1 含鉛廢水的防治
工業廢水中的重金屬鉛屬一類污染物,排放時國家實行嚴格控制,因此如何尋找一個效果良好,運行經濟的處理辦法便成為首要解決的問題。經過不斷的努力,國內在含鉛污水的處理上的技術也不斷成熟。根據鉛污染物正常情況下污水量不大、有機物濃度不高、呈酸性的特點。現在國內處理廢水中所含重金屬鉛,一般采用:(1)化學沉淀法;(2)離子交換法;(3)電解法;(4)生物法等。其中化學沉淀法較為實用,下面對這幾種方法進行簡要介紹。
1.1 化學沉淀法
化學沉淀法是指向廢水中投加化學藥劑,使藥劑與重金屬污染物發生化學反應,形成難溶的固體生產物(沉淀物),然后進行固液分離,從而除去廢水中污染物的一種處理方法。化學沉淀可認為是一種晶析現象,即在控制良好的反應條件下,可形成結晶良好的沉淀物。結晶的成長速度,決定于結晶核的表面和溶液中沉淀劑濃度與其飽和度之差。按沉淀劑不同又可分為:(1)氫氧化物沉淀法;(2)硫化物沉淀法;(3)碳酸鹽沉淀法等等。其中氫氧化物沉淀法較為普遍應用。
氫氧化物沉淀法,即向含鉛廢水投加堿性中和劑,使鉛離子與羥基反應,生成難溶的氫氧化物沉淀,從而予以分離。用該方法處理時,應知道各種重金屬形成氫氧化物沉淀的最佳PH值及其處理后溶液中剩余的鉛離子濃度。在飽和溶液中不僅有游離的鉛離子,而且有不同的羥基絡合物,它們都參與沉淀→溶解平衡。鉛屬于兩性金屬,PH過高時會形成絡合物而使沉淀物發生反溶現象,因此,嚴格控制和保持最佳的PH值是該法的關鍵。
1.1.1 化學沉淀法處理工藝
此工藝可分三步:第一步,利用石灰石膨脹中和濾塔調節PH值。
這步就是中和就是指調節廢水PH值的過程。將含10%氫氧化鈉溶液以400ml/h 的流量添加,然后測定進水口的PH值,PH在7.5-8.5最適宜,其化學反應式為:
H2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2O
PbSO4+2 NaOH→Na2SO4+Pb(OH)↓
前者是中和反應(是離子反應的一種),后者是離子反應,這兩個反應速度很快,可立即完成,因此所需反應時間很短。
其流程為:(1)車間含鉛廢水首先通過隔油池,然后進入調節池,對廢水的水質、水量進行調節。(2)由于生產廢水水質偏酸性,所以經調節后的廢水進入中和塔進行中和處理。中和塔中填料為石灰石,其粒徑為0.2-5mm ,碳酸鈣含量應大于90%。(3)經中和后的廢水二氧化碳的含量較高,進入中間水池,使廢水中的二氧化碳盡量散逸出來。(4)經中間水池停留后的廢水進入PH調節池,調節廢水的PH值,使廢水的PH值達到6左右。(5)調節PH值的廢水進入絮凝沉淀池,在泵前投加NaOH,將廢水的PH值調至7-8,同時加入PAM絮凝劑,使廢水中的懸浮物沉淀下來。
第二步,向初級沉淀池內投加絮凝劑捕捉重金屬。
該步是利用向廢水中投加絮凝劑的方法,捕捉重金屬,然后靠重力沉降予以分離,目前國內常用的絮凝劑有多金屬鹽類和高分子聚合物兩大類。前者主要有鋁鹽和鐵鹽,后者主要有聚丙烯酰胺等。
絮凝沉淀后的廢水進入一步凈化器,一步凈化器分為五個部分即高速渦流反應區、漸變緩速反應區、懸浮澄清沉淀區、強力吸附區和污泥濃縮區。在一步凈化器中可以除去水中各種氫氧化物、氧化鉛粉、懸浮物等雜質,然后調整PH值后由變頻供水裝置送至各用水點。
第三步,用快濾池內的雙層濾料(無煙煤、石英砂)過濾沉淀出水。
由一步凈化器絮凝產生的含鉛污泥經污泥池沉淀后,送至污泥濃縮脫水,其含水濾降至70%左右,最后連同其他含鉛固廢送有資質的危險固廢處理單位處理。濃縮池的上清液回流至調節池進行處理。
用此法處理后的水質,PH值達標率為100%,Pb離子達標率為78%左右。工藝采用投加石灰石操作、工人勞動強度大有泥渣產量大,斜板易堵塞,清運泥渣難度大、設備操作技術落后等等不足之處。現一般采用改進工藝,即化學中和與絮凝沉淀及過濾綜合處理。