第3章 含铅污染物的处理
铅污染及其防治
铅在水中的迁移转化
铅在水中物理化学作用
1.吸附: 腐殖质对铅离子的吸附;粘土矿物质对 铅离子的吸附等。 2.溶解沉淀:
Pb2++SO42---PbSO4 Pb2++CO32---PbCO3 Pb2++2OH---PbO2+H2O
铅离子与相应的阴离子生成 难溶化合物,大大限制了铅 在水体中的扩散范围,使铅 主要富集于排污口附近的底 泥中,降低了铅离子在水中 的迁移能力。
4.铅中毒治疗方法
4.1急性中毒期:
供给多钙少磷或多钙正常磷的成碱性饮食,使铅主要形 成磷酸三铅,在骨骼中沉积,使血铅浓度不致过高,减少全 身毒性。成碱性食物有:牛奶、蔬菜、水果等。
4.2慢性中毒期:
1、供给少钙多磷或低钙正常磷的成酸性饮食,使铅形成 磷酸氢铅,易于从骨骼中游离,进入血液而排出体外。 2、充足的维生素,已据报道,铅在体内造成的维生素C 的损失,可由维生素C的大量摄入而得到补充。 3、要供给充足的蛋白质 4、可溶性纤维,如:瓜胶、果胶等可使肠内的铅沉淀, 减少铅的吸收,故可多吃含瓜胶、果胶等较高的食物。如: 南瓜、香蕉、海带、木耳等。 5、维生素A、B2、B12和叶酸在铅中毒的防冶中也起一 定的作用。
汇报人:黄艺芳
主要内容
铅 水环境中的铅
水中铅的存在形式 铅在水中的迁移转化铅污染及其防治
铅
1.铅为带蓝色的银白色重金属,熔点 327.502°C,沸点1740°C,质地柔软, 抗张强度小。 2.金属铅在空气中受到氧、水和二氧化碳作用, 其表面会很快氧化生成保护薄膜; 3.在加热下,铅能很快与氧、硫、卤素化合; 4.铅与冷盐酸、冷硫酸几乎不起作用,能与热 或浓盐酸、硫酸反应; 5.铅与稀硝酸反应,但与浓硝酸不反应;铅能 缓慢溶于强碱性溶液。
含铅废气处理方案
废铅冶炼废气处理方案1、概述:在废铅冶炼过程中,会有铅烟、铅尘包括含磷、酸、碱等废气粉尘的产生,若不经治理会严重影响员工的身体健康,同时对周边环境造成严重的污染,为了广大员工的身体健康,更好地保护我们人类生活的环境,回收利用好资源,针对这类废气污染源进行工程设计、安装、治理以达到消除污染的目的。
2、设计依据:1) 两台熔铅炉,熔铅过程中产生的含铅,含烟尘废气。
2)废气排放执行GB16297-1996<大气污染物综合排放标准>铅及其化合物最高允许排放浓度0.7mg/m3。
最高允许排放速率0.004kg/h。
(烟囱高度15m)3) 根据提供的有关资料和现场勘测分析。
4)有关<采暖通风设计手册>的设计技术规范。
5)设计风量:28000~32000m3/h3、设计范围:1)熔铅炉污染源散发点吸罩风管至设备间的进风系统管路。
2)设备排放口的风管管路。
3)设备至控制柜的控制及线路(主动力供给由业主负责)。
4)设备的选型设计及布局。
4、处理工艺流程:1)工艺流程:(详见处理工艺流程图)废气沉流缓冲箱脉冲除尘器一级湿式除尘器二级湿式除尘器合格气体排入大气2)工艺流程说明:含铅尘气体和铅烟首先通过吸尘罩、风管进入沉流缓冲箱,经过带有惰性填料的沉流缓冲箱,惰性填料吸附气体中的酸、碱、磷等有害物质,对布袋除尘创造良好的环境,气体然后再脉冲除尘器的中、下箱体内,在滤袋进入上箱的过程中,由于滤袋的各种效应作用将粉尘、气体分离开,粉尘被吸附在滤袋上,而气体穿过滤袋由文氏管进入上箱体,从出风口排出,含尘气体通过滤袋净化的过程中,随着时间的增加,而积在滤袋上的粉尘越来越多,因而使滤袋的阻力逐渐增加,通过滤袋的气体量逐渐减少。
为了使除尘器能正常工作,所以要把阻力控制在限定范围内(一般为0-1400Pa)。
