CN102976510A - 一种铅酸蓄电池行业废水处理及回用方法 - Google Patents

一种铅酸蓄电池行业废水处理及回用方法 Download PDF

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杨晓玲
钟丽云
许嘉龙
王伟萍
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Abstract

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种废水处理及回用方法。一种铅酸蓄电池行业废水处理及回用方法，包括如下步骤：（1）预处理：使用碱液将铅酸废水的pH控制在8~9之间，之后投加絮凝剂、助凝剂；（2）超滤膜处理；将步骤（1）处理后的废水中经沉淀后的上清液输送到超滤膜处理系统中进行处理；（3）反渗透膜处理：将步骤（2）处理后的废水经沉淀后的上清液输送到反渗透膜处理系统中进行处理。由于采用上述技术方案，本发明的工艺步骤简单，投入成本较低，不仅可以有效滤除废水中的有害物质，还可以控制水质达到回收再利用的标准。

Description

一种铅酸蓄电池行业废水处理及回用方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种废水处理及回用方法。
背景技术
随着国家相关产业的拉动及国际电池生产厂商在中国投资的增多，铅酸蓄电池行业快速发展壮大，不仅在交通运输、军事国防等传统领域得到广泛应用，而且应用在太阳能光伏发电、风力发电、通信电源、电力变配电系统、铁路、船舶通讯、起动、照明电源、UPS电源中，使其成为新兴的朝阳产业之一，截至2011年7月31日，从事铅蓄电池生产、组装及回收（再生铅）企业已有1930多家。但是由于污染防治设施不完善等原因，被取缔关闭约583家、停产整治约405家、停产约610家。可见污水处理已成为制约其行业发展的瓶颈。
目前处理含铅废水的方法有：化学沉淀法、离子交换法和电渗析法等。化学沉淀法是目前应用最广泛的含铅废水处理技术，通过投加碱液或硫化物，生成难溶的氢氧化铅或硫化铅沉淀。但铅是两性金属，采用化学沉淀法控制条件较为严格。离子交换法处理含铅废水，去除率高，出水水质好，但仅能处理离子态的铅或铅化合物且处理成本较高。
专利CN101197458B将含铅废水直接导入普通废水处理系统进行废水处理，操作简单，但是由于普通废水处理系统多为活性污泥法，微生物不能降解铅，富集于微生物体内，处理达标也仅是稀释作用，长期累积会破坏水体的自净作用。
专利CN100402446C采用电渗析处理含铅废水，淡水出水水质良好，可回用至配酸工艺，浓水作为冲洗和冷却用水，实现“零排放”。但是此方法的淡水回收率<70%，浓水经循环后铅浓度达到原来的3倍，用作冲洗和冷却用水存在安全隐患。
专利CN102020374A采用混凝沉淀+反渗透处理铅酸废水，处理后水质良好，可回用，但是该方法在反渗透之前加了离子交换树脂和电渗析设备，使得产水回收率较低，且步骤较为繁琐，不利于工业化。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种铅酸蓄电池行业废水处理及回用方法，解决以上技术问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种铅酸蓄电池行业废水处理及回用方法，包括如下步骤：
（1）预处理：使用碱液将铅酸废水的pH控制在8~9之间，之后投加絮凝剂、助凝剂；
（2）超滤膜处理；将步骤（1）处理后的废水中经沉淀后的上清液输送到超滤膜处理系统中进行处理；
（3）反渗透膜处理：将步骤（2）处理后的废水经沉淀后的上清液输送到反渗透膜处理系统中进行处理。
所述碱液采用氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钙、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钙或碳酸氢钾溶液中的一种或几种。
所述碱液的浓度范围为5%~10%。
所述絮凝剂采用聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合铝铁、氯化亚铁、硫酸亚铁中的一种或者几种。
所述絮凝剂的投加量为50mg/L~500mg/L。
所述助凝剂为聚丙烯酰胺，其分子量为200万~2500万。
