CN104003567B - 一种铅蓄电池废水零排放处理设备及方法 - Google Patents

一种铅蓄电池废水零排放处理设备及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铅蓄电池废水零排放处理设备和方法,生活污水收集后进行预处理后与铅蓄电池生产废水混合进入原水池,进行后续的中和、混凝、沉淀、过滤等深度处理,实现水的三级回用。解决了铅蓄电池废水经处理后含铅量无法稳定达标的难题,同时实现了废水全部回用,铅蓄电池废水零排放。

Description

一种铅蓄电池废水零排放处理设备及方法

技术领域

[0001]本发明属于铅蓄电池行业废水处理及回用技术领域,具体涉及铅蓄电池废水零排放处理设备及方法。

背景技术

[0002]铅蓄电池废水分为生产废水和洗衣淋浴废水,生产废水主要来源于产品在生产过程所产生的含铅、含酸废水,来源于配酸、涂板、化成等工艺或通风除尘用水,这些废水中主要含有铅粉、熔解铅、硫酸铅、硫酸和其他一些有机添加剂和机油等;辅助部门如电池实验室、电池分析室对电池产品进行试验分析室产生的含铅、含酸废水;洗衣淋浴废水主要是员工工作服清洗水,员工冲凉废水,以及各生产工序清洁和员工洗手废水等,污染物主要为C0D、SS和铅等污染物,如不经治理会严重影响作业人员的身体健康,同时对周边的环境造成的严重的危害。

[0003]目前铅蓄电池废水除铅方法主要有化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法、铁氧体法等。其中化学沉淀法较为实用,它是指向废水中投加化学药剂,使药剂与重金属污染物发生化学反应,形成难溶的固体生成物沉淀物,然后进行固液分离,从而除去废水中污染物的一种处理方法。

[0004]化学沉淀法具体如下:利用石灰石膨胀中和滤塔调节值,向初级沉淀池内投加絮凝剂捕捉重金属,用斜板沉淀池限制重金属上升,用快滤池内的双层滤料无烟煤、石英砂过滤沉淀出水。工艺采用投加石灰石操作、工人劳动强度大,斜板易堵塞,清运泥渣难度大、设备操作技术落后等缺点,泥渣产量大,且重金属含量较高,形成危废,难以处置。

[0005]目前铅蓄电池废水处理工艺流程为:沉淀、中和、混凝、斜管沉淀、砂滤、pH值调节。

[0006] (I)沉淀:经过沉淀、出去水中大部分杂质;

[0007 ] (2 )中和:利用化学酸碱中和原理,加入适量的NaOH和废水中的酸,并控制过程的pH值;

[0008] (3)混凝:在废水中预先投加PAC和PAM来破坏胶体的稳定性,使废水中的胶体和细小悬浮物聚集成具有可分离性的絮凝提,再加一份力,是游离态的Pb沉淀,从而被出去;

[0009] (4)斜管沉淀:混凝后的废水进入斜管沉淀池中进行沉淀,以分离废水中的含Pb沉淀物;

[0010] (5)沙滤:经过斜管沉淀后的废水进入沙滤塔过滤,去除细小悬浮物;

[0011 ] (6 )pH值调节:过滤后的水pH值调节到6-9,外排。

[0012]这种方法处理铅蓄电池废水,操作工艺简单,运行费用低廉,但不能确保出水铅含量稳定达标,且出水含盐量较高,难以回用,造成废水排放量大。随着新一轮的铅蓄电池行业环保核查的推进和清洁生产方案的实施,对铅蓄电池行业废水处理要求越来越严格,急需发明一种新工艺,确保出水铅含量稳定达标,提高废水会用效率,响应国家节能减排的政策。

发明内容

[0013]本发明提供了一种铅蓄电池废水零排放处理工艺,解决了铅蓄电池废水经处理后含铅量无法稳定达标的难题,同时实现了废水全部回用,铅蓄电池废水零排放。

[0014]为解决现有技术存在的问题,实现铅蓄电池废水零排放,本发明目的之一在于提供一种铅蓄电池废水零排放处理设备,其特征在于,包括收集池,所述收集池依次通过高效气浮反应器和催化氧化装置连接原水池,所述原水池与生产废水管道相接,所述原水池还依次连接有中和池、混凝池、斜板沉淀池和无阀滤池,所述无阀滤池与清水池和转置水池连接,所述转置水池依次连接多介质过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器、超滤装置和反渗透装置,所述反渗透装置连接亚纯水池和浓水池,所述浓水池连接蒸发结晶装置,所述蒸发结晶装置连接纯水池。

