CN102476853A - 一种含铅废水的处理方法 - Google Patents

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雷春生
雷思宇
金利军
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Abstract

本发明公开了一种含铅废水的处理方法，其处理方法依次包括以下步骤：(1)将体积比为3％～5％的膜表面活性剂及体积比为4％～10％的流动载体，分别加入到体积比为85％～93％的膜溶剂中，并低速搅拌10～15min，制得膜相；(2)将与膜相等体积的内水相药剂缓慢加入到膜相中，高速搅拌10～30min，制得油包水型的乳状液；(3)将上述制得的乳状液加入到铅浓度在10～1000mg/L的废水中，外水相pH为3.0～5.5，高速搅拌30～60min后,静置分层，分层后得到的乳液经高压电场破乳，分离出油相及内水相，出水即可达到国家排放标准。本发明含铅废水的处理方法具有快速、高效、节能、无相变，净化了水质，又富集回收了重金属离子，设备简单、操作方便、铅去除率可达99.9％以上，在重金属废水处理领域将有空前的应用前景。

Description

一种含铅废水的处理方法
技术领域
本发明是一种含铅废水的处理方法，涉及蓄电池生产、选矿、石油加工、铅冶炼、废铅酸蓄电池回收利用等行业废水中铅的去除，属于环境保护中废水处理领域。
背景技术
铅是自然界分布很广的元素，也是工业中常使用的元素之一，在自然界中多以硫化物形式存在，仅少量为金属状态，并常与锌、铜等元素共存。铅及其化合物是一种不可降解的环境污染物，可通过废水、废气、废渣大量流入环境，通过食物链、土壤、水与空气直接或间接地进入人体，损害造血系统，引起贫血、神经系统末稍神经炎，还可随血液流入脑组织，损害小脑和大脑皮质细胞，干扰新陈代谢活动，引起脑损伤，而且铅毒性持久，半衰期长达10年，不易被人体排出，任何程度的铅污染都会对人体健康产生不利影响。废水中的总铅为第一类污染物，含铅废水如需排放，总铅在车间排放口必须达到第一类污染物最高允许浓度排放标准。
目前，处理废水中重金属铅离子，工业上一般采用化学沉淀法、离子交换法、电解法。另外，液膜法和生物吸附法是新兴的含铅废水的处理方法，目前处于研究阶段，是今后的发展方向。化学沉淀法设备简单、操作方便、处理效果好，目前，对高浓度、大流量的含铅废水的处理应用较普遍，但费用高、处理量小、选择性差、污泥量大、污泥不易处理、易造成二次污染。离子交换法具有占地面积小、管理方便、铅离子脱除率高，而且处理得当可使再生液作为资源回收，不会对环境造成二次污染，但是一次性投资大，运行费用高，树脂易受污染或氧化失效，再生频繁，再生问题也存在一定的困难。电解法工艺成熟，具有去除率高，无二次污染，所沉淀的重金属可回收利用，对废水水质变化适应性较强，反应时间短，但处理大量废水时能耗大，电极金属耗量大，不适合高浓度废水。液膜法净化了水质，又富集回收了重金属，起到双重功效，但由于液膜技术难度大，用于制备乳化剂液膜的表面活性剂品种少、性能差、破乳技术不过关等，阻碍了该法的工业化。生物吸附法不使用化学药剂，污泥量极少，无二次污染、排放水可回用，菌泥中金属可回收且菌泥可用作肥料，微生物对铅离子在低浓度下处理效果好，但易受pH值、温度、金属离子浓度、生物膜的培养条件、共存重金属离子等较多因素影响。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种含铅废水的处理方法。本发明含铅废水的处理方法具有快速、高效、节能、无相变，净化了水质，又富集回收了重金属离子，设备简单、操作方便、铅去除率可达99.9％以上，在重金属废水处理领域将有空前的应用前景。
本发明采用的技术方案依次包括如下步骤：
(1)将体积比为3％～5％的膜表面活性剂及体积比为4％～10％的流动载体，分别加入到体积比为85％～93％的膜溶剂中，并低速搅拌10～15min，制得膜相； 
(2)将与膜相等体积的内水相药剂缓慢加入到膜相中，高速搅拌10～30min，制得油包水型的乳状液；
(3)将上述制得的乳状液加入到铅浓度在10～1000mg/L的废水中，加入的乳状液与废水的质量比为1:20～1:5000，外水相pH为3.0～5.5，以500r/min～3000r/min的速度搅拌30～60min，静置分层，分层后得到的乳液经高压电场破乳，分离出油相及内水相，内水相用于铅的回收利用，油相可用于重新制乳，出水即可达到国家一级排放标准。
所述的膜表面活性剂为span 80、LMS-2、上胺205（N205，双丁二酰亚胺）中的一种或两种。
所述的流动载体为双硫腙、P507(2-乙基己基膦酸单2－乙基已基酯)、TBP（磷酸三丁酯）、十二烷基苯磺酰胺喹啉中的一种或两种。
所述的膜溶剂为煤油、二甲苯、正庚烷中的一种或两种。
所述的内水相药剂为柠檬酸、硫酸、硫脲、乙二胺四乙酸（EDTA）中的一种或两种。
本发明铅离子的传输机理是：
(1)铅离子与载体在外相与膜相的界面发生反应：
Pb2+﹢2H2A2→PbA2·2HA﹢2H＋
(2) PbA2·2HA扩散到膜相内界释放出铅离子：
PbA2·2HA﹢2H＋→Pb2+﹢2H2A2
其中：H2A2——载体
(3)内水相药剂对铅离子迁移富集的促进作用：
一方面内水相药剂与膜相内界释放的铅离子反应，生成更加稳定的络合物，从而更有利于铅离子的迁移富集，另一方面内水相药剂为膜内反应提供了氢离子，创造了膜内的酸性环境，有利于铅离子在膜内的释放。
具体实施方式
本发明采用的技术方案是依次包括如下步骤：
(1)将体积比为3％～5％的膜表面活性剂及体积比为4％～10％的流动载体，分别加入到体积比为85％～93％的膜溶剂中，并低速搅拌10～15min，制得膜相； 
(2)将与膜相等体积的内水相药剂缓慢加入到膜相中，高速搅拌10～30min，制得油包水型的乳状液；
(3)将上述制得的乳状液加入到铅浓度在10～1000mg/L的废水中，加入的乳状液与废水的质量比为1:20～1:5000，外水相pH为3.0～5.5，以500r/min～3000r/min的速度搅拌30～60min,静置分层，分层后得到的乳液经高压电场破乳，分离出油相及内水相，内水相用于铅的回收利用，油相用于重新制乳。
所述的膜表面活性剂为span 80、LMS-2、上胺205（N205，双丁二酰亚胺）中的一种或两种。
所述的流动载体为双硫腙、P507(2-乙基己基膦酸单2－乙基已基酯)、TBP（磷酸三丁酯）、十二烷基苯磺酰胺喹啉中的一种或两种。
所述的膜溶剂为煤油、二甲苯、正庚烷中的一种或两种。
所述的内水相药剂为柠檬酸、硫酸、硫脲、乙二胺四乙酸（EDTA）中的一种或两种。
实例1
将体积比为4％的LMS-2及体积比为5％的P507，分别加入到体积比为91％的煤油中，并以150r/min的速度搅拌10min，制得膜相；将与膜相等体积，浓度为1mg/L的柠檬酸溶液缓慢加入到膜相中，以500r/min的速度搅拌20min，制得油包水型的乳状液；将上述制得的乳状液加入到铅浓度在25mg/L的废水中，乳液投加量为10mg/L，废水pH=5.5，以1000r/min的速度搅拌30min,静置分层，分层后得到的乳液经高压电场破乳，所排废水铅离子浓度降到了0.01mg/L，铅去除率达到了99.96％。
实例2
将体积比为4％的span 80及体积比为5％的TBP，分别加入到体积比为91％的正庚烷中，并以100r/min的速度搅拌10min，制得膜相；将与膜相等体积，浓度为1mg/L的柠檬酸溶液缓慢加入到膜相中，以600r/min的速度搅拌20min，制得油包水型的乳状液；将上述制得的乳状液加入到铅浓度在200mg/L的废水中，乳液投加量为10mg/L，废水pH=5.5，以1000r/min的速度搅拌40min,静置分层，分层后得到的乳液经高压电场破乳，所排废水铅离子浓度降到了0.02mg/L，铅去除率达到了99.99％。
实例3
将体积比为4％的span 80及体积比为6％的双硫腙，分别加入到体积比为90％的煤油中，并以130r/min的速度搅拌10min，制得膜相；将与膜相等体积，浓度为1mg/L的硫酸溶液缓慢加入到膜相中，以650r/min的速度搅拌20min，制得油包水型的乳状液；将上述制得的乳状液加入到铅浓度在500mg/L的废水中，乳液投加量为18mg/L，废水pH=5.0，以1200r/min的速度搅拌40min,静置分层，分层后得到的乳液经高压电场破乳，所排废水铅离子浓度降到了0.08mg/L，铅去除率达到了99.98％。
实例4
将体积比为3％的上胺205及体积比为6％的双硫腙，分别加入到体积比为91％的二甲苯中，并以200r/min的速度搅拌20min，制得膜相；将与膜相等体积，浓度为1mg/L的硫酸溶液缓慢加入到膜相中，以650r/min的速度搅拌20min，制得油包水型的乳状液；将上述制得的乳状液加入到铅浓度在980mg/L的废水中，乳液投加量为25mg/L，废水pH=5.0，以1500r/min的速度搅拌50min,静置分层，分层后得到的乳液经高压电场破乳，所排废水铅离子浓度降到了0.66mg/L，铅去除率达到了99.93％。

