较多、较成熟可靠的技术有：离子交换法、沉淀法、吸附法以及以上工艺的组合。1.离子交换法 离子交换法的原理是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法，常用的离子交换剂有离子交换树脂、沸石等。离子交换是靠交换剂自身所带的能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子通过离子交换来实现的。推动离子交换的动力是离子间浓度差和交换剂上的功能基对离子的亲和能力。离子交换法除铅工艺的特点是：a．除铅彻底，工业含铅废水可实现达标排放。b．对环境污染危害小，污泥少。c．离子交换树脂的使用寿命长达5年以上，可经再生反复使用。d．离子交换装置占地面积小。2.沉淀法沉淀法是工业处理含铅废水的一种重要工艺，主要分为化学沉淀法和物理沉淀法，化学沉淀法主要是选择合适的化学沉淀剂将铅离子转化为不溶性的铅盐与无机颗粒一起沉降。物理沉淀法主要是絮凝沉淀法，选择主要的絮凝剂使铅离子变成中性的微粒，在分子的作用下，加快沉降速度，实现固液分离。1)化学沉淀法化学沉淀法是目前使用较为普遍的方法。其又可以分为a．氢氧化物沉淀法．b．硫化物沉淀法；c．碳酸盐沉淀法等等。所用沉淀剂有：石灰、烧碱、硫化盐、纯碱以及磷酸盐。其中氢氧化物沉淀法应用较多。重金属离子与0H一离子能否生成难溶的氢氧化物沉淀，取决于溶液中重金属离子的浓度和0H的浓度。最有效的氢氧化铅沉淀发生在pH值为9.2-9.5时，在此pH值范围内处理的排水，铅含量为0.01-0.03mg／L，在更高的pH值时会出现反溶现象，氢氧化物沉淀形成的效果急速下降，所以控制好pH值是本方法的关键。硫化物沉淀法是向溶液中投入硫化钠等沉淀剂，使废水中的Pb生成Pbs沉淀，Pbs溶解度很小，其溶度积为3.48*10-28，在热水中几乎不溶，每除去lmg铅离子理论上只需加入0．1544mg硫离子。磷酸盐沉淀法是以Na3PO4。作沉淀剂，生成Pb3(PO4)2：沉淀。其在水中的溶解度很小。有利于从废水中沉淀析出。2)絮凝法利用向废水中投加絮凝剂的方法，捕捉重金属，形成与废水中杂质粒子带相仿电荷的胶体，然后靠重力沉降予以分离，目前国内常用的絮凝剂有金属盐类和高分子聚合物两大类。前者主要有铝盐和铁盐，后者主要有聚丙烯酞胺等。3.吸附法吸附法也是一种常用的含铅废水处理工艺，根据它的作用机理的不同也可以分为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剂特殊的物理化学性质，如较高的表面活性、较大的比表面积、特殊的微孔结构等。常用的吸附剂有改性膨润土、粉煤灰、沸石、陶土、活性炭等。这种处理工艺具有除铅效率高、成本适中、不造成二次污染的特点，因此具有良好的使用前景，特别是对一些吸附剂的改性之后处理效果更加可观。2)生物吸附法 微生物对重金属具有很强的亲和吸附性能，通过物理化学作用将重金属吸附在胞外聚合物的结合点上，从而从水中去除，活的和死的微生物对重金属离子都有较强的吸附能力。这些微生物主要有藻类、真菌、细菌等。该法以其原材料来源丰富、成本低、吸附速度快、吸附量大、选择性好、无毒、无害、无二次污染等特点正受到越来越多的重视。4.铅蓄电池厂含铅废水以及处理措施情况4.1废水情况某企业在开发区内建设密封免维护蓄电池项目，年生产规模为100万kVAh／a。含铅废水主要来源于化成极板的漂洗、蓄电池装成后清洗、车间含铅烟、铅尘废气处理以及车间地面冲洗中产的废水，含铅废水量平均在240m3／d。其混合废水以及车间出水水质要求如表1所示。 4.2项目处理工艺的设计4.2.1处理工艺流程设计了混凝沉淀与石英砂过滤用于蓄电池厂含铅废水的处理和回用工程。实际运行中还是有一定量的重复利用尾水需要外排，本项目采用沉淀和活性炭吸附的处理工艺，尽量避免外排的出现。其处理流程如图1所式4.2.2工艺叙述 (1)调节池：主要用于调节水质，同时使废水中的铅尘和泥沙等能够得到有效的沉淀和收集。调节池采用折流式。调节池安装液位控制器，控制泵的运行。 (2)pH调节与反应池：pH调节与反应池间歇式操作。调节池中含铅污水由泵提升进入pH调节与反应池。达到控制的水位后，碱液泵开始运行，同时开启搅拌机。pH调节由pH自动控制仪控制。 (3)混凝与沉淀：混凝沉淀设计在一起。混凝土在提升管道内开始，在混凝池中完成；沉淀在平流沉淀池完成；反应池出水经泵提升进入混凝槽，絮凝剂采用PAC （聚合氯化铝），投加采用泵自动前吸人的方式；助凝剂采用PAM（聚丙烯酰胺），在提升管末段加入，由加药泵投加。 (4)过滤与吸附：一些蓄电池企业的污水设施运行表示，单纯采用沉淀处理铅效果虽然有限，但其他污染物浓度已经很低，只需要对铅进行一步处理就完全可以回用，否则处理后需要外排到其他废水中进一步处理，增加处理成本。因此本工程采用活性炭进行吸附，对铅进一步深度处理，以及去除尾水中夹带的悬浮物。过滤池采用旋转布水器布水。(5)尾水回用系统：由清水池、液位控制器、变频装置、泵、管道组成。定时对水回用。4.3工艺运行4.3.1调试采用氢氧化钠溶液作为沉淀剂，控制反应罐的pH为9～10。混凝沉淀采用聚铝作为絮凝剂，采用聚丙烯酰胺为助凝剂。其中聚铝的投加量为50～100mg／L，采用提升泵吸人方式投加；聚丙烯酰胺的投加量为10～20mg／L，采用加药泵投加。4.3.2效果本工程已通过省级环境监测站的验收监测，从2007年6月正式运行。其处理效果如表3所示。处理后的尾水回用于地面冲洗、烟气处理、冷却与其他冲洗用水等。  4.4经济技术分析4.4.1运行费用①电费：项目运行中的耗电器主要为泵，每吨废水耗电量为0.4kwh；运行费用为0.36元/t废水。②药剂 (主要为活性炭 )的费用为1.21元／t废水。③人工总费用为80元/d，为0.33元/t废水。合计每吨水的处理费用约为1.9元，460元/d。回用尾水约在220t/d，按照每吨工业用水3元计算，节省用水费用为660元/d。回用后每年可节省费用6万元。 5结论5.1在铅沉淀物生成段采用间歇式操作，有利于含铅废水的处理。 5.2采用沉淀反应、混凝沉淀、活性炭吸附的处理工艺对含铅废水进行处理是可行的。 5.3铅酸蓄电池厂的含铅废水经过合适的处理工艺处理后能回用到生产中去。尾水的回用减少了废水的排放，产生环境效益的同时，又有一定的经济效益。'