申請(qǐng)日2013.08.30

　　公開(公告)日2015.03.18

　　IPC分類號(hào)C02F9/04

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種低濃度含鉛廢水的處理方法和設(shè)備，用于處理鉛濃度低于10mg/L的含鉛廢水。該方法包括以下步驟：a.在pH值小于3的酸性條件下對(duì)該含鉛廢水進(jìn)行離子交換，使含鉛廢水中的鉛濃度小于或等于0.1mg/L，其中離子交換樹脂為強(qiáng)酸苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹脂;b.對(duì)該離子交換樹脂進(jìn)行再生，獲得再生液;c.如果該再生液中含有除鉛以外的雜質(zhì)金屬離子，則對(duì)該再生液進(jìn)行離子交換，使用具有選擇性吸附性能的離子交換樹脂選擇性吸附該雜質(zhì)金屬離子，然后進(jìn)入步驟d;如果該再生液中不含有除鉛以外的雜質(zhì)金屬離子，直接進(jìn)入步驟d;以及d.調(diào)節(jié)該再生液的pH值至使該再生液中的鉛完全沉淀，得到純凈的含鉛污泥。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種低濃度含鉛廢水的處理方法，用于處理鉛濃度低于10mg/L的含鉛 廢水，該方法包括以下步驟：

　　a.在pH值小于3的酸性條件下對(duì)該含鉛廢水進(jìn)行離子交換，使含鉛廢水 中的鉛濃度小于或等于0.1mg/L，其中離子交換樹脂為強(qiáng)酸苯乙烯系陽(yáng)離子交 換樹脂;

　　b.對(duì)該離子交換樹脂進(jìn)行再生，獲得再生液;

　　c.如果該再生液中含有除鉛以外的雜質(zhì)金屬離子，則對(duì)該再生液進(jìn)行離子 交換，使用具有選擇性吸附性能的離子交換樹脂選擇性吸附該雜質(zhì)金屬離子， 然后進(jìn)入步驟d;如果該再生液中不含有除鉛以外的雜質(zhì)金屬離子，直接進(jìn)入 步驟d;以及

　　d.調(diào)節(jié)該再生液的pH值至使該再生液中的鉛完全沉淀，得到純凈的含鉛 污泥。

　　2.如權(quán)利要求1所述的低濃度含鉛廢水的處理方法，其特征在于，在步驟 a之前還包括：將該含鉛廢水的pH值調(diào)節(jié)至3左右。

　　3.如權(quán)利要求1所述的低濃度含鉛廢水的處理方法，其特征在于，在步驟 a之后還包括：

　　a1.將經(jīng)過(guò)離子交換后的含鉛廢水進(jìn)行反滲透處理，獲得回用水。

　　4.如權(quán)利要求3所述的低濃度含鉛廢水的處理方法，其特征在于，步驟a1 還包括將反滲透處理的濃水回流，與該含鉛廢水一起進(jìn)行離子交換。

　　5.如權(quán)利要求1所述的低濃度含鉛廢水的處理方法，其特征在于，步驟d 還包括：將去除鉛沉淀的再生液回流，與該含鉛廢水一起進(jìn)行離子交換。

　　6.一種低濃度含鉛廢水的處理設(shè)備，用于處理鉛濃度低于10mg/L的含鉛 廢水，該設(shè)備包括：

　　第一離子交換裝置，輸入該含鉛廢水，并在pH值小于3的酸性條件下對(duì) 該含鉛廢水進(jìn)行離子交換，使該含鉛廢水中的鉛濃度小于或等于0.1mg/L，并 且該第一離子交換裝置輸入酸液對(duì)飽和的離子交換樹脂進(jìn)行再生，獲得再生 液，其中該離子交換樹脂為強(qiáng)酸苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹脂;

　　第二離子交換裝置，輸入該再生液，對(duì)該再生液進(jìn)行離子交換，該第二離 子交換裝置中填充具有選擇性吸附性能的離子交換樹脂以選擇性吸附該再生 液中除鉛以外的雜質(zhì)金屬離子;以及

　　第一化學(xué)沉淀槽，輸入該再生液，調(diào)節(jié)該再生液的pH值至使再生液中的 鉛完全沉淀，得到純凈的含鉛污泥。

　　7.如權(quán)利要求6所述的低濃度含鉛廢水的處理設(shè)備，其特征在于，還包括 pH調(diào)節(jié)池，連接在該第一離子交換裝置之前，將該含鉛廢水的pH值調(diào)節(jié)至3 左右。

　　8.如權(quán)利要求6所述的低濃度含鉛廢水的處理設(shè)備，其特征在于，還包括 反滲透裝置，連接在第一離子交換裝置之后，將經(jīng)過(guò)離子交換的含鉛廢水進(jìn)行 反滲透處理，獲得回用水。

　　9.如權(quán)利要求8所述的低濃度含鉛廢水的處理設(shè)備，其特征在于，該反滲 透裝置還將反滲透處理的濃水回流至該第一離子交換裝置，與該含鉛廢水一起 進(jìn)行離子交換。

