蓄電池廢水處理
2012-08-16 10:35 分類:技術應用 來源:中國污水處理工程網
蓄電池制造生產過程中產生大量的酸性重金屬工業廢水,如果未經處理任意排放,必然給環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施排放口必須達到排放要求,因此蓄電池工業廢水的治理與綜合利用是環境保護的一項重要任務,它對保證人民身體健康和工農業生產的有序發展有著重要的意義。
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、蒸發濃縮法和生物法等,其中化學沉淀法簡單易行,應用廣泛,通過投加NaOH、石灰或Na2CO3調節廢水的pH,使重金屬離子形成沉淀,然后采用沉淀或過濾等后續工藝將沉淀物與廢水分離,從而達到凈化廢水的目的。微濾、納濾等膜處理技術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標,而且還可將膜處理后的透過液作為生產工藝回用水的補充,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工業園區,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。由于廠區無組織排放廢水中含有少量鉛、鎘等重金屬,公司決定建設一套集處理和回用于一體的廢水處理系統,使處理后出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB 8978–1996)的一級標準,并回用于生產,以達到節能減排的目的。
蓄電池廢水處理: 1、廢水水質及處理要求
考慮后續生產能力的擴大,根據業主要求,并征求地方環保管理部門的意見,廢水站處理能力按5m3/h設計,要求處理后出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB 8978–1996)的一級標準。廢水水質及排放標準見表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主要處理構筑物與設備
①調節池
初期雨水及廠區無組織排放廢水排入調節池,調節時間為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。進口處設格柵1臺。池體為鋼混結構,并做防滲、防腐處理。
②斜板豎流式沉淀池
該設備為成套定制,處理能力為5.0 m3/h,外形尺寸為2.6 m×3.5 m,表面負荷為0.94 m3/(m2&S226;h)。設備材質為鋼板,內、外壁均做防腐處理。污泥送往污泥池。
③混合反應槽
該設備共3套,分一次pH調節槽、PAM混凝槽、二次pH調節槽,設備外形尺寸為Ø1.2 m×1.5m,每個反應槽帶有攪拌裝置,電機功率為1.75kW。
④膜處理系統
采用納濾雙膜分離技術處理蓄電池重金屬廢水,具體流程見圖2。
多介質濾器規格為D800 mm×2 500 mm,1套,投藥系統2套,超微濾和納濾膜系統各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。池體為鋼混結構,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。膜處理系統出水進入清水池貯存并回用于生產。
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 調試運行情況
蓄電池廢水處理: 3.1 運行結果
通過近2個月的調試,環境監測部門對該廢水處理工程設施進行了兩個周期連續24 h監測,主要監測項目為pH、總鉛、總鎘,監測結果見表2。
由表2可以看出,蓄電池重金屬廢水經兩次pH調節和混凝沉淀處理后,出水pH、總鉛、總鎘已滿足《污水綜合排放標準》(GB 8978–1996)的一級標準,經過膜處理后,總鉛、總鎘的濃度進一步降低,總鉛濃度為0.1~0.3 mg/L。總鎘濃度為0.01~0.02 mg/L。
蓄電池廢水處理: 3.2主要經濟指標
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特點,采取pH調節/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行pH調節,使其處于理想的堿性環境,采用混凝沉淀去除廢水中的重金屬離子,沉淀出水再經二次pH調節,出水水質已基本滿足排放標準,而膜處理工藝是為了確保水質達標以及回用的深度處理。
①調節池起到了均質、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,保證后續處理連續、穩定地進行。
②調節池廢水由提升泵進入一次調節槽,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據表明,當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,則開始出現反溶現象,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pH值為10時,對鎘的去除率可達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調節出水溢流進入PAM混凝反應槽(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.dowater.com更多相關技術文檔。
④PAM混凝反應出水溢流進入斜板豎流式沉淀池。沉淀池上部為圓筒形的沉淀區,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,經反射板向四周均勻分布,沿沉淀區的整個斷面上升,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入二次pH調節槽,為了保證出水pH值在6~9之間,投加H2SO4將廢水的pH值調至7.0±0.5。
⑥二次pH調節槽出水進入中間水池,然后用水泵將廢水送入膜處理系統進行深度處理。采用納濾雙膜分離技術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標,還可使用膜處理后的透過液作為生產工藝回用水的補充,回用率可達75%。
⑦斜板沉淀池沉積的污泥排入污泥池后通過螺桿泵進入廂式壓濾機進行壓濾處理,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施排放口達到排放要求,單一的沉淀處理很難達標。采用混凝沉淀/膜處理組合工藝可進一步確保出水水質達標。半年多的實際運行表明,該工藝運行穩定,出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB 8978–1996)的一級排放標準,并實現了回用(回用率>70%)。
目前對重金屬廢水的處理方法主要包括化學沉淀法、離子交換樹脂法、電解法、活性炭吸附法、反滲透法、電滲析法、蒸發濃縮法和生物法等,其中化學沉淀法簡單易行,應用廣泛,通過投加NaOH、石灰或Na2CO3調節廢水的pH,使重金屬離子形成沉淀,然后采用沉淀或過濾等后續工藝將沉淀物與廢水分離,從而達到凈化廢水的目的。微濾、納濾等膜處理技術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標,而且還可將膜處理后的透過液作為生產工藝回用水的補充,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工業園區,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。由于廠區無組織排放廢水中含有少量鉛、鎘等重金屬,公司決定建設一套集處理和回用于一體的廢水處理系統,使處理后出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB 8978–1996)的一級標準,并回用于生產,以達到節能減排的目的。
蓄電池廢水處理: 1、廢水水質及處理要求
考慮后續生產能力的擴大,根據業主要求,并征求地方環保管理部門的意見,廢水站處理能力按5m3/h設計,要求處理后出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB 8978–1996)的一級標準。廢水水質及排放標準見表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主要處理構筑物與設備
①調節池
初期雨水及廠區無組織排放廢水排入調節池,調節時間為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。進口處設格柵1臺。池體為鋼混結構,并做防滲、防腐處理。
②斜板豎流式沉淀池
該設備為成套定制,處理能力為5.0 m3/h,外形尺寸為2.6 m×3.5 m,表面負荷為0.94 m3/(m2&S226;h)。設備材質為鋼板,內、外壁均做防腐處理。污泥送往污泥池。
③混合反應槽
該設備共3套,分一次pH調節槽、PAM混凝槽、二次pH調節槽,設備外形尺寸為Ø1.2 m×1.5m,每個反應槽帶有攪拌裝置,電機功率為1.75kW。
④膜處理系統
采用納濾雙膜分離技術處理蓄電池重金屬廢水,具體流程見圖2。

