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污水处理技术篇:含铅废水处理工艺

时间:2015-06-15 07:58 来源: 作者: 点击:

节能环保网讯: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0.3-1.0 mg, 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1 mg/ 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, 但它却是工业废水中的普通组分。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、电解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。

在对炸药厂废水的处理研究中,使用强酸性阳离子交换树脂、在pH值5.0—5.2时,用磷酸树脂对排放水进行离子交换处理,铅含量可降到O.20一O.53mg/L;在对离子交换工艺及相应工艺条件运行及考察,含铅量10m∥L的废水经离子交换处理,排出水含铅量为0.14一O.18mg/L,达到国家排放水质量标准。利用由氯甲基化交联的聚苯乙烯氧化制得的带羧基的弱酸树脂强酸性阳离子交换树脂,在pH=2.5、流速为15夥小时,可以处理700倍树脂体积的废液流,排放量可以达到0.01毫影升以下。

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O.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Na3P04。作沉淀剂,生成Pb3(p04)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. 电解法

电解法的原理是重金属离子在阴极表面得到电子而被还原为金属。电解法处理废水一般无需加入很多化学药品,处理简单、占地面积小、管理方便、污泥量小,所以被称为清洁处理法。这种方法可直接得到纯金属,可以回收使用重金属。三维电极电解法的提出是电解法的革新,使得含铅废水通过点解法的深度进化成为可能。三维电极电解法通过增大电极表面积实现低电流密度下电解,减小了浓差极化,从而提高了电流效率。目前使用三维电极电解处理废水中的Cu“已经取得了较好的效果,并已应用于实践中。R-C•Wjdener等人使用网状玻璃炭电极对酸性含铅废水进行了研究,在一O.8 V(vs.SCE)的电位下,使用O.5moL/L硼酸作缓冲溶液,得出最佳条件是阴极孔隙率80 ppi,流速240L/h。可使初始浓度为50mg/L的含铅废水降至0.1 mg/L,电流效率还可达到14%。实现了含铅废水的深度净化。

原标题:含铅废水处理工艺

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