含铅废水的处理工艺研究

含铅废水的处理工艺研究谢峻铭(广州市环境保护工程设计院有限公司,广东广州�510115)摘�要:本文介绍了含铅废水的污染来源及其危害,以及目前国内外应用于含铅废水处理的不同工艺;详细介绍了离子交换法、沉淀法、吸附法、电解法等几种工艺,通过比较各种工艺的参数和处理效果来阐述各处理方式的优缺点,同时提出处理效果较好的处理方式。关键词:含铅废水�处理工艺�处理效果1�含铅废水的来源及危害含铅废水主要来自于各种电池车间、选矿厂、石油化工厂、废铅酸蓄电池回收利用等行业。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4.54~6.81mg;其次是石油工业生产汽油添加剂。铅对机体的损伤呈多系统性、多器官性,包括对骨髓造血系统、神经系统、消化系统及其他系统的毒害作用。作为中枢神经系统毒物,铅对儿童健康和智能的危害更为严重。根据有关医学研究表明:儿童血铅水平高于或等于100�g/L时将对儿童智力发育产生影响,导致儿童智力下降[1],儿童的血铅含量与智商(IQ)呈显著负相关,当血铅水平每增加100�g/L时,智商平均降低1~3分;国际医学权威杂志�NewEnglandJour�nalofMedicine多次发表文章证明,儿童在发育早期严重铅中毒引起的智力和脑功能损伤是不可逆的[2]。铅属于第一类水污染物,按国家规定,含铅废水总铅含量在车间排放口必须达到第一类污染物最高允许浓度排放标准,即1mg/L。尽管铅不如铜、镉那样常见,但它却是废水中的常见组分。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其排放,必然给环境与社会带来极大的危害。2�含铅废水的处理工艺纵观国内外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。2.1�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。[3]王晨光等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0.20-0.53mg/L[4];在对离子交换工艺及相应工艺条件运行及考察,含铅量10mg/L的废水经离子交换处理,排出水含铅量为0.14-0.18mg/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米/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毫克/升以下[5]。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。2.2�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。2.2.1�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OH-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OH-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[6]。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Pb2+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35�2010年9月含铅废水的处理工艺研究���去1mg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。根据刘文华、刘芬等人的研究,取废水水样(pH=4.7、铅浓度为34.8mg/L)1000mL两份,分别加入石灰乳和苛性钠之后,在快搅2min,慢搅5min之后,铅离子的去除率达到了90%以上,NaOH的效果更好。单独用Na2S处理含铅废水,控制pH值在6以上,可使铅的去除率高于90%,总铅质量浓度降至0.