一種去除電鍍廢水中鉛的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種去除電鍍廢水中鉛的處理方法，屬于環(huán)境保護(hù)中的廢水處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展，大量未經(jīng)處理的重金屬廢水直接排入天然水體，造成了巨大的危害。其中重金屬鉛的污染事故更為突出，僅2010年中國就發(fā)生了9起血鉛事件。鉛離子和可溶性鉛鹽都是有毒的，能對人體健康和植物生長造成危害。它可毒害人的神經(jīng)和造血系統(tǒng)，引起痙攣、神經(jīng)遲鈍及貧血等，尤其是影響兒童的發(fā)育。所以，《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749-2006)將鉛離子含量調(diào)整為0.01mg/L，而《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)KGB25466-2010)中規(guī)定工業(yè)廢水鉛離子最高允許排放質(zhì)量濃度為0.5mg/L。
[0003]目前國內(nèi)外關(guān)于含鉛電鍍廢水的處理方法可分為三大類:物理處理法、化學(xué)處理法、生物處理法。
[0004]1、常用的物理處理理法包括吸附法、離子交換法、膜分離法等。
[0005](I)吸附法是應(yīng)用多種多孔吸附材料去除廢水中重金屬離子的一種方法。活性炭是傳統(tǒng)的吸附材料，有較強的吸附能力，去除率高，但再生效率低。某些天然材料，如天然沸石，價格低、來源廣，它是最早用于重金屬污染治理的礦物材料。
[0006](2)離子交換法是利用水中離子與離子交換劑上的離子進(jìn)行交換達(dá)到去除水中有害離子的目的。目前國內(nèi)外在用此法處理含鉛廢水上常用離子交換樹脂來處理。
[0007](3)膜分離是利用一種半透膜，在外界作用下，不改變?nèi)芤旱幕瘜W(xué)形態(tài)而達(dá)到分離的目的。它是一個高效的分離過程，分離過程能耗低，工作溫度為室溫，便于維護(hù)，設(shè)備的可靠性高，處理量和設(shè)備規(guī)模在很大的范圍內(nèi)變化，占地面積小，不會產(chǎn)生二次污染，但是膜價格昂貴，易受污染。
[0008]2、常用的化學(xué)處理法包括化學(xué)沉淀法和電解法。
[0009]在含鉛廢水處理中化學(xué)處理法有化學(xué)沉淀法和電解法。
[0010](I)化學(xué)沉淀法是向廢水中投加某些化學(xué)物質(zhì)使其和廢水中的污染物發(fā)生直接的化學(xué)反應(yīng)，生成難溶于水的沉淀物而使污染物分離除去的方法。但是用該法處理只是轉(zhuǎn)移了廢水中的污染物質(zhì)，并有可能造成二次污染。
[0011](2)電解法將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能使電解槽內(nèi)電極附近產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，從而使廢水得以凈化的過程。即廢水進(jìn)行電解反應(yīng)，廢水中的有毒物質(zhì)在陽極和陰極分別進(jìn)行氧化還原反應(yīng)結(jié)果產(chǎn)生新物質(zhì)。電解法與化學(xué)沉淀法相比，周期短，操作費用低，能耗少，利于回收鉛搶救無效優(yōu)點，但是陽極材料鐵的消耗大，占地面積大。
[0012]3、生物處理法是利用生物的新陳代謝作用來處理廢水。生物處理法能夠在處理重金屬的同時又能去除水中的無機物。微生物固定后，其穩(wěn)定性增加，對毒物的承受能力和降解能力都有所增加?？捎糜诟鞣N有機廢水中重金屬離子的去除。微生物處理法具有微生物密度高、產(chǎn)物分離容易等優(yōu)點。但由于細(xì)胞固定技術(shù)目前尚處于實驗研究階段，大規(guī)模利用微生物處理重金屬廢水的情況還很少，要實現(xiàn)工業(yè)化還需要進(jìn)一步研究。
[0013]目前，現(xiàn)有的含鉛電鍍廢水處理方法存在成本高、技術(shù)復(fù)雜、占地面積大、能耗高及重復(fù)利用率低等不足。因此，有必要擺脫現(xiàn)有的處理技術(shù)思路，開辟出處理電鍍廢水中有機磷酸鹽的新途徑，進(jìn)而開發(fā)一種全新形式的電鍍廢水有機磷酸鹽處理技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種去除電鍍廢水中鉛的處理方法，含鉛電鍍廢水通過廢水管線進(jìn)入集水井，在此進(jìn)行集中收集和初步穩(wěn)定調(diào)節(jié)，集水井的出口通過廢水管線連接粗格柵，在此去除廢水中的大直徑固體物質(zhì)，粗格柵的出口通過廢水管線連接一次沉淀池，在此進(jìn)一步去除廢水中的不溶物質(zhì)，一次沉淀池的出口通過廢水管線連接PH值調(diào)節(jié)池，廢水在此進(jìn)行pH值的精確調(diào)節(jié)，pH值調(diào)節(jié)池出水的pH值范圍為5.5?