所述助凝剂的投加量为1mg/L~15mg/L。
所述聚丙烯酰胺采用阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺和阴离子聚丙烯酰胺中的一种或者几种。
所述超滤膜处理系统的超滤膜的材质采用复合聚氯乙烯、聚醚砜、聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)中的一种。
所述超滤膜处理系统的超滤膜的膜孔径为0.001μm~0.02μm。
所述超滤膜处理系统的超滤膜运行压力为0.1MPa~1MPa。
所述超滤膜处理系统中的超滤膜采用美国陶氏超滤膜，也可以采用美国GE超滤膜。
所述反渗透膜处理系统中的反渗透膜材质采用醋酸纤维素(CA)或者芳香聚酰胺。
所述反渗透膜处理系统中的反渗透膜孔径为0.1nm~1nm。
所述反渗透膜处理系统中的反渗透膜运行压力为1MPa~2MPa。
所述反渗透膜处理系统中的反渗透膜采用美国陶氏反渗透膜，也可以采用美国GE反渗透膜或者韩国世韩反渗透膜。
本发明将铅酸蓄电池生产过程中产生的铅酸废水先进行预处理，然后先后通过超滤膜处理系统和反渗透膜处理系统，使得铅酸废水被层层过滤和净化，滤除有害物质和微生物，使得水质达到可以再利用的程度。铅酸废水在经过预处理后会使得溶于水中的大部分悬浮物被凝聚成高分子有机物，便于后续工艺过程中的滤除；在超滤膜处理环节，由于超滤膜的膜孔径均在微米级别，废水在经过超滤膜时，大部分0.001微米~0.02微米之间的大分子物质和蛋白质会被超滤膜截留住，这些大分子物质包括呈现胶状和絮团状的高分子有机物、蛋白质、微生物等；在反渗透膜处理环节，由于反渗透膜的表面微孔的孔径更小，使得其具有高脱盐效果，可以将溶于水中的无机盐分离出来，同时也能够截留住大部分分子量大于100的有机物、细菌和微生物等，使得水质达到再利用的程度。
有益效果：由于采用上述技术方案，本发明的工艺步骤简单，投入成本较低，不仅可以有效滤除废水中的有害物质，还可以控制水质达到回收再利用的标准。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
参照图1，一种铅酸蓄电池行业废水处理及回用方法，其步骤包括：
（1）预处理：使用碱液将铅酸废水的pH控制在8~9之间，之后投加絮凝剂、助凝剂；
（2）超滤膜处理；将步骤（1）处理后的废水中经沉淀后的上清液输送到超滤膜处理系统中进行处理；
（3）反渗透膜处理：将步骤（2）处理后的废水经沉淀后的上清液输送到反渗透膜处理系统中进行处理。
实施例一，处理含铅浓度为10mg/L，pH值为2，CODCr为30mg/L，总硬度（以碳酸钙计）为200mg/L，电导率为3500mg/L的铅酸废水的工艺步骤如下：
（1）预处理：向容纳铅酸废水的预处理池中加入一定量的碱液，使得铅酸废水的pH值达到8.0，然后在该预处理池中依次加入220mg/L的聚合硫酸铁，4.0mg/L的阴离子聚丙烯酰胺，该阴离子聚丙烯酰胺的分子量为1300万；
（2）超滤膜处理：将步骤（1）中经过预处理后的铅酸废水中经沉淀后的上清液输送到超滤膜处理系统中进行处理，其中，超滤膜采用美国陶氏超滤膜，其材质为聚醚砜，设定超滤膜运行压力为0.5MPa。
（3）反渗透膜处理：将步骤（2）中经过处理后的铅酸废水中经沉淀后的上清液输送到反渗透膜处理系统中进行处理，其中，反渗透膜采用美国陶氏反渗透膜，其材质为芳香聚酰胺，设定反渗透膜运行压力为1.0MPa。
经过上述步骤处理后获得的水质指标为：铅未检测出，pH值为7.0，总硬度0.1mg/L，COD检测不出，电导率<100μs/cm。优于《GB8978-1996》排放标准，达到回用水标准。
实施例二，处理含铅浓度为150mg/L，pH值为1.0，CODCr为80mg/L，总硬度（以碳酸钙计）为620mg/L，电导率为6500mg/L的铅酸废水的工艺步骤如下：
（1）预处理：向容纳铅酸废水的预处理池中加入一定量的碱液，使得铅酸废水的pH值达到8.5，然后在该预处理池中依次加入130mg/L的聚合氯化铝，8.0mg/L的阴离子聚丙烯酰胺，该阴离子聚丙烯酰胺的分子量为600万；
（2）超滤膜处理：将步骤（1）中经过预处理后的铅酸废水中经沉淀后的上清液输送到超滤膜处理系统中进行处理，其中，超滤膜采用美国GE超滤膜，其材质为聚偏氟乙烯，设定超滤膜运行压力为0.5MPa。
（3）反渗透膜处理：将步骤（2）中经过处理后的铅酸废水中经沉淀后的上清液输送到反渗透膜处理系统中进行处理，其中，反渗透膜采用美国GE反渗透膜，其材质为醋酸纤维素，设定反渗透膜运行压力为1.2MPa。
