在制造蓄電池過程中所產(chǎn)生的廢水主要來自配酸、涂板和化成三個工藝,主要含有溶解鉛,硫酸鉛和其他有機(jī)添加劑和機(jī)油等,除此還含有生活污水以及車間地坪沖洗廢水。鉛離子作為蓄電池廢水的主要輸出的重金屬離子,若不妥善處置排放至環(huán)境,將會對環(huán)境形成嚴(yán)重的污染,危害人們安康。目前鉛酸電池廢水的處置辦法主要有物理處置法和化學(xué)處置法和生物法三大類。
1、物理處置辦法
1.1 吸附法
吸附法作為常用的鉛蓄電池工業(yè)廢水處理辦法之一,其簡單高效,產(chǎn)生污泥量少,不斷在去除重金屬和難降解污染方面有著共同優(yōu)勢。其主要分為物理吸附和生物吸附。物理吸附主要有常見的活性炭、樹脂和電氣石等,而其他物理吸附劑以及生物吸附劑能得到實踐推行應(yīng)用很少。張青等研討發(fā)現(xiàn)當(dāng)電氣石粒徑為0.5μm,反響pH=6.0,吸附時間為20min時,用于處置鉛初始質(zhì)量為18~41mg/L的蓄電池廢水,鉛的去除率可達(dá)99.5%。
電氣石在國外水處置行業(yè)盛行,在我國廢水處置中較少應(yīng)用。因而,開發(fā)高效的吸附資料應(yīng)用于重金屬廢水中不斷是研討者的熱點方向。Tao等以污泥和甘蔗渣為原料制備對蓄電池廢水中的Pb(II)吸附的吸附劑,在800℃下熱解0.5h,得到最大外表積為806.57m2/g的有機(jī)官能團(tuán)。研討標(biāo)明,在pH=4.0的條件下,60%硝酸時對Pb(II)的吸附量最高。Zhou[6]等采用簡單的一步溶膠——凝膠法制備了海綿狀的聚硅氧烷氧化石墨烯(PSGO)凝膠吸附劑用于去除廢水中的鉛。研討發(fā)現(xiàn)對Pb(II)的最大吸附量到達(dá)256mg/g。其具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度和高效的吸附/再生才能,可反復(fù)運用性。在靜態(tài)處置工藝中,經(jīng)過5個循環(huán)后,實踐工業(yè)廢水中Pb(II)可由3.225mg/L將至0.01mg/L以下。值得留意的是,在固定床柱中原位再生PS-GO凝膠吸附劑是可行的,具有污泥量少的優(yōu)點??勺鳛榇蠓秶郊夹g(shù)處置實踐重金屬廢水的技術(shù)。
1.2 膜別離法
膜別離辦法是應(yīng)用選擇性透過原理展開的,使Pb(II)和懸浮物和有機(jī)分子等其他污染物被截留而水分子經(jīng)過膜孔完成凈化。在鉛蓄電池廢水中運用較多的膜別離法有液膜,超濾和反浸透等,其具有操作便當(dāng)、效率高、浸透量大和不易產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點。
其中膠團(tuán)強(qiáng)化超濾技術(shù)(MEUF)是指向廢水中參加適量外表活性劑,到達(dá)一定濃度構(gòu)成膠團(tuán),使水中的重金屬吸附或鍵合在膠團(tuán)中,并被超濾膜截留。張志彬等討論鼠李糖脂強(qiáng)化超濾技術(shù)對含鉛廢水的處置效果。研討標(biāo)明,影響重金屬離子鉛去除率要素主要是pH值,鼠李糖脂濃度次之。其最佳條件為鼠李糖脂濃度為8CMC,pH=9,操作壓力為300kPa,最大Pb(II)去除率可到達(dá)89.66%。國外也有采用為微納米氣泡技術(shù)(MNBS)對含鉛及強(qiáng)酸性等重金屬工業(yè)水體(譬如鋁(14.967mg/L)、鉛(4.227mg/L)、強(qiáng)酸性(pH為0.55))實行處置。其中空氣壓力為90Pa,MNB的尺寸為7μm,水流量為4.67L/min。應(yīng)用微納米氣泡技術(shù)處置不同濃度的鉛廢水,其研討結(jié)果標(biāo)明,鉛的去除率能到達(dá)93.75%以上。
