含鉛廢水處理工藝
鉛(qian)常(chang)被(bei)用作原料應用于蓄電(dian)(dian)池(chi)、電(dian)(dian)鍍、顏料、橡(xiang)膠、農藥、燃料等(deng)制(zhi)造(zao)業。鉛(qian)板制(zhi)作工藝中排放(fang)的(de)酸性廢水(pH3=鉛(qian)濃度最(zui)高，電(dian)(dian)鍍廢液產生(sheng)的(de)廢水鉛(qian)濃度也(ye)很高。
鉛是(shi)自然界分布很廣的(de)元(yuan)素, 也(ye)是(shi)工業中(zhong)常(chang)使(shi)用的(de)元(yuan)素之一。鉛和可溶(rong)性(xing)(xing)鉛鹽都有毒性(xing)(xing), 含鉛廢水對(dui)人(ren)體健康和動植物生(sheng)長都有嚴重危害。如(ru)每日攝取鉛量超(chao)過(guo)0.3-1.0 mg, 就可在人(ren)體內積累(lei), 引起貧血、神經炎等。隨著(zhu)工業技(ji)術的(de)迅速發展(zhan), 工業廢水中(zhong)的(de)重金屬鉛作(zuo)為一類污染物, 國家排(pai)放(fang)標準中(zhong)明確規定含鉛廢水的(de)排(pai)放(fang)標準為鉛總含1 mg/ L。
一、含鉛廢水的來源
含(han)鉛廢水來(lai)自各(ge)種電池車間、選(xuan)礦廠、石(shi)油(you)化工廠等。電池工業是含(han)鉛廢水的(de)最主要來(lai)源, 據報道, 每生產1 個(ge)電池就造成(cheng)鉛損失(shi)4.54-6810mg, 其(qi)次是石(shi)油(you)工業生產汽油(you)添加劑。
盡管(guan)鉛(qian)不如銅、鎘(ge)那樣常(chang)見, 但它卻是廢水中的(de)普通組分。尤其是電池廠在(zai)生產過程(cheng)中產生大量含鉛(qian)廢水, 廢水中鉛(qian)含量超出國家標準百倍, 對地(di)下水源(yuan)構成很大威脅, 如果不進行處理而任(ren)意排放, 必然給環境與(yu)社會帶來(lai)極大的(de)危害。
二(er)、含鉛廢水處理工(gong)藝(yi)
目(mu)前(qian)含鉛廢水的(de)處理工(gong)藝，應用較(jiao)多、較(jiao)成熟(shu)可靠的(de)技術有(you)：離子交(jiao)換法(fa)、沉淀法(fa)、吸附法(fa)、電解(jie)法(fa)以及以上工(gong)藝的(de)組合(he)。
1. 離子(zi)交換法(fa)
離(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)法(fa)的(de)(de)原理是(shi)利(li)用(yong)離(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)劑分離(li)廢水中有害物質的(de)(de)方法(fa)，常(chang)用(yong)的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)劑有離(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)樹脂、沸石等(deng)。離(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)是(shi)靠交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)劑自身所帶的(de)(de)能自由移(yi)動(dong)的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)與(yu)被處理的(de)(de)溶液(ye)中的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)通過離(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)來實現的(de)(de)。推(tui)動(dong)離(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)的(de)(de)動(dong)力(li)是(shi)離(li)子(zi)(zi)(zi)間濃(nong)度差和交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)劑上的(de)(de)功能基(ji)對離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)親和能力(li)。
在對(dui)炸藥廠(chang)廢(fei)水的(de)處理研究中，使用(yong)(yong)強(qiang)酸(suan)性陽離子(zi)交(jiao)換(huan)樹脂、在pH值5.0—5.2時(shi)，用(yong)(yong)磷酸(suan)樹脂對(dui)排(pai)放水進行(xing)離子(zi)交(jiao)換(huan)處理，鉛(qian)含(han)量(liang)可(ke)(ke)降(jiang)到(dao)O.20一(yi)O.53mg/L;在對(dui)離子(zi)交(jiao)換(huan)工藝及(ji)相應工藝條件運行(xing)及(ji)考察，含(han)鉛(qian)量(liang)10m∥L的(de)廢(fei)水經離子(zi)交(jiao)換(huan)處理，排(pai)出(chu)水含(han)鉛(qian)量(liang)為0.14一(yi)O.18mg/L，達到(dao)國家排(pai)放水質(zhi)量(liang)標準(zhun)。利用(yong)(yong)由(you)氯甲基(ji)化(hua)交(jiao)聯的(de)聚苯乙烯氧化(hua)制得的(de)帶(dai)羧基(ji)的(de)弱酸(suan)樹脂強(qiang)酸(suan)性陽離子(zi)交(jiao)換(huan)樹脂，在pH=2.5、流(liu)速為15夥小(xiao)時(shi)，可(ke)(ke)以(yi)處理700倍樹脂體(ti)積(ji)的(de)廢(fei)液流(liu)，排(pai)放量(liang)可(ke)(ke)以(yi)達到(dao)0.01毫(hao)影(ying)升以(yi)下。
離(li)子交換法(fa)除鉛(qian)工藝的(de)(de)特(te)點是：a.除鉛(qian)徹(che)底，工業含鉛(qian)廢(fei)水可實現達標(biao)排放。b.對環境污染(ran)危害(hai)小，污泥(ni)少。c.離(li)子交換樹脂的(de)(de)使用(yong)壽命長達5年以上，可經再生反復使用(yong)。d.離(li)子交換裝置(zhi)占地面積小。
2. 沉淀法