[0015]所述催化氧化装置包括依次连接的过滤器和氧化塔,所述氧化塔还连接有臭氧发生器。

[0016]所述中和池还连接有中和药剂加药装置、混凝药剂加药装置和除铅药剂加药装置。

[0017]所述混凝池还连接助凝药剂加药装置。

[0018]所述超滤装置为一组串联的膜管。

[0019]所述反渗透装置包括依次连接的高压栗和反渗透膜组件。

[0020]所述蒸发结晶装置为依次连接的加热器、分离器、冷却结晶罐和冷凝水罐,所述分离器还连接有汽液分离器。

[0021 ]本发明还提供了一种铅蓄电池废水零排放处理方法,其特征在于,包括如下步骤:

[0022] (I)洗衣淋浴废水经收集池收集后进行预处理:进入高效浮渣脱除反应器,去除悬浮物,然后进入催化氧化装置进行处理,降低生活污水中的COD;

[0023] (2)经预处理后的洗衣淋浴废水与铅蓄电池生产废水混合进入原水池,进行后续的深度处理;

[0024] (3 )原水池中的混合废水投加中和药剂在中和池进行中和反应,将pH值调节至6-9;

[0025] (4)中和后的废水投加除铅药剂和混凝药剂,然后添加助凝药剂进行除重反应,进入混凝池进行混凝反应,通过斜板沉淀池,使除铅药剂产生的铅沉淀快速沉降,去除废水中的铅等重金属元素;

[0026] (5)除铅沉淀后的废水通过无阀滤池,过滤掉残余的铅沉淀,进入清水池,进行一级回用,满足一级回用后剩余的废水,进入转置水池进行后续处理;

[0027] (6)转置水池中的废水依次经过多介质过滤器、活性炭过滤器和精密过滤器进行三级过滤,进一步去除废水中的杂质;

[0028] (7)三级过滤后的废水经过超滤装置进行超滤(UF),超滤(UF)出水经过反渗透装置进行反渗透(RO),制得初纯水流入亚纯水池进行二级回用,反渗透产出的高盐废水水进入浓水池;

[0029] (8)浓水池的浓水进入蒸发结晶装置进行蒸发结晶,产出的结晶盐可外售,产出的蒸汽经换热器与自来水进行热交换,蒸汽冷凝后形成纯水至纯水池进行三级回用,回用至生产车间用于电池液配制,经过换热器后的自来水升温成热水可用于洗浴。

[0030]本发明所述中和药剂为氢氧化钠,除铅药剂为硫化钠,混凝药剂为聚合氯化铝(PAC),助凝药剂为聚丙烯酰胺(PAM)。

[0031]所述一级回用水为除铅工序后出水,可用作厕所冲洗水、设备冷却水、地面和设备清洗水等对回用水含盐量要求较低的用水节点。

[0032] 所述二级回用水为反渗透工序产出的初纯水,可用作制备纯水,制得纯水回用至生产车间,用于电池液配制。

[0033]所述三级回用水为蒸发结晶工序产出的蒸汽冷凝后形成的纯水,可直接回用至生产车间用于电池液配制。

[0034]本发明的有益效果在于:

[0035] (I)本发明确保铅蓄电池废水重金属含量稳定达标的同时,根据厂区各用水环节用水标准不同,进行三级回用,实现铅蓄电池废水零排放。

[0036] (2)氢氧化物沉淀法去除重金属,需将酸性的铅蓄电池废水由酸性调至碱性,去除重金属后再加酸调至中性。本发明采用硫化物沉淀法去除废水中重金属,适用PH值范围更广,在中性条件下即可有效去除重金属,可减少酸碱用量,为企业节约运行成本。

[0037] (3)本发明厂区各用水环节对水质的要求不同,用水量不同,分为三级回用,满足全场用水平衡,做到“量体裁衣”。一级回用水用于厕所冲洗水、设备冷却水、地面和设备清洗水,除重后即可满足要求;二级回用水为反渗透产出的初纯水用于制备纯水,制得纯水回用至生产车间,用于电池液配制;三级回用水为蒸发结晶产出冷却水,回用至生产车间,用于电池液配制。

[0038] (4)硫化物沉淀法对铅蓄电池废水中重金属去除效果较好,处理后废水中重金属铅含量〈0.5mg/L,镉含量〈0.02mg/L,低于《电池工业污染物排放标准》中的要求,同时确保蒸发结晶产出的盐品质较好,重金属含量达标,可以外售,获得一定的经济效益。