反浸透處置辦法具有本錢低廉,處置工藝穩(wěn)定牢靠的特性,目前其曾經(jīng)在含鉛廢水中得到普遍應(yīng)用。李紅藝等[11]經(jīng)過調(diào)理pH值,然后依次參加Na2S、硫酸亞鐵、PAC、PAM工藝,對鉛酸電池廠反浸透處置濃水實行鉛離子、鎘離子的有效去除實行研討。研討標(biāo)明,pH調(diào)理為9.5,依次參加200mg/LNa2S、50mg/LFeSO4、10mg/L聚合氯化鋁(PAC)、5mg/L聚丙烯酰胺(PAM)時,濃水中Pb2+、Cd2+被沉淀劑去除效率分別為98.2%、95.8%。這讓反浸透濃水難以處置的難題得以緩解。
1.3 離子交流法
離子交流法是靠交流劑本身的自在離子與被處置溶液中離子交流完成的。普通有離子交流樹脂、沸石等。近些年來,各種各樣新興樹脂或優(yōu)化后的商業(yè)樹脂層出不窮。而離子交流樹脂關(guān)于金屬離子而言,是一種良好吸附劑,分離鉛蓄電池廢水酸性,鉛濃度低的水質(zhì)特性,合適運用離子交流樹脂來吸附Pb2+,進(jìn)而經(jīng)過化學(xué)沉淀處置技術(shù)除鉛,并且鉛泥可直接回收。李冰璟等將螯合樹脂、強(qiáng)酸樹脂和弱酸樹脂實行比擬來研討對鉛酸蓄電池生產(chǎn)廢水的鉛去除效果。研討發(fā)現(xiàn),強(qiáng)酸樹脂最為適用,其均衡接觸時間為30h,pH為2.5,而且恰當(dāng)提升廢水流速和吸附溫度均能對強(qiáng)酸樹脂的吸附起到促進(jìn)效果。但因本錢性問題,尚未應(yīng)用于工程中。
2、化學(xué)處置辦法
2.1 化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法是在鉛蓄電池廢水中參加沉淀劑實行反響,比方石灰,氫氧化鎂,燒堿,磷酸鹽以及硫化物,最終使鉛離子以沉淀物的方式析出?;瘜W(xué)沉淀法是目前運用較為普遍的辦法,其處置效果較好。
何緒文等研討硫化鈉沉淀法處置含鉛廢水,研討標(biāo)明Pb2+與Na2S的加藥量的最佳物質(zhì)之比為3。其中當(dāng)pH>6時,經(jīng)過化學(xué)沉淀反響后,鉛濃度能到達(dá)排放規(guī)范,沉淀物的粒徑為2.62μm,去除率穩(wěn)定且約為99.60%。
柳健等以實踐蓄電池廢水作為研討對象來研討化學(xué)沉淀法的最佳工況,研討標(biāo)明:
(1)關(guān)于實踐鉛酸蓄電池廢水的最佳pH為7.5~11.5;
(2)固體懸浮物的吸附作用和共沉淀作用都能使使廢水中的鉛去除更快更完整;
(3)溫度在適宜范圍內(nèi)升高有利于實踐廢水中Pb(II)的去除。
2.2 絮凝法
絮凝法是指在鉛酸蓄電池廢水中投加一定量絮凝劑凝聚水中金屬離子。絮凝劑的品種繁多,主要分為無機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑、微生物絮凝劑和復(fù)合絮凝劑幾種。而絮凝法分為化學(xué)絮凝法和電絮凝法。
無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絮凝劑具有電中和以及吸附架橋才能,絮凝效果更為突顯。雖然復(fù)合絮凝劑也存在難降解、污染環(huán)境的問題,但能應(yīng)用水質(zhì)的范圍廣,藥品運用量少,效率高,仍不失為是一種優(yōu)選的絮凝劑。尹大偉研發(fā)的PAC-CTS復(fù)合絮凝劑用于處置60mg/L含鉛、銅的合成廢水,當(dāng)調(diào)理pH=8、投加量為5mg/L時Pb2+去除率為72%。PAC-CTS的協(xié)同作用能提升絮凝效果以及降低投藥量。
而電絮凝法是電解法與化學(xué)絮凝法的分離體,應(yīng)用可溶性陽極在外電流作用下被溶蝕、氧化生成大量陽離子,再經(jīng)過水解、聚協(xié)作用生成一系列多核膠體到達(dá)去除鉛離子的效果。
陳寒秋等采用電絮凝技術(shù)處置后,連續(xù)兩個月出水水質(zhì)檢測結(jié)果標(biāo)明,廢水經(jīng)電絮凝法深度處置系統(tǒng)中的Pb日均去除率可到達(dá)97.50%。電絮凝法具有設(shè)備占空中積小,操作煩瑣、能完成廢水的深度處置等優(yōu)點,缺陷是耗電量大、同時需求參加大量電解質(zhì)。耗電量低、具有周期換向的高壓脈沖信號電化學(xué)反響器的電絮凝法將是今后研討的方向。
2.3 電解法