沉(chen)淀(dian)法(fa)(fa)是工(gong)業處理含鉛(qian)廢(fei)水的(de)(de)一種重要(yao)工(gong)藝(yi)，主要(yao)分為化(hua)學沉(chen)淀(dian)法(fa)(fa)和(he)物(wu)理沉(chen)淀(dian)法(fa)(fa)，化(hua)學沉(chen)淀(dian)法(fa)(fa)主要(yao)是選擇合(he)適的(de)(de)化(hua)學沉(chen)淀(dian)劑將(jiang)鉛(qian)離(li)子(zi)轉化(hua)為不溶性的(de)(de)鉛(qian)鹽與無機顆粒一起沉(chen)降。物(wu)理沉(chen)淀(dian)法(fa)(fa)主要(yao)是絮凝沉(chen)淀(dian)法(fa)(fa)，選擇主要(yao)的(de)(de)絮凝劑使鉛(qian)離(li)子(zi)變(bian)成中性的(de)(de)微粒，在分子(zi)的(de)(de)作(zuo)用下，加快沉(chen)降速度，實(shi)現(xian)固液分離(li)。
1) 化學(xue)沉淀(dian)法
化(hua)(hua)學沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)法(fa)(fa)(fa)是(shi)目前(qian)使用(yong)較為普遍的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)。其(qi)又可以(yi)(yi)分為a.氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)法(fa)(fa)(fa).b.硫化(hua)(hua)物(wu)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)法(fa)(fa)(fa);c.碳酸鹽沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)法(fa)(fa)(fa)等等。所(suo)用(yong)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)有(you)：石灰、燒堿(jian)、硫化(hua)(hua)鹽、純堿(jian)以(yi)(yi)及磷酸鹽。其(qi)中(zhong)(zhong)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)法(fa)(fa)(fa)應用(yong)較多。重(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)離子(zi)與0H一離子(zi)能否生(sheng)成難(nan)溶(rong)(rong)的(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)，取(qu)決于溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)重(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)離子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)濃度(du)(du)和(he)0H的(de)(de)(de)(de)(de)濃度(du)(du)。最有(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鉛沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)發(fa)生(sheng)在(zai)pH值(zhi)為9.2-9.5時，在(zai)此pH值(zhi)范圍內處理的(de)(de)(de)(de)(de)排水，鉛含(han)量為O.01-0.03mg/L，在(zai)更高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)pH值(zhi)時會出(chu)現反溶(rong)(rong)現象，氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)形(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)效果(guo)急速下(xia)降，所(suo)以(yi)(yi)控制好pH值(zhi)是(shi)本方(fang)法(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)關鍵。硫化(hua)(hua)物(wu)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)法(fa)(fa)(fa)是(shi)向溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)投入硫化(hua)(hua)鈉等沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)，使廢水中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)Pb生(sheng)成Pbs沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)，Pbs溶(rong)(rong)解度(du)(du)很小，其(qi)溶(rong)(rong)度(du)(du)積為3.48*10-28，在(zai)熱水中(zhong)(zhong)幾乎不溶(rong)(rong)，每除(chu)去lmg鉛離子(zi)理論上只需加(jia)入0.1544mg硫離子(zi)。磷酸鹽沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)法(fa)(fa)(fa)是(shi)以(yi)(yi)Na3P04。作沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)劑(ji)(ji)，生(sheng)成Pb3(p04)2：沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)。其(qi)在(zai)水中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解度(du)(du)很小。有(you)利(li)于從廢水中(zhong)(zhong)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)析(xi)出(chu)。
2) 絮凝法
利用向廢水(shui)中(zhong)投(tou)加絮凝(ning)劑的方法，捕捉重(zhong)金(jin)屬，形成與廢水(shui)中(zhong)雜質粒子(zi)帶(dai)相(xiang)仿電荷的膠(jiao)體，然后(hou)靠重(zhong)力(li)沉降予以分離，目(mu)前(qian)國(guo)內常用的絮凝(ning)劑有(you)金(jin)屬鹽(yan)類和(he)(he)高分子(zi)聚合物兩(liang)大類。前(qian)者主要有(you)鋁(lv)鹽(yan)和(he)(he)鐵(tie)鹽(yan)，后(hou)者主要有(you)聚丙烯酞胺(an)等。