经过上述步骤处理后获得的水质指标为：铅浓度0.05mg/L，pH值为7.6，总硬度1mg/L，COD10mg/L，电导率<200μs/cm。优于《GB8978-1996》排放标准，达到回用水标准。
本发明将铅酸蓄电池生产过程中产生的铅酸废水先进行预处理，然后先后通过超滤膜处理系统和反渗透膜处理系统，使得铅酸废水被层层过滤和净化，滤除有害物质和微生物，使得水质达到可以再利用的程度。铅酸废水在经过预处理后会使得溶于水中的大部分悬浮物被凝聚成高分子有机物，便于后续工艺过程中的滤除；在经过超滤膜处理系统时，废水会先后经过微滤膜和超滤膜，由于微滤膜和超滤膜的膜孔径均在微米级别，可以截留大部分0.001微米~0.02微米之间的大分子物质和蛋白质，在这一阶段的截留过程中将呈现胶状和絮团状的高分子有机物、蛋白质、微生物等截留住；在经过反渗透膜处理系统的过程中，由于反渗透膜具有高脱盐效果，使得溶于水中的无机盐被分离出来，同时也能够截留住大部分分子量大于100的有机物，使得水质达到再利用的程度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种铅酸蓄电池行业废水处理及回用方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）预处理：使用碱液将铅酸废水的pH控制在8~9之间，之后投加絮凝剂、助凝剂；
（2）超滤膜处理；将步骤（1）处理后的废水中经沉淀后的上清液输送到超滤膜处理系统中进行处理；
（3）反渗透膜处理：将步骤（2）处理后的废水经沉淀后的上清液输送到反渗透膜处理系统中进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池行业废水处理及回用方法，其特征在于，所述碱液采用氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钙、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钙或碳酸氢钾溶液中的一种或几种；
所述碱液的浓度范围为5%~10%。
3.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池行业废水处理及回用方法，其特征在于，所述絮凝剂采用聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合铝铁、氯化亚铁、硫酸亚铁中的一种或者几种；
所述絮凝剂的投加量为50mg/L~500mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池行业废水处理及回用方法，其特征在于，所述助凝剂为聚丙烯酰胺，其分子量为200万~2500万；
所述助凝剂的投加量为1mg/L~15mg/L；
所述聚丙烯酰胺采用阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺和阴离子聚丙烯酰胺中的一种或者几种。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种铅酸蓄电池行业废水处理及回用方法，其特征在于，所述超滤膜处理系统的超滤膜的材质采用复合聚氯乙烯、聚醚砜、聚丙烯、聚偏氟乙烯中的一种。
6.根据权利要求5所述的一种铅酸蓄电池行业废水处理及回用方法，其特征在于，所述超滤膜处理系统的超滤膜的膜孔径为0.001μm~0.02μm。
7.根据权利要求6所述的一种铅酸蓄电池行业废水处理及回用方法，其特征在于，所述超滤膜处理系统的超滤膜运行压力为0.1MPa~1MPa。
8.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池行业废水处理及回用方法，其特征在于，所述反渗透膜处理系统中的反渗透膜的材质采用醋酸纤维素或者芳香聚酰胺。
9.根据权利要求8所述的一种铅酸蓄电池行业废水处理及回用方法，其特征在于，所述反渗透膜处理系统中的反渗透膜孔径为0.1nm~1nm。
10.根据权利要求9所述的一种铅酸蓄电池行业废水处理及回用方法，其特征在于，所述反渗透膜处理系统中的反渗透膜运行压力为1MPa~2MPa。
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