鉛蓄電池廢水中的電解法是指應(yīng)用電解的原理,使廢水中的鉛離子得到電子復(fù)原為金屬鉛,是一種完成廢水凈化且無害的辦法。但是該辦法運轉(zhuǎn)操作難度大,目前普通在高濃度的含鉛廢水中應(yīng)用。有研討人員提出了三維電解的思緒,研討發(fā)現(xiàn)以泡沫銅最為陰極的三維電極明顯優(yōu)于以不銹鋼板的二維電極,且鉛的回收率可到達(dá)85%。三維電極因其電極外表積增大,低電流密度仍能運轉(zhuǎn)和濃差極化小特性,被視為潛力的蓄電池廢水處置辦法。
3、組合工藝
關(guān)于鉛酸蓄電池廢水處置辦法眾多,各有其優(yōu)缺陷,要到達(dá)深度處置且有效防治水體中的鉛污染,光靠一種技術(shù)是難以完成的。其中絮凝+沉淀/氣浮是蓄電池廢水處置流程中應(yīng)用最為普遍的操作單元之一,但筆者以為分離實踐狀況,結(jié)合其他技術(shù)共建合理的處置工藝體系十分必要。
筆者在查看文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)針對pH3~5,COD150mg/L,Pb2+在24~29左右的廢水,近幾年大致上均采用混凝沉淀和吸附劑吸附的組合工藝。王雅均等設(shè)計混凝沉淀+石英砂過濾處置鉛酸蓄電池廢水,實踐運轉(zhuǎn)中還是存在一定量的反復(fù)應(yīng)用尾水需外排,這形成一定工序冗雜。然后期工藝改造,大多以活性炭吸附來取代,在一定水平上盡量防止了外排的呈現(xiàn)。
蔣克彬等人采用混凝沉淀(以NaOH作為沉淀劑)+活性炭吸附的處置工藝來考證鉛酸蓄電池廠廢水的可行性。劉秀偉等根據(jù)所調(diào)研的鉛酸廢水水質(zhì)以及出水規(guī)范,選擇單一的物理、生物以及化學(xué)處置辦法等都無法滿足請求;進(jìn)而選擇采用中和—混凝沉淀—活性炭吸附的組合工藝來處置后,出水COD<50mg/L,Pb2+<0.9mg/L,滿足《污水綜合排放規(guī)范》的一類規(guī)范請求,且此組合工藝操作便當(dāng)、設(shè)備運用時間長、運轉(zhuǎn)本錢低。孟祥超等則采用“二級沉淀+生化+活性炭過濾”組合工藝處置。其主控要素是pH。在堿性環(huán)境下廢水實行混凝沉淀處置除鉛,出水后調(diào)理pH至中性。而所采用的“生化+活性炭過濾”工藝是起到深度處置的作用。
4、結(jié)論與瞻望
依據(jù)多年的生產(chǎn)和研討成果來看,采用一種辦法管理現(xiàn)行日益復(fù)雜的含鉛廢水是不可行的。必需依據(jù)生產(chǎn)工藝、水質(zhì)水量狀況以及當(dāng)?shù)氐恼吆突厥諔?yīng)用的狀況,結(jié)合多種辦法來優(yōu)化工藝,完成含鉛廢水的綜合管理。此外,電解法,一體化凈化器,吸附法等新興重金屬廢水處置辦法呈現(xiàn),但是目前的技術(shù)應(yīng)用方面還需求不時完善,化學(xué)沉淀和絮凝沉淀因其簡單易行,操作便當(dāng),低本錢仍是目前最普遍運用的處置辦法。但是也有弊端,對重金屬離子不具備選擇性,構(gòu)成大量的聚合污泥容易梗塞膜,化學(xué)沉淀法合適處置重金屬濃度較高的廢水等。因而針對相關(guān)問題,筆者以為:
(1)處置高濃度的蓄電池廢水可采用化學(xué)沉淀法或絮凝沉淀法,低濃度的含鉛廢水可思索吸附法或離子交流法,能完成高請求排放,能對環(huán)境的危害降至最低;
(2)化學(xué)沉淀法與生物法相分離,以化學(xué)沉淀法作為預(yù)處置;
(3)在常規(guī)的絮凝工藝中,絮凝過程中適量投加助凝劑和恰當(dāng)污泥回流均能改善絮凝效果,有利于廢水中鉛的去除。
要更好完善含鉛廢水處置工藝,更節(jié)約資源,處置本錢,改良和探究開發(fā)電池生產(chǎn)工藝是根本戰(zhàn)略,大量推進(jìn)清潔生產(chǎn);而關(guān)于廢水的處置,盡可能不時嘗試應(yīng)用新興處置工藝,新老分離,不時優(yōu)化,盡可能從廢水中搜集再應(yīng)用物質(zhì),力圖經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益共贏。