混凝工藝處理某電池廠工業(yè)廢水
1.1該廠電池生產(chǎn)中的廢水主要來源有電池生產(chǎn)線清洗漿料的廢水;調(diào)配漿料中灑漏的藥劑廢水;清洗生產(chǎn)地面的廢水。廢水量每天約250～300t，廢水中重金屬離子超過了允許排放標(biāo)準(zhǔn)幾倍乃至幾十倍。

1.2廢水治理工藝

1.2.1治理基本要求

(1)經(jīng)治理后的水質(zhì)要求達(dá)到廣東省廣州廢水治理排放的DB4437-90標(biāo)準(zhǔn)中一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
(2)處理過程中所產(chǎn)生的污泥用來制磚，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染。

1.2.2治理工藝基本原理
根據(jù)廢水中含重金屬離子的種類，采用生成硫化物或氫氧化物沉淀的方法進(jìn)行處理。考慮到生成氫氧化物容易控制，且廢渣便于利用，故選擇生成氫氧化物的工藝。

幾種主要金屬離子與常用的堿性物質(zhì)Na2CO3，Ca(OH)2，NaOH的化學(xué)反應(yīng)式如下:
Zn2++2OH-Zn(OH)2↓
Mn2++2OH-Mn(OH)2↓
Hg2++2OH-Hg(OH)2↓

生成的這些氫氧化物通常都是難溶的物質(zhì)，在水中的容度積如表1所列。上述化學(xué)反應(yīng)式及溶度積表明，用添加堿性物質(zhì)來降低重金屬離子濃度的方法是可行的。

廢水治理工藝流程及主要設(shè)備

廢水治理工藝采用混凝法，混凝劑為FeCl3，pH調(diào)整劑為NaOH，主要設(shè)備為攪拌混凝槽，斜管沉淀池，箱式壓濾機(jī)以及相應(yīng)的配藥和加藥系統(tǒng)。工藝流程如圖1所示。

攪拌混凝槽及沉降池是影響混凝絮團(tuán)粒徑及其沉降效率的關(guān)鍵設(shè)備，經(jīng)試驗(yàn)確定了主要設(shè)計(jì)參數(shù):攪拌混凝槽的攪拌時(shí)間為25min，攪拌槳末端線速度為1.2m/s，顆粒全部被截留最小沉淀速度為2.9×10-5m/s，混凝后最大含渣量為600mg/L，最大廢水處理量為400m3/d。根據(jù)上述參數(shù)計(jì)算出攪拌混凝槽的有效體積為7m3，攪拌葉輪直徑為1m，攪拌轉(zhuǎn)速23r/min，沉淀池的平面積為30m2，其尺寸為7.15m×4.20m。

1.2.4工藝操作過程

控制條件:水量為14～16m3/h，F(xiàn)eCl3為0.3～0.4kg/(m3水)，pH為8.5～8.7。先在集中池將廢水除渣，除渣后的廢水用泵抽入流量計(jì)槽，經(jīng)計(jì)量的廢水自動(dòng)流入攪拌槽，加FeCl3。攪勻后自動(dòng)流入混凝槽，在混凝槽內(nèi)加堿液，重金屬離子生成氫氧化物析出，并混凝成較大的顆粒，然后自動(dòng)流入斜管沉淀池進(jìn)行固液分離，清水從斜管上部流出排放，經(jīng)治理后的廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)(表2)。沉降的顆粒進(jìn)入貯泥斗，間歇地用泵抽入箱式壓濾機(jī)，經(jīng)壓濾后的濾液可直接排放。如發(fā)現(xiàn)含泥，則可返回污水集中池，再次進(jìn)行治理。污泥與鍋爐煤渣混合后制磚。

