鉛酸蓄電池廢水處理方法
某蓄電池公司位于江西省某工業園內，該企業生產過程中產生大量的酸性重金屬清洗廢水，該清洗廢水分為清洗涂板機產生的含鉛廢水、化成水洗工序極板水洗廢水及充放電水洗產生的廢水，清洗廢水偏酸性且含有重金屬鉛。該企業排放含鉛生產廢水130m3/d。廢水水質pH為1.0～3.0，SS約為125mg/L，COD為125mg/L，Pb為25mg/L。
為使該廢水達標排放，該企業確定建設一套污水處理裝置。設計出水水質pH為6.0～9.0，SS為70mg/L，COD為100mg/L，Pb為1.0mg/L，要求出水達到《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）中一級標準。
1處理工藝流程及說明
1.1廢水處理工藝
針對該公司生產廢水主要為Pb重金屬、懸浮物等的特點，采用“二級沉淀+生化+活性炭過濾”工藝處理其生產廢水。廢水首先進入均化池，然后進入一級沉淀系統。廢水經反應池1進行反應后，再進沉淀池1沉淀，去除廢水中的大部分鉛；之后廢水進二級沉淀系統，在去除廢水中磷的同時進一步去除廢水中的鉛。經二級沉淀后，廢水進生物濾池，一方面降低廢水中的SS、COD，另一方面通過生物吸附進一步去除廢水中的鉛，經生物濾池后，廢水經纖維活性炭吸附后回用或外排。
廢水處理工藝流程如圖1所示。
圖1廢水處理工藝流程
（1）廢水部分：生產廢水從車間內各清水槽排出后進入均化池，池內設空氣攪拌，以儲存廢水并使之均質均量。均化池出水經提升泵泵入反應池1，由pH自動控制儀控制NaOH投加，控制廢水的pH范圍為10.0±0.5，后投加Na3PO4，進一步沉淀廢水中的Pb重金屬離子，反應后入沉淀池1進行固液分離。經固液分離后的廢水入反應池2加PAC和PAM絮凝劑進一步沉淀，后進入沉淀池2再一次固液分離。從沉淀池2中出來的廢水入生物濾池、吸附塔及貯水池后達標排放。
（2）污泥部分：來自于沉淀池1、2的污泥，由液位差排入污泥濃縮池，再經螺桿泵泵入污泥脫水機，污泥濃縮池的上清液和污泥脫水機的濾液返回均化池。
（3）加藥部分：在反應池1中投加NaOH、Na3PO4與原廢水充分混合反應；在反應池2中加入混凝劑PAC及助凝劑PAM進一步沉淀廢水中的重金屬Pb。
（4）儀器、儀表、自控及配電部分：主要包括液位自控儀、流量計、泵自動切換裝置、報警裝置等。
1.2廢水處理工藝說明
（1）格柵井。設1套粗格柵和細格柵，材質均為塑料，粗格柵1道，寬度為300mm，有效柵隙b為16mm；細格柵1道，寬度為300mm，有效柵隙b為16mm，尼龍網D≤2mm。廢水首先經過粗細兩道格柵，粗格柵設在進水口處，以去除廢水中較大漂浮物，細格柵設置在提升泵房后，用于攔截廢水中的部分懸浮物。
（2）均化池。1座，采用鋼混結構，做防腐處理，設計尺寸5.0m×5.0m×5.0m。由于蓄電池生產廢水呈酸性，pH在3.0～5.0左右。均化池的作用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、穩定地運行。
（3）反應池1。1座，采用玻璃鋼結構，做防腐處理，設計尺寸1.5m×1.5m×1.5m。pH調節池1中調pH為10.0左右。原因是Pb（OH）2的溶度積為2.0×10-16，當pH為9.5～10.5時，Pb（OH）2沉淀效果最佳，高于該pH，開始出現反溶現象，當pH大于13時，沉淀完全溶解，低于該pH，則不能很好地形成Pb（OH）2沉淀。另外Na3PO4水解過程中即向原水中提供OH-離子堿度，促使氫氧化鐵膠體析出增多，加速沉淀的進行。另一方面，Na3PO4加入原水中后，水解產生的Na2HPO4在水中起絡合劑的作用，當絡合物析出時，同時黏住水中原有的膠體雜質，發生凝聚現象。因此Na3PO4加入，一方面發生凝聚現象，使混凝過程中產生一種粒度大，密度大和結實的礬花。易于下沉、又不易破碎。
（4）沉淀池1。1座，采用鋼結構，做防腐處理，設計尺寸D2.4m×4.8m。廢水中存在大量Pb（OH）2及Na3PO4起絡合作用黏住的膠體雜質，在反應池1中加PAM助凝劑，加速難溶物的絮凝，大部分Pb2+得以去除。
（5）反應池2。1座，碳鋼結構，做防腐處理，設計尺寸1.5m×1.5m×1.5m。反應池2的進水為沉淀池1的出水，pH為11.0左右，加入混凝劑PAC及PAM進一步除去水中懸浮物及未沉淀完全的難溶物，保證出水水質重金屬離子Pb達標。
（6）沉淀池2。1座，鋼結構，做防腐處理，設計尺寸D2.4m×4.8m。作用是為了除去反應池2中生成的Pb（OH）2難溶物及大量懸浮物SS。