[0039] (5)本发明对工艺中的能源进行充分回收,蒸发结晶产生的蒸汽具有大量的热能,采用自来水通过换热器对蒸发结晶产生的蒸汽进行冷却,换热后的自来水升温可用于员工洗浴。

附图说明

[0040]图1为本发明所述的一种铅蓄电池废水零排放的处理设备示意图;

[0041]图2为本发明所述的一种铅蓄电池废水零排放的处理方法流程示意图;

[0042]其中:I收集池,2高效气浮反应器,3催化氧化装置,4原水池,5中和池,6混凝池,7斜板沉淀池,8无阀滤池,9清水池,10转置水池,11多介质过滤器,12活性炭过滤器,13精密过滤器,14超滤装置,15反渗透装置,16亚纯水池,17浓水池,18蒸发结晶装置,19纯水池,20中和药剂加药装置,2Γ混凝药剂加药装置,22除铅药剂加药装置,23助凝药剂加药装置,24生产废水管道,25过滤器,26氧化塔,27臭氧发生器,28膜管,29高压栗,30反渗透膜组件,31加热器,32分离器,33冷却结晶罐,34冷凝水罐,35汽液分离器。

具体实施方式

[0043] 实施例1

[0044]如图1和图2所示的一种铅蓄电池废水零排放处理设备,其特征在于,包括收集池I,所述收集池I依次通过高效气浮反应器2和催化氧化装置3连接原水池4,所述原水池4与生产废水管道24相接,所述原水池4还依次连接有中和池5、混凝池6、斜板沉淀池7和无阀滤池8,所述无阀滤池8与清水池9和转置水池10连接,所述转置水池10依次连接多介质过滤器U、活性炭过滤器12、精密过滤器13、超滤装置14和反渗透装置15,所述反渗透装置15连接亚纯水池16和浓水池17,所述浓水池17连接蒸发结晶装置18,所述蒸发结晶装置18连接纯水池19。所述催化氧化装置3包括依次连接的过滤器25和氧化塔26,所述氧化塔还连接有臭氧发生器27。所述中和池5还连接有中和药剂加药装置20、混凝药剂加药装置21和除铅药剂加药装置22。所述混凝池6还连接助凝药剂加药装置23。所述超滤装置14为一组串联的膜管28。所述反渗透装置15包括依次连接的高压栗29和反渗透膜组件30。所述蒸发结晶装置18为依次连接的加热器31、分离器32、冷却结晶罐33和冷凝水罐34,所述分离器32还连接有汽液分离器35。

[0045]实施例1所述的设备的使用方法:

[0046] (I)洗衣淋浴废水经收集池I收集后进行预处理:进入高效气浮反应器2,去除悬浮物,悬浮物(SS) <30。高效气浮反应器2出水,进入催化氧化装置3进行处理,使生活污水中的 C0DS50mg/L;

[0047] (2)经预处理后的洗衣淋浴废水与铅蓄电池生产废水混合进入原水池4,进行后续的深度处理;

[0048] (3)原水池4中的混合废水在中和池5进行中和反应,投加氢氧化钠,将pH值调节至6-9;

[0049] (4)中和后的废水进行除重反应,投加PAC、PAM和硫化钠,充分反应后在混凝池6进行混凝,通过斜板沉淀池7,使产生的重金属沉淀快速沉降,去除废水中的铅等重金属元素,铅 <0.5mg/L,镉 <0.02mg/L;

[0050] (5)除重后的废水通过无阀滤池8,过滤掉残余的重金属沉淀,进入清水池9,部分水进行一级回用,其余废水进入转置水池10进行后续处理,一级回用水可用作厕所冲洗水、设备冷却水、地面和设备清洗水;

[0051 ] (6)转置浓水池中的废水为待处理的高浓度含盐废水。转置浓水池中废水进行三级过滤,分别经过多介质过滤器U、活性炭过滤器12和精密过滤器13,进一步去除废水中的杂质;

[0052] (7)过滤后的废水经超滤装置14进行超滤,超滤出水经反渗透装置15进行反渗透,制得初纯水,电导率< 20ys/cm,进行二级回用,产出的浓水进入浓水池17,二级回用水可用作制备纯水,制得纯水回用至生产车间用于电池液配制。

[0053] (8)反渗透产出的浓水进入蒸发结晶装置18进行蒸发结晶,产出的结晶盐可外售,产出的蒸汽经换热器与自来水进行热交换,蒸汽冷凝后形成纯水回用至生产车间用于电池液配制,出水电导率< 5ys/cm,经过换热器后的自来水升温成热水可用于洗浴。

