蓄電池制造生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的酸性重金屬工業(yè)廢水,如果未經(jīng)處理任意排放,必然給環(huán)境與社會帶來極大的危害。廢水中的鉛、鎘為一類污染物,在車間或者車間處理設(shè)施排放口必須達(dá)到排放要求,因此蓄電池工業(yè)廢水的治理與綜合利用是環(huán)境保護(hù)的一項重要任務(wù),它對保證人民身體健康和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有序發(fā)展有著重要的意義。
目前對重金屬廢水的處理方法主要包括化學(xué)沉淀法、離子交換樹脂法、電解法、活性炭吸附法、反滲透法、電滲析法、蒸發(fā)濃縮法和生物法等,其中化學(xué)沉淀法簡單易行,應(yīng)用廣泛,通過投加NaOH、石灰或Na2CO3調(diào)節(jié)廢水的pH,使重金屬離子形成沉淀,然后采用沉淀或過濾等后續(xù)工藝將沉淀物與廢水分離,從而達(dá)到凈化廢水的目的。微濾、納濾等膜處理技術(shù)因具有高效的固液分離能力,不僅可以確保重金屬廢水處理后完全達(dá)標(biāo),而且還可將膜處理后的透過液作為生產(chǎn)工藝回用水的補充,故被越來越多地用于廢水處理工程中。
某蓄電池材料有限公司坐落于湖州市林城鎮(zhèn)工業(yè)園區(qū),主要從事廢舊鉛酸蓄電池的回收和鉛基合金、電解鉛的生產(chǎn)。由于廠區(qū)無組織排放廢水中含有少量鉛、鎘等重金屬,公司決定建設(shè)一套集處理和回用于一體的廢水處理系統(tǒng),使處理后出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978–1996)的一級標(biāo)準(zhǔn),并回用于生產(chǎn),以達(dá)到節(jié)能減排的目的。
蓄電池廢水處理: 1、廢水水質(zhì)及處理要求
考慮后續(xù)生產(chǎn)能力的擴(kuò)大,根據(jù)業(yè)主要求,并征求地方環(huán)保管理部門的意見,廢水站處理能力按5m3/h設(shè)計,要求處理后出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978–1996)的一級標(biāo)準(zhǔn)。廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。
2 工藝流程及特點
蓄電池廢水處理: 2.1 工藝流程
廢水處理工藝流程如圖1所示。
蓄電池廢水處理: 2.2主要處理構(gòu)筑物與設(shè)備
①調(diào)節(jié)池
初期雨水及廠區(qū)無組織排放廢水排入調(diào)節(jié)池,調(diào)節(jié)時間為3.4 d,有效容積為403.2 m3,有效水深為4.2 m,總深為4.5 m。進(jìn)口處設(shè)格柵1臺。池體為鋼混結(jié)構(gòu),并做防滲、防腐處理。
②斜板豎流式沉淀池
該設(shè)備為成套定制,處理能力為5.0 m3/h,外形尺寸為2.6 m×3.5 m,表面負(fù)荷為0.94 m3/(m2&S226;h)。設(shè)備材質(zhì)為鋼板,內(nèi)、外壁均做防腐處理。污泥送往污泥池。
③混合反應(yīng)槽
該設(shè)備共3套,分一次pH調(diào)節(jié)槽、PAM混凝槽、二次pH調(diào)節(jié)槽,設(shè)備外形尺寸為Ø1.2 m×1.5m,每個反應(yīng)槽帶有攪拌裝置,電機功率為1.75kW。
④膜處理系統(tǒng)
采用納濾雙膜分離技術(shù)處理蓄電池重金屬廢水,具體流程見圖2。
多介質(zhì)濾器規(guī)格為D800 mm×2 500 mm,1套,投藥系統(tǒng)2套,超微濾和納濾膜系統(tǒng)各1套。
⑤中間水池
中間水池尺寸為3.0 m×5.0 m,1座,有效水深為2.5 m,總深度為3.0 m。池體為鋼混結(jié)構(gòu),并做防滲、防腐處理。
⑥清水池
清水池尺寸為3.0 m×7.0 m,1座,有效水深為2.5 m,總深為3.0 m。膜處理系統(tǒng)出水進(jìn)入清水池貯存并回用于生產(chǎn)。
⑦污泥池
污泥池尺寸為3.0 m×2.0 m,1座,有效深度為2.5 m,總深度為3.0 m。池體做防滲、防腐處理。
3 調(diào)試運行情況
蓄電池廢水處理: 3.1 運行結(jié)果
通過近2個月的調(diào)試,環(huán)境監(jiān)測部門對該廢水處理工程設(shè)施進(jìn)行了兩個周期連續(xù)24 h監(jiān)測,主要監(jiān)測項目為pH、總鉛、總鎘,監(jiān)測結(jié)果見表2。