結(jié)果與討論

上述工藝經(jīng)過3年多的運(yùn)行，工藝過程穩(wěn)定，調(diào)控方便，排放水的水質(zhì)達(dá)到了廣東省廣州廢水治理排放的DB4437-90一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。電池廢水治理工藝能正常高效的運(yùn)行主要與混凝pH值、混凝劑用量、混凝攪拌的強(qiáng)度等因素有關(guān)，現(xiàn)分別討論如下。

2.1pH值與水中重金屬離子含量的關(guān)第

上述重金屬離子與OH-的化學(xué)反應(yīng)式及其化合物的溶度積表明，廢水中的重金屬離子能否最大限度的除去，取決于這些金屬離子能否最大限度的生成難溶的氫氧化物及這些氫氧化物能否穩(wěn)定的析出，而這些都與廢水的pH值密切相關(guān)。為了確定最佳pH值，進(jìn)行了不同pH值與廢水中Zn2+，Mn2+，Hg2+離子含量關(guān)系的試驗(yàn)，如pH為6.8時(shí)，Zn2+，Mn2+，Hg2+含量分別為65.0，4.5，0.056mg/L，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，在pH為8.0時(shí)，Zn2+，Mn2+在水中的含量較高。隨著pH值的增大，其含量逐漸變低，在pH為9.0時(shí)，Zn2+，Mn2+含量分別為0.10，0.15mg/L。.pH值繼續(xù)增大，Zn2+，Mn2+離子反而逐漸增高，當(dāng)pH為11.0時(shí)，Zn2+，Mn2+離子含量增加到5.0，3.0mg/L。產(chǎn)生這種情況的原因是由于Zn2+，Mn2+離子的氫氧化物能在OH-離子濃度較大的情況下生成相應(yīng)的配位陰離子Zn(OH)-3和Mn(OH)-3。.這些離子的溶度積分別為3×10-3及1×10-5，說明溶解度增大，使水液中的Zn2+，Mn2+含量增加，而Hg2+離子不具有這種性質(zhì)，因此其含量較為穩(wěn)定。

試驗(yàn)結(jié)果表明，pH值控制在8.5～8.7較為適宜，一方面保證了廢水中金屬離子含量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)pH值也符合排放要求。

2.2混凝劑用量的影響

以NaOH作沉淀劑，當(dāng)重金屬離子含量較低時(shí)，生成的氫氧化物呈膠凝狀物，在攪動(dòng)及物料流動(dòng)過程中這些膠狀物易破碎成微細(xì)的顆粒，使沉降極為困難。試驗(yàn)表明，加入適量的混凝劑可明顯地改善這種狀況。當(dāng)廢水中Zn2+，Mn2+，Hg2+離子總量在20.0～80.0mg/L時(shí)，每m3廢水添加300～400gFeCl3，能明顯的降低細(xì)顆粒的含量。

2.3混凝攪拌速度的影響

在混凝過程中進(jìn)行適當(dāng)攪拌，不僅使添加的NaOH迅速分散，重金屬離子與OH-離子反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，而且增加了顆粒間的碰撞機(jī)會(huì)，使微粒凝聚和分散同時(shí)發(fā)生。如果攪拌速度過快，攪拌漿葉和激烈旋轉(zhuǎn)的水流可能將凝結(jié)不牢固的顆粒擊碎成細(xì)微顆粒，使顆粒的沉降變得很困難。因此，適宜的攪拌強(qiáng)度能增大顆粒粒徑，提高沉淀池的效率。

3結(jié)論

(1)含Zn2+，Mn2+，Hg2+離子的電池生產(chǎn)廢水可以采用以NaOH為離子沉淀劑及pH調(diào)整劑，F(xiàn)eCl3為混凝劑，降低上述離子的含量而達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

(2)由于用NaOH作沉淀劑所形成的微細(xì)顆粒沉降速度慢，因此采用斜管沉淀池可顯著地提高廢水處理能力，減少處理場(chǎng)地。

(3)本文論述的廢水治理工藝過程穩(wěn)定，便于操作，環(huán)境衛(wèi)生，是電池廠廢水治理的適宜方法

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