[0054] 实施例2

[0055]如图1和图2所示的某铅蓄电池厂生产废水排放量为20m3/h,排水8h/d,含铅浓度为54mg/L,含盐量为6150mg/L,电导率约为10.2ms/cm,生活污水⑶D浓度为228mg/L,SS为293mg/L0

[0056] (I)洗衣淋浴废水收集后进行预处理:进入高效浮渣脱除反应器2,去除悬浮物,然后进入催化氧化装置3进行处理,去除生活污水中的C0D,出水SS为45mg/L,C0D为62mg/L,SS去除率为84.6%,COD去除率为72.8%。

[0057] (2)经预处理后的洗衣淋浴废水与铅蓄电池生产废水混合进入原水池4,进行后续的深度处理,混合后COD为35mg/L;

[0058] (3)原水池4中的混合废水投加氢氧化钠进行中和反应,将pH值调节至6.0 ;

[0059] (4)中和后的废水投加硫化钠,投加量为0.75kg/m3,进行除铅反应,充分反应后投加PAC和PAM进入混凝池6进行混凝反应,通过斜板沉淀池7,使产生的硫化铅沉淀快速沉降,去除废水中的铅等重金属元素;

[0060] (5)除铅沉淀后的废水通过无阀滤池8,过滤掉残余的硫化铅沉淀,进入清水池9,依据厂区需要进行一级回用,铅含量为0.43mg//L铅去除率为99.2%,回用量为86m3/d,回用率约为54%,满足一级回用后剩余的废水,进入转置水池10进行后续处理;

[0061] (6)转置水池10中的废水依次经过多介质过滤器11、活性炭过滤器12和精密过滤器13进行三级过滤,进一步去除废水中的杂质;

[0062] (7)三级过滤后的废水进行超滤(UF),超滤(UF)出水进行反渗透(RO),制得初纯水进行二级回用,初纯水电导率为48.6ys/cm,含盐量约为29.2mg/L,水量为5lm3/d,回用率约为31.9%,反渗透产出的高盐废水进入浓水池17,高盐废水含盐量约为52930mg/L,电导率约为89.3ms/cm;

[0063] (8)浓水池17的浓水进入蒸发结晶装置18进行蒸发结晶,产出的结晶盐可外售,产出的蒸汽温度为src经换热器与自来水进行热交换,换热后自来水温度为72 V,蒸汽冷凝后形成纯水进行三级回用,纯水电导率为4.66ys/cm,水量为20m3/d,回用率约为12.5%,回用至生产车间用于电池液配制,经过换热器后的自来水升温成热水可用于洗浴。

[0064] 实施例3

[0065]如图1和图2所示的某铅蓄电池厂生产废水排放量为15m3/h,排水12h/d,含铅浓度为43mg/L,含盐量为5270mg/L,电导率约为8.8ms/cm,生活污水⑶D浓度为201mg/L,SS为239mg/L0

[0066] (I)洗衣淋浴废水收集后进行预处理:进入高效浮渣脱除反应器2,去除悬浮物,然后进入催化氧化装置3进行处理,去除生活污水中的C0D,出水SS为48mg/L,C0D为76mg/L,SS去除率为79.9%,COD去除率为62.2%。

[0067] (2)经预处理后的洗衣淋浴废水与铅蓄电池生产废水混合进入原水池4,进行后续的深度处理,混合后COD为47mg/L;

[0068] (3)原水池4中的混合废水投加氢氧化钠进行中和反应,将pH值调节至9.0;

[0069] (4)中和后的废水投加硫化钠,投加量为0.64kg/m3,进行除铅反应,充分反应后投加PAC和PAM进入混凝池6进行混凝反应,通过斜板沉淀池7,使产生的硫化铅沉淀快速沉降,去除废水中的铅等重金属元素;

[0070] (5)除铅沉淀后的废水通过无阀滤池8,过滤掉残余的硫化铅沉淀,进入清水池9,依据厂区需要进行一级回用,铅含量为0.46mg//L铅去除率为98.9%,回用量为88m3/d,回用率约为48.9%,满足一级回用后剩余的废水,进入转置水池10进行后续处理;

[0071] (6)转置水池10中的废水依次经过多介质过滤器11、活性炭过滤器12和精密过滤器13进行三级过滤,进一步去除废水中的杂质;

[0072] (7)三级过滤后的废水进行超滤(UF),超滤(UF)出水进行反渗透(RO),制得初纯水进行二级回用,初纯水电导率为43.9ys/cm,含盐量约为28.8mg/L,水量为54m3/d,回用率约为30.6%,反渗透产出的高盐废水进入浓水池17;高盐废水含盐量约为58250mg/L,电导率约为97.lms/cm;