Claims (2)

1.一种含铅废水的处理方法，其特征是依次包括以下步骤：
(1)将体积比为3％～5％的膜表面活性剂及体积比为4％～10％的流动载体，分别加入到体积比为85％～93％的膜溶剂中，并低速搅拌10～15min，制得膜相；
(2)将与膜相等体积的内水相药剂缓慢加入到膜相中，高速搅拌10～30min，制得油包水型的乳状液；
(3)将上述制得的乳状液加入到铅浓度在10～1000mg/L的废水中，加入的乳状液与废水的质量比为1:20～1:5000，外水相pH为3.0～5.5，以500r/min～7000r/min的速度搅拌30～60min,静置分层，分层后得到的乳液经高压电场破乳，分离出油相及内水相。
2.根据权利要求1所述的一种含铅废水的处理方法，其特征在于：所述的膜表面活性剂为span 80、LMS-2、上胺205（N205，双丁二酰亚胺）中的一种或两种，流动载体为双硫腙、P507(2-乙基己基膦酸单2－乙基已基酯)、TBP（磷酸三丁酯）、十二烷基苯磺酰胺喹啉中的一种或两种，膜溶剂为煤油、二甲苯、正庚烷中的一种或两种，内水相药剂为柠檬酸、硫酸、硫脲、乙二胺四乙酸（EDTA）中的一种或两种。
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