这样阻力升到限定范围的时候,由控制仪就要发出指令按顺序触发各控制阀,开启脉冲阀,气包内的压缩空气由喷吹管各孔经文氏管喷射到各对应滤袋内,滤袋在气流瞬间反向作用下急剧膨胀,使积在滤袋表面的粉尘脱落,滤袋得到再生,被清掉的粉尘落入灰斗经排灰系统排出机体,将处理后的气体进入第一级湿式除尘器;进入到一级湿式除尘器的废气,通过以下独特的五级处理,确保达标:A一级处理:铅烟尘气体进口采用环向进入,大颗尘粒埃被一级旋风式去除下来,甩入底部存水箱,经蜂窝斜管沉淀处理。
含铅废料的资源化处理技术
综合利用与环保含铅废料的资源化处理技术李 姝1,朱 军1,李维亮1,赵 成1,王正民2(1.西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西西安 710055;2.陕西汉中锌业,陕西汉中 724204)[摘 要] 有色金属再生利用是环境保护和产业可持续发展的客观要求,近年来含铅废料的资源化处理技术不断发展㊂本文在分析含铅废料的来源㊁组成和结合铅冶炼技术现状的基础上,对废旧铅酸蓄电池的物理分选,铅膏及阴极射线管(Cathode Ray Tube ,CRT )中铅的分离提取技术进行了对比分析㊂[关键词] 废弃物;铅酸电池;含铅玻璃;资源化处理[中图分类号] X756 [文献标志码] B [文章编号] 1672⁃⁃6103(2019)02⁃⁃0034⁃⁃05[作者简介]李 姝(1993 ),女,山西朔州人,硕士在读㊂[收稿日期]2018⁃⁃05⁃⁃24 2016年世界铅产量1120万t,我国铅产量470万t,位居世界第一㊂近年来随着国家对涉及重金属生产的环保要求不断提高,我国铅冶炼技术的不断进步,矿产铅占比逐步缩减,再生铅产量增长近10倍,但和发达国家再生铅70%的比率还有差距[1]㊂再生铅原料来自含铅废料,含铅废料属危险固废,处理不善,会导致铅资源浪费和环境污染㊂我国作为世界最大的原生铅和再生铅产地,再生铅生产还存在废铅利用率不足30%,回收网络系统不完备,技术与装备的整体水平较低等问题[2]㊂资料显示2016年全国处理约250万t 废铅酸蓄电池,其中未进入正规再生铅企业处理的接近100万t㊂截止目前我国废阴极射线管(Cathode Ray Tube,CRT)显示器的总积累量约1680万t,其中未回收的金属铅总量约129万t [3]㊂因此我国铅再生的潜力巨大,各类含铅废料的回收处理技术已经成为涉及生态环境和解决铅资源短缺的重要课题㊂1 含铅废料的来源及组成含铅废料主要来源于铅酸蓄电池㊁含铅玻璃㊁铅合金㊁铅冶炼生产过程产生的含铅灰渣和电镀污泥等㊂含铅废料的来源不同,其物理化学性质有所不同,相应的回收处理技术也有所差异㊂1.1 铅酸蓄电池金属铅80%都用于生产铅酸蓄电池,广泛用于汽车㊁摩托车及后备电源,每年报废率很高㊂废旧铅酸蓄电池一般由废电解液(占比11%~30%)㊁铅合金板栅(占比24%~30%)㊁隔板纸(占比22%~30%)和铅膏(占比30%~40%)组成㊂其中废电解液由稀硫酸(质量浓度约20%)和多种有毒重金属如Pb㊁As㊁Cu 构成;铅膏由PbO 2㊁PbSO 4和PbO 组成,因PbSO 4熔点及分解温度较高,PbO 2有强氧化性,所以铅膏一般较难处理㊂1.2 含铅玻璃含铅玻璃是指除SiO 2㊁B 2O 3等玻璃形成物外,PbO 含量较高的玻璃㊂主要用作老式彩色电视机或台式电脑的显示器的阴极射线管显示器即CRT㊂CRT 含铅玻璃的主要成分为SiO 2(50%左右)㊁PbO(20%左右)㊁K 2O(8%左右)㊁Na 2O(7%左右)和Al 