　　10.如權(quán)利要求6所述的低濃度含鉛廢水的處理設(shè)備，其特征在于，該第一 化學(xué)沉淀槽還將去除鉛沉淀的再生液回流至該第一離子交換裝置，與該含鉛廢 水一起進(jìn)行離子交換。

　　說(shuō)明書

　　低濃度含鉛廢水的處理方法和設(shè)備

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)，尤其是涉及低濃度含鉛廢水的處理方法和設(shè) 備。

　　背景技術(shù)

　　鉛在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用廣泛，在蓄電池、油漆、印刷、顏料等行業(yè)都 需要使用鉛元素。鉛又是一種分布廣、有蓄積性的環(huán)境污染物，含鉛廢水的大 量排放將直接造成土壤、大氣及水體的污染。隨著中國(guó)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)及執(zhí)法力度的 提升，需要將含鉛廢水中的鉛濃度降低到排放允許的0.1mg/L的濃度。

　　目前廣泛使用的是處理方法是沉淀法去除水中的鉛，這又可分為物理沉淀 和化學(xué)沉淀。物理沉淀是向含鉛廢水中投加混凝劑或重金屬捕集劑，形成與廢 水中雜質(zhì)粒子帶相仿電荷的膠體，靠重力沉降予以分離。化學(xué)沉淀有氫氧化物 沉淀法、硫化物沉淀法和碳酸鹽沉淀法，通過(guò)添加石灰、燒堿、硫化鹽、純堿 以及磷酸鹽等將鉛沉淀，其中氫氧化物沉淀法應(yīng)用較多。理論上，含鉛廢水pH 值調(diào)節(jié)至9.2-9.5時(shí)，處理排水中含鉛量濃度可降低至0.01-0.03mg/L。但由于 廢水中組分復(fù)雜，鉛常與廢水中的某些有機(jī)物形成絡(luò)合物，化學(xué)沉淀法無(wú)法有 效地將廢水中鉛濃度降低至目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0.1mg/L以下。并且鉛沉淀的 過(guò)程使用大量的酸堿，廢水鹽度升高，不利于處理后的水回用。此外，化學(xué)沉 淀使水中的金屬離子一同沉淀，含鉛化學(xué)污泥屬于危險(xiǎn)固體廢棄物，未經(jīng)處理 會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，對(duì)人體及動(dòng)植物造成毒害作用。但另一方面，含鉛污 泥提純鉛的過(guò)程需要大量的氨水或濃硫酸，工藝復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高。

　　另一種常用方法為吸附法，利用比表面積大、微孔含量豐富的多孔吸附質(zhì) 如膨潤(rùn)土、沸石、活性炭甚至活性污泥等對(duì)廢水進(jìn)行吸附處理。該方法除鉛效 率與吸附質(zhì)的吸附利用率成反比，即較好的除鉛效率會(huì)降低吸附質(zhì)的利用率。 在較好的除鉛效率下，雖然廢水可以得到較好的凈化，但吸附鉛的吸附質(zhì)需要 妥善的處置，防止吸附的鉛發(fā)生脫附，造成二次污染。總體來(lái)說(shuō)，吸附法雖然 將鉛從廢水中去除，但是不能使鉛資源化利用，也不能使鉛改變形態(tài)，是一種 使污染轉(zhuǎn)移的方法。

　　離子交換法是利用離子交換劑自身所攜帶的自由移動(dòng)離子與處理溶液中 離子進(jìn)行交換來(lái)實(shí)現(xiàn)的，推動(dòng)離子交換的動(dòng)力是離子間濃度差和交換劑上的功 能基對(duì)離子的親和能力。目前，用離子交換法去除鉛的工程案例和科學(xué)研究均 不多見，原因在于大部分離子交換樹脂只對(duì)特定濃度范圍內(nèi)的鉛具有較好的吸 附性能，濃度較高和濃度較低時(shí)出水的鉛濃度均無(wú)法達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的 0.1mg/L。廢水中的鈣鎂離子及其他金屬離子雜質(zhì)也會(huì)被樹脂吸附，影響樹脂與 鉛的交換容量，不當(dāng)?shù)膽?yīng)用很難使水中鉛得到良好的去除。另外，失效樹脂再 生后的鉛溶液仍需再次處理，因此離子交換樹脂的應(yīng)用受到了一定的限制。

　　電解法是指應(yīng)用電解的基本原理，使廢水中鉛離子通過(guò)電解過(guò)程在陽(yáng)-陰兩 極上分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)而富集。電解法是氧化還原、分解、沉淀綜合在 一起的廢水處理方法。鉛電解最常用于粗鉛精煉精鉛，方法工藝成熟，設(shè)備占 地面積小，能回收純金屬。但鉛電解對(duì)含鉛廢水的電解電流效率低，耗電量大， 廢水處理量小。