6.5，以滿足生物發(fā)酵-沉淀反應(yīng)凈化系統(tǒng)的入水pH值要求，pH值調(diào)節(jié)池的出口通過廢水管線連接生物發(fā)酵-沉淀反應(yīng)凈化系統(tǒng)，生物發(fā)酵-沉淀反應(yīng)凈化系統(tǒng)排出的含鉛污泥外運處理，同時，生物發(fā)酵-沉淀反應(yīng)凈化系統(tǒng)的出口通過廢水管線連接好氧生物濾池，廢水在此經(jīng)曝氣及生物氧化過程以去除其中的有機物，好氧生物濾池的出口通過廢水管線連接二次沉淀池，在此將廢水中的不溶物質(zhì)全部除去，二次沉淀池的出口通過廢水管線連接凈水池，凈水池的出口通過廢水管線將經(jīng)過本系統(tǒng)處理后的凈化出水外排;其中，生物發(fā)酵-沉淀反應(yīng)凈化系統(tǒng)的池體采用硬質(zhì)玻璃鋼材質(zhì)，其池體分為上、下兩個單元，下部單元為除鉛凈化單元，其左側(cè)下部裝有進(jìn)水閥門和電動伸縮推泥器，右側(cè)上部裝有出水閥門，右側(cè)下部裝有污泥排口，中部預(yù)留有空間容納下降至此的微孔生物濾網(wǎng)；上部單元為生物發(fā)酵倉，其頂部分別固定有6具短距伸縮桿和6具長距伸縮桿，每具短距伸縮桿末端均安裝有I支粉末噴頭，每具長距伸縮桿末端均安裝有I套微孔生物濾網(wǎng)，生物發(fā)酵倉兩側(cè)各安裝有一套自動溫控裝置，其底部于微孔生物濾網(wǎng)相對位置上共安裝有6個電動倉門。經(jīng)過pH值調(diào)節(jié)處理后(處理后PH值為5.5?6.5)的電鍍廢水通過生物發(fā)酵-沉淀反應(yīng)凈化系統(tǒng)左側(cè)底部的進(jìn)水閥門進(jìn)入凈化系統(tǒng)內(nèi)部，3套已完成生物發(fā)酵過程并已附著有足量L-抗壞血酸的微孔生物濾網(wǎng)在長距伸縮桿的驅(qū)動下，經(jīng)生物發(fā)酵倉底部的電動倉門下降至水面以下，與電鍍廢水發(fā)生充分接觸，微孔生物濾網(wǎng)上附著的L-抗壞血酸能夠與廢水中的鉛離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，結(jié)合生成難溶于水且無毒的鹽類，逐步沉淀于池體底部形成含鉛污泥，此污泥經(jīng)電動伸縮推泥器推動，由池體右側(cè)底部的污泥排口排出本系統(tǒng)并進(jìn)行無害化處理，同時，經(jīng)過除鉛處理凈化后的廢水，由池體右側(cè)上部的出水閥門排出本系統(tǒng)，進(jìn)入下一處理工序；當(dāng)微孔生物濾網(wǎng)上附著的L-抗壞血酸逐步反應(yīng)消耗完時，微孔生物濾網(wǎng)可在長距伸縮桿的驅(qū)動下提升出水面，經(jīng)電動倉門回收至生物發(fā)酵倉，而另外3套已完成生物發(fā)酵過程并已附著有足量L-抗壞血酸的微孔生物濾網(wǎng)在長距伸縮桿的驅(qū)動下，經(jīng)生物發(fā)酵倉底部的電動倉門下降至水面以下，繼續(xù)與電鍍廢水發(fā)生反應(yīng)，發(fā)揮除鉛凈化作用，同時，上一步驟中已回收至生物發(fā)酵倉中的3套微孔生物濾網(wǎng)，通過由短距伸縮桿驅(qū)動的3支粉末噴頭的上下運動，向其上均勻噴灑菜黃單胞菌菌株和D-葡萄糖的混合粉末，并在生物發(fā)酵倉中停留90mn以完成生物發(fā)酵過