多介質濾器規格為D800 mm×2 500 mm,1套,投藥系統2套,超微濾和納濾膜系統各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。池體為鋼混結構,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。膜處理系統出水進入清水池貯存并回用于生產。
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 調試運行情況
蓄電池廢水處理: 3.1 運行結果
通過近2個月的調試,環境監測部門對該廢水處理工程設施進行了兩個周期連續24 h監測,主要監測項目為pH、總鉛、總鎘,監測結果見表2。

由表2可以看出,蓄電池重金屬廢水經兩次pH調節和混凝沉淀處理后,出水pH、總鉛、總鎘已滿足《污水綜合排放標準》(GB 8978–1996)的一級標準,經過膜處理后,總鉛、總鎘的濃度進一步降低,總鉛濃度為0.1~0.3 mg/L。總鎘濃度為0.01~0.02 mg/L。
蓄電池廢水處理: 3.2主要經濟指標
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特點,采取pH調節/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行pH調節,使其處于理想的堿性環境,采用混凝沉淀去除廢水中的重金屬離子,沉淀出水再經二次pH調節,出水水質已基本滿足排放標準,而膜處理工藝是為了確保水質達標以及回用的深度處理。
①調節池起到了均質、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,保證后續處理連續、穩定地進行。
②調節池廢水由提升泵進入一次調節槽,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據表明,當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,則開始出現反溶現象,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pH值為10時,對鎘的去除率可達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調節出水溢流進入PAM混凝反應槽(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.dowater.com更多相關技術文檔。
④PAM混凝反應出水溢流進入斜板豎流式沉淀池。沉淀池上部為圓筒形的沉淀區,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,經反射板向四周均勻分布,沿沉淀區的整個斷面上升,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入二次pH調節槽,為了保證出水pH值在6~9之間,投加H2SO4將廢水的pH值調至7.0±0.5。
⑥二次pH調節槽出水進入中間水池,然后用水泵將廢水送入膜處理系統進行深度處理。采用納濾雙膜分離技術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標,還可使用膜處理后的透過液作為生產工藝回用水的補充,回用率可達75%。
⑦斜板沉淀池沉積的污泥排入污泥池后通過螺桿泵進入廂式壓濾機進行壓濾處理,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施排放口達到排放要求,單一的沉淀處理很難達標。采用混凝沉淀/膜處理組合工藝可進一步確保出水水質達標。半年多的實際運行表明,該工藝運行穩定,出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB 8978–1996)的一級排放標準,并實現了回用(回用率>70%)。

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