（7）生物濾池〔6〕。2座，鋼結構，帶防腐處理，設計尺寸2.0m×2.0m×5.0m。由于蓄電池廢水中還含有少量的有機物，工程采用氣水聯合反沖洗，即氣洗-氣水聯合洗-水漂洗去除廢水中的有機物質，另外池中填料本身截留及表面微生物膜的絮凝作用，使得出水SS很低，不超過10mg/L。
（8）蓄水池。1座，采用鋼混結構，設計尺寸3.5m×3.5m×4.0m。蓄水池收集處理好的廢水，用于綠化和沖洗地面，剩余廢水通過標準化排污口排放至污水管網入工業園污水處理廠。
（9）纖維活性炭吸附塔。1座，采用鋼結構，做防腐處理，設計尺寸D1.5m×2.0m。出水經過纖維活性炭吸附塔中的活性炭過濾，出水滿足國家標準排放要求。
（10）污泥池。1座，采用鋼結構，設計尺寸1.5m×1.5m×1.5m。經沉淀池1、2出來的含水固渣進入污泥池，固體廢渣在污泥池中通過自身重力作用自然沉降。采用板框壓濾機對固渣進行機械脫水。污泥經螺桿泵泵入污泥脫水機，污泥濃縮池的上清液和污泥脫水機的濾液返回集水池。由于該泥餅含有重金屬離子，裝袋后外運給有危廢處理資質的公司處理。
2主要設備材料
40FZS-18型耐腐蝕自吸式塑料泵4臺，2用2備。離心沉淀器1座，在沉淀池2內安裝。SLS150-200型反沖洗水泵1臺，Q=260m3/h，H=10.6m，N=15kW。HSR50型工藝曝氣風機2臺，1用1備，Q=0.75m3/min，ΔP=49kPa，N=1.5kW。HSR150型反沖洗風機1臺，Q=13.25m3/min，ΔP=58.8kPa，N=22kW。XAY40/800-UB型板框壓濾機1臺，過濾溫度-5~80℃，過濾壓力≤0.6MPa。G25-1型螺桿泵2臺，Q=2m3/h，H=60m，N=1.5kW。80ZW-80-10型上清液泵1臺，Q=80m3/h，H=8m，N=5.5kW。QJB1.5/6-260/3-960/C型攪拌機2臺。RCYB-1500/2型出水堰板2套。FMCSO304-105型浮球液位計2套。在線pH/T計3臺，自控裝置3套，電線電纜、配電及電控柜、管道閥門等若干。
3工藝調試及運行結果
該項目從調試到穩定運行歷時兩個月左右，處理效果明顯，基本達到了設計要求。2012年5月～7月平均進出水水質如表1所示。
表1廢水水質沿工藝流程的變化
由表1可見，蓄電池重金屬廢水經兩次混凝沉淀處理以后，出水pH及總鉛以滿足污水《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）中一級標準，經過“生化+活性炭過濾”處理以后，總鉛濃度進一步降低，總鉛質量濃度為0.10mg/L，pH為6～9，COD為22.45mg/L，BOD5為2.39mg/L，SS為6.3mg/L。
4工程投資及運行費用
（1）工程投資。工程總投資合計336.5萬元。其中土建費用與設備費用合計306.5萬元。設計費用與調試及人員培訓費共10萬元，其他費用為20萬元。
（2）運行成本分析。人工費3人×2000元/月。藥劑消耗費：每日加10.0kgNa3PO4·12H2O，合30.0元/d（以過量40%計），每日加50.0kgPAC，合100.0元/d，每日加1.0kgPAM，合30.0元/d，每日加50.0kg堿，合150.0元/d。合計310元/d。
每天設備耗電量124.24kW·h，電費單價0.75元/（kW·h），耗電費124.24×0.75=93.18元/d。
直接運行費：只考慮人工、藥耗和能耗，不計折舊，運行費為：人工+藥耗+能耗=603元/d，合計15.98萬元/a。
5結論
（1）工程實踐表明：對含鉛生產廢水采用“二級沉淀+生化+活性炭過濾”組合工藝處理是合理可行的。該工藝成熟、可靠、運行穩定、操作管理方便。
（2）監測結果表明：該工藝對重金屬Pb2+的去除率可達99.6%，各主要工藝處理單元均達到預期的設計功能和目標。“二級沉淀+生化+活性炭過濾”組合工藝既有高效化學作用，又可以利用物理化學特性對污染物進行有效凝聚和截留，通過二者有效結合去除廢水中的有機物、重金屬離子。
（3）廢水中的金屬離子經中和后生成氫氧化物顆粒懸浮在水中，絮凝沉淀時投加PAM使水中懸浮微粒集聚變大或形成絮團，從而加快粒子的聚沉，達到固液分離的目的。
（4）針對蓄電池重金屬廢水的水質特點，采用“二級沉淀+生化+活性炭過濾”組合工藝處理的思路是正確的。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“生化+活性炭過濾”工藝是為了確保水質達標以及回用的深度處理。
（5）由于生產過程中對水質要求不高，故部分廢水可回用涂板機清洗、化成水洗及充放電水洗等。廢水經廠區內污水處理站處理后即可滿足其使用要求，這樣可節約水資源，做到廢水資源化利用。
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