程，此段時間中，生物發(fā)酵倉兩側(cè)的自動溫控裝置將倉內(nèi)溫度調(diào)整至適宜菜黃單胞菌生長的溫度范圍(25?35°C)，在D-葡萄糖的參與下，菜黃單胞菌內(nèi)部發(fā)生內(nèi)酯化反應(yīng)，最終發(fā)酵產(chǎn)出L-抗壞血酸并附著于微孔生物濾網(wǎng)上，使微孔生物濾網(wǎng)的除鉛凈化功能得以再生，微孔生物濾網(wǎng)再經(jīng)長距伸縮桿的驅(qū)動下降至水面以下，替換之前的微孔生物濾網(wǎng)，繼續(xù)與電鍍廢水發(fā)生反應(yīng)，發(fā)揮除鉛凈化作用，此生物發(fā)酵-沉淀反應(yīng)凈化過程循環(huán)往復(fù)進(jìn)行。
[0015]進(jìn)一步，生物發(fā)酵-沉淀反應(yīng)凈化系統(tǒng)的池體有效容積為150m3，生物發(fā)酵倉的有效容積為125m3，、伸縮桿馬達(dá)及電動倉門的工作電壓為380V，粉末噴頭的工作電壓為15V。
[0016]進(jìn)一步，生物發(fā)酵-沉淀反應(yīng)凈化系統(tǒng)的微孔生物濾網(wǎng)的孔徑為25μπι，自動溫控裝置的工作電壓為230V，溫度控制范圍為20?40 °C，控溫精度為1.0 °C。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
(I)本發(fā)明擺脫了現(xiàn)有的含鉛電鍍廢水凈化處理原理，創(chuàng)造性的利用了菜黃單胞菌能夠通過生物發(fā)酵過程產(chǎn)生L-抗壞血酸即維生素C的特性，同時還利用了 L-抗壞血酸能夠與鉛離子結(jié)合，并生成難溶于水且無毒的鹽類的反應(yīng)，該反應(yīng)極易在PH為5.5?6.5的弱酸性環(huán)境下進(jìn)行，且對廢水中鉛離子的選擇性很強，是非常有針對性的處理方法。
[0018](2)通過L-抗壞血酸與鉛離子反應(yīng)而生成的鹽類是一種無毒的物質(zhì)，且本系統(tǒng)所使用的菜黃單胞菌和D-葡萄糖、以及生物發(fā)酵過程所產(chǎn)出的L-抗壞血酸均對人體和環(huán)境無害。因此，本方法是一種無公害的凈化處理方法。
[0019](3)本發(fā)明創(chuàng)造性的利用了一種能夠附著L-抗壞血酸的微孔生物濾網(wǎng)，作為其表面接觸反應(yīng)介質(zhì)，使廢水中的鉛離子能夠充分與其發(fā)生接觸，提高了反應(yīng)效率，提升了整個系統(tǒng)的處理能力，通過本系統(tǒng)處理后的電鍍廢水，其鉛離子去除效率可達(dá)99.2%。
[0020](4)本發(fā)明原理簡單易行，設(shè)計施工成本較低，并且處理效果較好，運行維護(hù)成本很低，有利于大范圍推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的設(shè)備示意圖。
[0022]圖中:1_集水井、2-粗格柵、3-—次沉淀池、4-pH值調(diào)節(jié)池、5-生物發(fā)酵-沉淀反應(yīng)凈化系統(tǒng)、6-好氧生物濾池、7-二次沉淀池、8-凈水池
圖2是生物發(fā)酵-沉淀反應(yīng)凈化系統(tǒng)的示意圖。
[0023]51-進(jìn)水閥門、52-生物發(fā)酵倉、53-短距伸縮桿、54-長距伸縮桿