[0073] (8)浓水池17的浓水进入蒸发结晶装置18进行蒸发结晶,产出的结晶盐可外售,产出的蒸汽温度为78°C经换热器与自来水进行热交换,换热后自来水温度为70°C,蒸汽冷凝后形成纯水进行三级回用,纯水电导率为4.51ys/cm,水量为34m3/d,回用率约为18.9%,回用至生产车间用于电池液配制,经过换热器后的自来水升温成热水可用于洗浴。

Claims (9)

1.一种铅蓄电池废水零排放处理设备,其特征在于,包括收集池,所述收集池依次通过高效气浮反应器和催化氧化装置连接原水池,所述原水池与生产废水管道相接,所述原水池还依次连接有中和池、混凝池、斜板沉淀池和无阀滤池,所述无阀滤池与清水池和转置水池连接,所述转置水池依次连接多介质过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器、超滤装置和反渗透装置,所述反渗透装置连接亚纯水池和浓水池,所述浓水池连接蒸发结晶装置,所述蒸发结晶装置连接纯水池;所述蒸发结晶装置为依次连接的加热器、分离器、冷却结晶罐和冷凝水罐,所述分离器还连接有汽液分离器。
2.根据权利要求1所述的一种铅蓄电池废水零排放处理设备,其特征在于,所述催化氧化装置包括依次连接的过滤器和氧化塔,所述氧化塔还连接有臭氧发生器。
3.根据权利要求1所述的一种铅蓄电池废水零排放处理设备,其特征在于,所述中和池还连接有中和药剂加药装置、混凝药剂加药装置和除铅药剂加药装置。
4.根据权利要求1所述的一种铅蓄电池废水零排放处理设备,其特征在于,所述混凝池还连接助凝药剂加药装置。
5.根据权利要求1所述的一种铅蓄电池废水零排放处理设备,其特征在于,所述超滤装置为一组串联的膜管。
6.根据权利要求1所述的一种铅蓄电池废水零排放处理设备,其特征在于,所述反渗透装置包括依次连接的高压栗和反渗透膜组件。
7.一种铅蓄电池废水零排放处理方法,其特征在于,包括如下步骤: (1)洗衣淋浴废水经收集池收集后进行预处理:进入高效浮渣脱除反应器,去除悬浮物,然后进入催化氧化装置进行处理,降低生活污水中的COD; (2)经预处理后的洗衣淋浴废水与铅蓄电池生产废水混合进入原水池,进行后续的深度处理; (3 )原水池中的混合废水投加中和药剂在中和池进行中和反应,将pH值调节至6-9 ; (4)中和后的废水投加除铅药剂和混凝药剂,然后添加助凝药剂进行除重反应,进入混凝池进行混凝反应,通过斜板沉淀池,使除铅药剂产生的铅沉淀快速沉降,去除废水中的铅等重金属元素; (5)除铅沉淀后的废水通过无阀滤池,过滤掉残余的铅沉淀,进入清水池,进行一级回用,满足一级回用后剩余的废水,进入转置水池进行后续处理; (6)转置水池中的废水依次经过多介质过滤器、活性炭过滤器和精密过滤器进行三级过滤,进一步去除废水中的杂质; (7)三级过滤后的废水经过超滤装置进行超滤(UF),超滤(UF)出水经过反渗透装置进行反渗透(RO),制得初纯水流入亚纯水池进行二级回用,反渗透产出的高盐废水水进入浓水池; (8)浓水池的浓水进入蒸发结晶装置进行蒸发结晶,产出的结晶盐可外售,产出的蒸汽经换热器与自来水进行热交换,蒸汽冷凝后形成纯水至纯水池进行三级回用,回用至生产车间用于电池液配制,经过换热器后的自来水升温成热水可用于洗浴。
8.根据权利要求7所述的一种铅蓄电池废水零排放处理方法,其特征在于,所述中和药剂为氢氧化钠,除铅药剂为硫化钠,混凝药剂为聚合氯化铝,助凝药剂为聚丙烯酰胺。
9.根据权利要求8所述的一种铅蓄电池废水零排放处理方法,其特征在于,所述一级回用水为除铅工序后出水,用作厕所冲洗水、设备冷却水、地面和设备清洗水等对回用水含盐量要求较低的用水节点;所述二级回用水为反渗透工序产出的初纯水,可用作制备纯水,制得纯水回用至生产车间,用于电池液配制;所述三级回用水为蒸发结晶工序产出的蒸汽冷凝后形成的纯水,可直接回用至生产车间用于电池液配制。
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