由表2可以看出,蓄電池重金屬廢水經(jīng)兩次pH調(diào)節(jié)和混凝沉淀處理后,出水pH、總鉛、總鎘已滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978–1996)的一級標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)過膜處理后,總鉛、總鎘的濃度進(jìn)一步降低,總鉛濃度為0.1~0.3 mg/L?傛k濃度為0.01~0.02 mg/L。
蓄電池廢水處理: 3.2主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
廢水處理站總占地面積為400 m2,總投資約為61.84萬元,藥劑費為0.50元/m3,電費為1.41元/m3,人工費為1.00元/m3,維修費為0.50元/m3,總運行費用為3.41元/m3。
蓄電池廢水處理: 3.3運行管理
針對蓄電池廢水處理的廢水水質(zhì)特點,采取pH調(diào)節(jié)/混凝沉淀/膜處理工藝的思路是正確的。首先對酸性重金屬廢水進(jìn)行pH調(diào)節(jié),使其處于理想的堿性環(huán)境,采用混凝沉淀去除廢水中的重金屬離子,沉淀出水再經(jīng)二次pH調(diào)節(jié),出水水質(zhì)已基本滿足排放標(biāo)準(zhǔn),而膜處理工藝是為了確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)以及回用的深度處理。
①調(diào)節(jié)池起到了均質(zhì)、均量的作用,它能有效減緩水量不均、濃度不均所帶來的沖擊,保證后續(xù)處理連續(xù)、穩(wěn)定地進(jìn)行。
②調(diào)節(jié)池廢水由提升泵進(jìn)入一次調(diào)節(jié)槽,由pH自動控制儀控制NaOH的投加,將廢水的pH值控制至10.0±0.5。原因是:Pb(OH)2的溶度積為2.0×10-16。,盡管去除鉛的最佳pH值在各種報道中差異很大,但溶解度的理論計算和一些工廠數(shù)據(jù)表明,當(dāng)pH值為9.5~10.5時,氫氧化物沉淀法除鉛最有效,若pH值高于此范圍,則開始出現(xiàn)反溶現(xiàn)象,pH>13時沉淀完全溶解;另一方面,氫氧化鎘為難溶于水的化合物,有報道稱當(dāng)pH值為10時,對鎘的去除率可達(dá)99.25%。綜上所述,將pH值控制在10.0±0.5,有利于兩種重金屬離子同時沉淀。
③一次pH調(diào)節(jié)出水溢流進(jìn)入PAM混凝反應(yīng)槽(機械攪拌),計量投加PAM作為混凝劑,以利于污泥的絮凝沉淀,并改善污泥的脫水性能。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
④PAM混凝反應(yīng)出水溢流進(jìn)入斜板豎流式沉淀池。沉淀池上部為圓筒形的沉淀區(qū),下部為截頭圓錐狀的污泥斗,兩層之間為緩沖層。廢水從中心管自上而下流入,經(jīng)反射板向四周均勻分布,沿沉淀區(qū)的整個斷面上升,澄清水由池四周集水槽收集。集水槽大多采用三角形鋸齒堰,比普通水平堰更易加工,也更易保證出水均勻。
⑤斜板豎流式沉淀池出水溢流進(jìn)入二次pH調(diào)節(jié)槽,為了保證出水pH值在6~9之間,投加H2SO4將廢水的pH值調(diào)至7.0±0.5。
⑥二次pH調(diào)節(jié)槽出水進(jìn)入中間水池,然后用水泵將廢水送入膜處理系統(tǒng)進(jìn)行深度處理。采用納濾雙膜分離技術(shù)處理蓄電池重金屬廢水,不僅可以確保重金屬廢水處理后完全達(dá)標(biāo),還可使用膜處理后的透過液作為生產(chǎn)工藝回用水的補充,回用率可達(dá)75%。
⑦斜板沉淀池沉積的污泥排入污泥池后通過螺桿泵進(jìn)入廂式壓濾機進(jìn)行壓濾處理,廂式壓濾機濃縮污泥時問短,成餅效率高。
蓄電池廢水處理: 4結(jié)語
由于蓄電池廢水重金屬含量高,且鉛、鎘均為一類污染物,必須在車間或者車間處理設(shè)施排放口達(dá)到排放要求,單一的沉淀處理很難達(dá)標(biāo)。采用混凝沉淀/膜處理組合工藝可進(jìn)一步確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。半年多的實際運行表明,該工藝運行穩(wěn)定,出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978–1996)的一級排放標(biāo)準(zhǔn),并實現(xiàn)了回用(回用率>70%)。