2. 吸附法
吸(xi)(xi)附(fu)法(fa)也是一(yi)種常用的(de)含(han)鉛廢水(shui)處理(li)工藝(yi)，根據它的(de)作用機(ji)理(li)的(de)不(bu)同也可以(yi)分為物(wu)理(li)吸(xi)(xi)附(fu)法(fa)和(he)生物(wu)吸(xi)(xi)附(fu)法(fa)。
1) 物理吸附法
物理(li)吸附(fu)法是(shi)利(li)用(yong)吸附(fu)劑特殊的(de)(de)物理(li)化學性(xing)質，如較(jiao)高的(de)(de)表(biao)面(mian)活(huo)性(xing)、較(jiao)大(da)的(de)(de)比表(biao)面(mian)積(ji)、特殊的(de)(de)微孔結構等(deng)。常用(yong)的(de)(de)吸附(fu)劑有(you)(you)改性(xing)膨潤(run)土、粉煤(mei)灰、沸石、陶土、活(huo)性(xing)炭等(deng)。這種處理(li)工藝(yi)具(ju)(ju)有(you)(you)除鉛效率高、成本適中、不造成二次污染的(de)(de)特點，因此具(ju)(ju)有(you)(you)良(liang)好的(de)(de)使用(yong)前(qian)景，特別是(shi)對一些吸附(fu)劑的(de)(de)改性(xing)之后處理(li)效果更加可觀。
2) 生物吸附法
微生物(wu)對重(zhong)金屬具有很(hen)強的(de)(de)親和吸附(fu)性能，通過物(wu)理(li)化學(xue)作用將重(zhong)金屬吸附(fu)在胞外聚合物(wu)的(de)(de)結合點上(shang)，從而從水中去除，活的(de)(de)和死的(de)(de)微生物(wu)對重(zhong)金屬離子(zi)都有較強的(de)(de)吸附(fu)能力。這些微生物(wu)主要有藻類、真(zhen)菌(jun)、細菌(jun)等(deng)。該法以其原材料來源豐富、成本低、吸附(fu)速度快、吸附(fu)量大、選(xuan)擇性好、無(wu)毒(du)、無(wu)害、無(wu)二次污染等(deng)特點正受到(dao)越來越多的(de)(de)重(zhong)視。
3. 電解法
電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)法(fa)的(de)(de)原理是(shi)重(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)離子(zi)在陰極表(biao)(biao)面得(de)到電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)而(er)被(bei)還原為(wei)(wei)金(jin)(jin)屬(shu)。電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)法(fa)處(chu)理廢(fei)(fei)(fei)水(shui)一般無需加入很(hen)多化(hua)學藥品，處(chu)理簡(jian)單、占地面積(ji)(ji)小(xiao)(xiao)、管理方便、污泥量小(xiao)(xiao)，所以(yi)被(bei)稱為(wei)(wei)清(qing)潔處(chu)理法(fa)。這種方法(fa)可(ke)(ke)直(zhi)接得(de)到純金(jin)(jin)屬(shu)，可(ke)(ke)以(yi)回收使用重(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)。三(san)維電(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)法(fa)的(de)(de)提(ti)出是(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)法(fa)的(de)(de)革新(xin)，使得(de)含鉛(qian)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)通(tong)過點解(jie)(jie)法(fa)的(de)(de)深(shen)度進化(hua)成為(wei)(wei)可(ke)(ke)能。三(san)維電(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)法(fa)通(tong)過增大電(dian)(dian)(dian)(dian)極表(biao)(biao)面積(ji)(ji)實(shi)(shi)現(xian)低(di)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密度下電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)，減小(xiao)(xiao)了(le)濃差極化(hua)，從而(er)提(ti)高(gao)了(le)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)率。目前(qian)使用三(san)維電(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)處(chu)理廢(fei)(fei)(fei)水(shui)中的(de)(de)Cu“已(yi)經取(qu)得(de)了(le)較好的(de)(de)效(xiao)果(guo)，并已(yi)應用于實(shi)(shi)踐中。R-C?Wjdener等(deng)人使用網狀玻璃炭電(dian)(dian)(dian)(dian)極對酸性含鉛(qian)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)進行了(le)研究，在一O.8 V(vs.SCE)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位下，使用O.5moL/L硼(peng)酸作緩沖(chong)溶液，得(de)出最佳(jia)條件是(shi)陰極孔(kong)隙率80 ppi，流(liu)速240L/h。可(ke)(ke)使初始濃度為(wei)(wei)50mg/L的(de)(de)含鉛(qian)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)降至(zhi)0.1 mg/L，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)率還可(ke)(ke)達到14%。實(shi)(shi)現(xian)了(le)含鉛(qian)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)深(shen)度凈化(hua)。
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