今天漓源環保給大家簡述一下含鉛污水處理技術理研究,介紹了目前廢舊鉛蓄電池回收工藝的發展現狀,對比分析了各種回收工藝的優缺點,并對鉛蓄電池在生產、回收過程中產生的含鉛污水處理技術進行了總結分析,展望了新型復合法在鉛回收、處理的發展前景。
在鉛蓄電池的制造與回收工藝過程中會產生大量的含鉛污水,這些污水如果未經處理或處理不當,將給社會和環境造成極大的危害。即使排放達標的污水,由于滲透、蒸發、廠區鉛塵沉降等因素影響,仍然會對周圍水源等帶來二次污染。因此選擇合理的處理技術對含鉛污水的治理與綜合利用、保護環境有著重要的意義。
含鉛污水的常用處理方法主要分為化學處理法、物理化學法和生物法,隨著現代污水處理技術的不斷發展,具有多種處理技術的組合工藝———新型復合法也逐漸成為研究熱點。
1、化學處理法
化學處理法主要是通過與污水中的鉛離子發生化學沉淀或電化學反應以除去鉛離子,具體方法包括化學沉淀法、電解法等。化學沉淀法設備簡單、操作方便,但費用較高,污泥量大,容易導致二次污染的發生。電解法處理含鉛污水產生污泥量少,是理想的較清潔處理方法,但其電流效率低,處理量小,是一種具有較大的改進空間的傳統而又全新的方法。
1.1化學沉淀法
化學沉淀法在含鉛污水處理領域應用較為廣泛,其原理通過加入沉淀劑使含鉛污水中溶解態的鉛離子轉變成難溶鹽而沉淀下來。根據沉淀類型的不同,化學沉淀法可分為中和沉淀法、難溶鹽沉淀法和鐵氧體法。中和沉淀法通過與鉛離子發生中和反應形成氫氧化物沉淀而去除,工藝簡單,適合處理酸性含鉛污水,但沉渣量大,出水硬度高,會使土壤、水體堿化,導致二次污染。難溶鹽沉淀法包括硫化物沉淀法、碳酸鹽沉淀法和磷酸鹽沉淀法等。在含鉛污水的處理中較常用的是硫化物沉淀法,即通過硫化劑中的S2-與鉛離子形成硫化物沉淀而去除鉛,由于鉛的硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低,所需的沉淀劑投入量也較少,但硫化物本身有毒,在處理過程中可能產生H2S氣體。鐵氧體法的原理是通過鐵鹽與各種金屬離子形成磁性復合鐵氧體晶粒一起沉淀析出,進而去除污水中的重金屬離子,此方法能同時處理含多種重金屬離子的污水,化學性質比較穩定,一般不會造成二次污染,但其在形成鐵氧體過程中一般需要加熱,能耗較高。
1.2電解法
電解法的原理是在電解池中鉛離子在陰極得到電子而被還原為金屬鉛,在去除污水中鉛的同時還可回收金屬鉛,是一種較清潔的處理方法。但單純的電解法只適用于處理高濃度的含鉛污水,在稀溶液中電解時,由于Pb2+的電極電位較負,電解過程中氫氣的析出將導致金屬鉛沉積速度慢、電流效率低、難于實現深度凈化等問題。
針對電解法在處理含鉛污水時出現的問題,研究人員提出了三維電解的思路。三維電極增大了電極表面積,在低電流密度的情況下仍然能進行電解過程,減小了濃差極化,因而大大提高了電流效率。
2、物理化學法
物理化學法在污水中重金屬的處理過程中,使其化學形態不變而進行吸附濃縮分離。具體方法包括吸附法、離子交換法、膜分離法等。用此類方法處理含鉛污水時,還需要對富集之后的鉛作進一步處理,防止造成二次污染。
吸附法主要利用吸附劑對污水中鉛離子進行吸附,傳統的水處理吸附劑有活性炭、沸石、黏土礦物等天然物質。其中活性炭對重金屬的吸附能力優異,但價格較貴,再生能力差。國內外研究人員通過對一些材料進行改性技術處理,增加了有效提高材料吸附能力的官能團的數量,進而改進處理效果,降低處理費用。
離子交換法利用離子交換劑分離含鉛污水中的有害元素,從而達到處理污水的效果。濃度差和功能基對離子的親和能力是離子交換的推動力。常用的離子交換樹脂有陰、陽離子交換樹脂、螯合樹脂和腐植酸樹脂等。離子交換法處理鉛離子是較為理想的方法之一,但對其再生能力的研究不夠成熟,且一次性投資較大。
膜分離法利用一種特殊的具有選擇性透過的薄膜,在外界壓力的推動下,實現溶質和溶劑的分離和濃縮,而溶液的化學形態不變。目前在污水處理中常見的膜分離技術有電滲析、反滲透、納濾、超濾、微濾和液膜等,隨著膜科學技術的發展,越來越多的膜分離技術應用于污水處理技術中。采用此技術對蓄電池廠的污水進行徹底處理,既可解決排放超標的問題,同時還能實現污水處理后的綜合利用,實現污水零排放。然而要充分發揮膜技術的優勢,必須將其與其他技術合理聯用,這也是膜技術在處理重金屬污水的一個發展趨勢。
3、生物法
生物法去除污水中的重金屬離子是利用生物體及其衍生物對金屬離子的吸附作用來完成的。生物吸附劑主要有菌類、淀粉、纖維及藻類等。利用生物法處理和回收含鉛污水的技術具有操作簡單、經濟的優點,與傳統吸附劑相比,其具有適應性廣、選擇性高、金屬離子濃度影響小、對有機物耐受性好以及再生能力強等優點,在重金屬污水的凈化處理方面具有廣闊的發展前景。
4、新型復合法
在含鉛污水的處理工藝中,往往單一的某種處理技術難以滿足要求,為了達到更好的處理效果以及實現鉛離子的充分回收,需要將幾種工藝組合起來,即現代處理工藝中的新型復合法,與其他處理工藝相結合,互相取長補短,構成新工藝,以強化污水處理效果。高永等采用化學沉淀—微濾膜工藝處理鉛蓄電池生產污水,研究了影響反應器混合液污泥(MLSS)特性以及膜比通量的因素。沙昊雷等研究了混凝沉淀—膜處理組合工藝在處理蓄電池生產污水的效果,經過半年以上的實際運行表明,此工藝可有效去除污水中的重金屬離子,出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)的一級標準。許振良等利用絡合—超濾—電解集成處理重金屬污水,同時實現了污水回用和重金屬的回收,具有廣闊的應用前景。
近年來,鉛蓄電池工業的發展保持著持續增長的趨勢,要保證鉛蓄電池工業的可持續發展就必須重視再生鉛的加工和鉛污染的防治,廢舊鉛蓄電池的綜合回收利用也是發展循環經濟、緩解原生鉛資源約束的關鍵。隨著日益嚴格的環保要求,清潔的回收工藝將成為研究熱點。新型復合處理技術在含鉛污水的處理中具有更加廣泛的應用,是當前重金屬污水處理技術的發展趨勢。
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