新型水處理劑在鉛酸廢水處理中的應用

蔣恒斌

浙江天能電池（江蘇）有限公司 江蘇 宿遷 223600

1 基本工藝流程方案

使用新型水處理劑時，原有的采用燒堿或液堿的化學混凝沉淀工藝流程保持基本不變，無需增加或更改設(shè)備，藥劑使用方法和燒堿相同。新建重金屬酸性污水處理系統(tǒng)可參照本產(chǎn)品配套工藝流程。

2 藥劑主要成分以及反應機理

2.1 主要成分及性質(zhì)

A藥劑主要成分：蒙脫石提取物等無機礦物

B主要成分：Na、Ca、K、Al、Fe、O、H、Cl

外觀與性狀：白色至微黃色粉末，無味或略有氣味。

熔點(℃)：782 沸點(℃)：1600 相對密度(水=1)：2.152

溶解性：易溶于水，同時放出大量的熱，其水溶液呈堿性。

主要用途：用作中和藥劑，可去除磷酸鹽、氟離子、硫酸鹽等

其它理化性質(zhì)：無

2.2 反應機理

鉛酸蓄電池行業(yè)鉛酸污水日常pH值在2.0-2.5左右，鉛濃度在5ppm-10ppm,處理流程為傳統(tǒng)的化學混凝法，即采用燒堿(液堿)中和提高pH值形成氫氧化鉛，在絮凝劑(如聚合氯化鋁PAC)、混凝劑(聚丙烯酰胺PAM)共沉淀的作用下，來脫除污水中的鉛離子。為了達到國家要求的鉛排放濃度，往往需要將污水的pH值調(diào)高至10以上進行沉淀，固液分離后再對出水用稀硫酸反調(diào)pH至6-9。由于氫氧化鉛的兩性氫氧化物特性，其在pH>l0時會反溶，因此使用燒堿(液堿)處理含鉛廢水時，出水中鉛的濃度不穩(wěn)，存在一定波動。其次由于使用燒堿中和后，水中增加了鈉鹽，處理后的出水直接作為回用水，存在設(shè)備鹽蝕、路面稍白等現(xiàn)象，往往需要通過反滲透或納濾系統(tǒng)進行深度處理方能進行回用。

新型水處理劑以蒙脫石(膨潤土提取物)為主要架構(gòu)，兼具中和及吸附功能，A藥劑對水中的鉛進行高效吸附處理，B藥劑對污水進行迅速中和，同時取代絮疑劑，如聚合氯化鋁PAC或PAFS等。

蒙脫石作為一種2：1型層狀粘土礦物結(jié)構(gòu)，層與層間沒有共用的氧或羥基，因而層與層之間的結(jié)合力很弱。由于組成蒙脫石的八面體片中發(fā)生類質(zhì)同象置換使蒙脫石結(jié)構(gòu)層具負電荷，層間必然出現(xiàn)相應數(shù)量的陽離子和水分子，具有很強的吸附能力和離子交換能力[2]。利用改性蒙脫石為主要原料制成的A藥劑,采用弱堿性陰離子交換樹脂改性并柱撐，既使得蒙脫石具備一定弱堿性，可以調(diào)節(jié)溶液的pH至4-5利于鉛離子吸附，又可大幅擴大蒙脫石的層間距，大幅度提高其吸附交換容量。吸附劑對離子的吸附強度受吸附體系pH值的影響，在進行吸附處理時體系的pH值是必須考慮的重要參數(shù)之一。當溶液pH≤6.0，溶液中90%的鉛以Pb2+形式存在。當溶液的pH=7.0時溶液中Pb2+形式下降至76%;當溶液pH=8.5時溶液中Pb2+形式下降至4%，而Pb(OH)+則增加到55%以上。故使用A藥劑吸附鉛時，一般將其工作pH設(shè)定為3.0-4.0。而采用弱堿性陰離子此時溶液中鉛主要以Pb2+形式存在。此pH下A藥劑對鉛的吸附效率約為98%以上。

在使用A藥劑鉛酸廢水吸附處理后溶液中Pb2+形態(tài)的鉛98%以上被吸附去除,尚余極微量的Pb(OH)+。再使用B藥劑對溶液中殘余的微量Pb(OH）進行針對性吸附。為了提高Pb(OH)+的被吸附活性，B藥劑采用了強堿性陰離子樹脂改性，其工作pH一般為在7.0-8.0，在此情況下其對Pb(OH)+的吸附效率可達90%以上。

以上為A、B藥劑吸附脫除鉛的原理說明，相較燒堿單純的中和沉淀，其脫除效率要明顯優(yōu)異。

3 新型環(huán)保藥劑優(yōu)勢

1、材料本身對重金屬吸附的優(yōu)異性能，出水中鉛含量優(yōu)于國家標準。

2、材料改性后的疏水性，可以使得污泥含水率較低，污泥產(chǎn)生量低于燒堿和PAC聯(lián)用。

3、由于陰離子交換樹脂可與鉛酸污水中的硫酸根離子進行交換，起到脫鹽的作用，因此處理后出水的電導率大大低于燒堿處理出水，較燒堿處理出水電導率可降低50%以上。

附：某電池廠原水分別使用液堿及藥劑處理實驗記錄：酸鉛廢水原水；處理項目Pb＜0.5ppm；日期2019.06.04；原水數(shù)據(jù)值：pH 0.75，Pb（ppm）24.207。

實驗方案

1.取原水100ml，2份，分別做以下處理：

①：用20%氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=8.0

②：先用20%A藥劑調(diào)節(jié)pH=3-4, 20% B藥劑調(diào)節(jié)pH=8.0

2.抽濾，稱量污泥濕重和干重，檢測上清鉛含量。

實驗結(jié)果

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4 結(jié)語

總之，本文中重點介紹了一種可用于鉛酸廢水處理的新型環(huán)保藥劑，并對藥劑的主要成分及性質(zhì)進行了分析，以及廢水處理的反應機理進行了詳盡的講解，同時還列舉了此藥劑的環(huán)保優(yōu)勢，表明此藥劑在鉛酸廢水處理中具有重要的應用價值。能夠有效的保護我國的良好環(huán)境。加強水資源的循環(huán)利用，把此藥劑在鉛酸廢水處理有效的運用到我們的生產(chǎn)生活當中去。