　　電滲析技術(shù)是一項(xiàng)傳統(tǒng)的水處理技術(shù)，電滲析設(shè)備良好的脫鹽性能脫去含 鉛廢水中的絕大部分鹽分，使廢水處理后能變成回用到配酸工藝用的純水，雖 然該方法可以達(dá)到處理含鉛廢水和水回用的目的，但是工藝流程復(fù)雜，步驟繁 瑣，勢(shì)必造成占地面積大，管理復(fù)雜等問(wèn)題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種低濃度含鉛廢水的處理方法和設(shè) 備，可在較低的成本和較小的占地面積下，實(shí)現(xiàn)鉛的回收。

　　本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題而采用的技術(shù)方案是提出一種低濃度含鉛廢 水的處理方法，用于處理鉛濃度低于10mg/L的含鉛廢水，該方法包括以下步 驟：

　　a.在pH值小于3的酸性條件下對(duì)該含鉛廢水進(jìn)行離子交換，使含鉛廢水 中的鉛濃度小于或等于0.1mg/L，其中離子交換樹脂為強(qiáng)酸苯乙烯系陽(yáng)離子交 換樹脂;

　　b.對(duì)該離子交換樹脂進(jìn)行再生，獲得再生液;

　　c.如果該再生液中含有除鉛以外的雜質(zhì)金屬離子，則對(duì)該再生液進(jìn)行離子 交換，使用具有選擇性吸附性能的離子交換樹脂選擇性吸附該雜質(zhì)金屬離子， 然后進(jìn)入步驟d;如果該再生液中不含有除鉛以外的雜質(zhì)金屬離子，直接進(jìn)入 步驟d;以及

　　d.調(diào)節(jié)該再生液的pH值至使該再生液中的鉛完全沉淀，得到純凈的含鉛 污泥。

　　在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在步驟a之前還包括：將該含鉛廢水的pH值調(diào)節(jié) 至3左右。

　　在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在步驟a之后還包括：a1.將經(jīng)過(guò)離子交換后的含 鉛廢水進(jìn)行反滲透處理，獲得回用水。

　　在本發(fā)明的一實(shí)施例中，步驟a1還包括將反滲透處理的濃水回流，與該含 鉛廢水一起進(jìn)行離子交換。

　　在本發(fā)明的一實(shí)施例中，步驟d還包括：將去除鉛沉淀的再生液回流，與 該含鉛廢水一起進(jìn)行離子交換。

　　本發(fā)明還提出一種低濃度含鉛廢水的處理設(shè)備，用于處理鉛濃度低于 10mg/L的含鉛廢水，該設(shè)備包括：第一離子交換裝置，輸入該含鉛廢水，并在 pH值小于3的酸性條件下對(duì)該含鉛廢水進(jìn)行離子交換，使該含鉛廢水中的鉛濃 度小于或等于0.1mg/L，并且該第一離子交換裝置輸入酸液對(duì)飽和的離子交換 樹脂進(jìn)行再生，獲得再生液，其中該離子交換樹脂為強(qiáng)酸苯乙烯系陽(yáng)離子交換 樹脂;第二離子交換裝置，輸入該再生液，對(duì)該再生液進(jìn)行離子交換，該第二 離子交換裝置中填充具有選擇性吸附性能的離子交換樹脂以選擇性吸附該再 生液中除鉛以外的雜質(zhì)金屬離子;以及第一化學(xué)沉淀槽，輸入該再生液，調(diào)節(jié) 該再生液的pH值至使再生液中的鉛完全沉淀，得到純凈的含鉛污泥。

　　在本發(fā)明的一實(shí)施例中，處理設(shè)備還包括pH調(diào)節(jié)池，連接在該第一離子交 換裝置之前，將該含鉛廢水的pH值調(diào)節(jié)至3左右。

　　在本發(fā)明的一實(shí)施例中，處理設(shè)備還包括反滲透裝置，連接在第一離子交 換裝置之后，將經(jīng)過(guò)離子交換的含鉛廢水進(jìn)行反滲透處理，獲得回用水。

　　在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該反滲透裝置還將反滲透處理的濃水回流至該第 一離子交換裝置，與該含鉛廢水一起進(jìn)行離子交換。

　　在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該第一化學(xué)沉淀槽還將去除鉛沉淀的再生液回流 至該第一離子交換裝置，與該含鉛廢水一起進(jìn)行離子交換。

　　與現(xiàn)有的離子交換技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)樹脂的選擇優(yōu)化，可以將出水中 鉛濃度降低至0.1mg/L以下。另外，現(xiàn)有的離子交換技術(shù)常采用弱酸性至中性 進(jìn)水，雜質(zhì)容易發(fā)生沉淀并在樹脂柱中沉積污染樹脂，且調(diào)節(jié)pH值過(guò)程中使 用大量的酸堿，不利于廢水的回收利用，本發(fā)明在酸性條件下進(jìn)水，避免了pH 值調(diào)節(jié)，節(jié)約酸堿藥劑的成本，同時(shí)避免了樹脂的污染。