2O 3(3%左右)㊂其中铅以硅酸铅的形态存在于玻璃晶体中,结构牢固,难以直接还原㊂1.3 铅合金铅合金是由铅为基体材料和其他元素组成的合金,铅含量大多在60%以上[4]㊂主要用于化工防腐㊁辐射防护,制作电池板㊁电缆套和电解锌㊁电解铜㊃43㊃中国有色冶金 A 生产实践篇·综合利用与环保 ===============================================阳极板和蓄电池等㊂1.4 电镀污泥电镀污泥指电镀废水处理后或是电镀过程中产生的污泥㊂根据电镀废水混合处理和单独处理的不同,将电镀污泥分为两类:混合质污泥和分质污泥[5]㊂含铅电镀污泥主要来自分质污泥中的铅污泥(主要包含铅一种重金属元素)㊂对于混合质污泥,铅属于微量元素,其成分比较复杂,它还含有Cu㊁Cr等多种重金属元素及有害有机物㊂1.5 含铅冶炼烟灰渣铅烟灰㊁渣主要是指铅锌等冶炼过程中排出含铅量较高的烟灰㊁渣,包括烟化渣㊁浸出渣㊁净化渣和酸泥等㊂通常含有Pb㊁Zn㊁Fe㊁Ag㊁In㊁Bi㊁Cu和As 等有价金属,它们大多以氧化或硫化态的形式存在,在常温常压下很难回收㊂2 铅冶炼技术原生铅的冶金生产以火法工艺为主,对于铅合金等含铅物料的回收处理多采用铅熔化精炼工艺㊂2.1 火法炼铅火法炼铅主要以硫化铅矿为主,其次是含铅灰渣和废铅㊂随着国家对环保要求的不断提高,传统的烧结-鼓风炉炼铅法几乎被熔池熔炼新工艺所取代,熔池熔炼新工艺包括:Kivcet直接炼铅法㊁QSL 炼铅法㊁富氧顶吹浸没熔炼法㊁Kaldo炼铅法和氧气底吹-鼓风炉还原炼铅法,其冶炼特点各不相同㊂QSL炼铅法和卡尔多炼铅法由于还存在一些问题,工业应用较少㊂氧气底吹-鼓风炉还原炼铅法采用底吹炉自热熔炼,逐渐成为主流工艺,其入鼓风炉的熔炼物料比传统烧结工艺减少约50%,硫的回收率约达96%,有效地解决了低浓度SO2和烧结粉尘的污染[6]㊂2.2 湿法炼铅采用火法炼铅,不可避免的会产生铅蒸汽㊁SO2等污染物的无序排放㊂湿法炼铅可有效避免大气污染,是目前国内外的研究热点㊂湿法炼铅的技术研究主要集中在方铅矿的浸出[7]㊂方铅矿的浸出方法有多种,其中碳酸铵转化浸出法和Flubor法,主要利用PbS与其他化合物发生氧化反应,生成单质硫的原理,使铅元素转移到更容易电解精炼的化合物中,达到了铅浸出的目的㊂因两者对设备的要求都相对较低,铅浸出剂等都可循环利用,且都满足后续电解过程需求,具有一定的应用前景㊂我国祥云飞龙公司成功投产了全球第一条硫酸铅渣湿法炼铅生产线,运行表明湿法炼铅是我国铅锌业科技创新㊁绿色发展的重点方向之一㊂3 废铅酸蓄电池的处理技术目前,我国废铅酸蓄电池的再生工艺路线已相对成熟㊂废电池经破碎分选后,被分离成塑料㊁隔板纸㊁废电解液㊁铅膏㊁铅合金板栅等㊂其中塑料㊁隔板纸主要通过物理分选的方法回收,铅合金板栅的再生是熔化精炼过程,技术相对成熟㊂研究主要在铅膏和废电解液的处理技术上㊂3.1 破碎分选废铅酸蓄电池的拆解分选系统主要包括手工拆解和机械拆解两种㊂因全手工拆解废电池对周围环境存在极大的安全隐患,目前我国已经明令禁止采用手工拆解分选系统㊂发达国家普遍采用机械拆解分选技术,比如俄罗斯的重介质分选技术,意大利的CX㊁美国的M.A 破碎分选系统,以及日本的TDE自动化拆解和破碎系统,总体来说,发达国家的设备自动化程度虽高,但投资力度和维护成本也相对较高㊂近年来,我国也陆续引进了部分先进设备,并在生产中加以消化吸收,湖南株洲鼎端装备股份有限公司自主研发了更符合国情㊁投资低㊁维护简单的自动拆解分选系统㊂3.2 废电解液处理废电解液的处理主要集中在重金属铅㊁砷的去除和硫酸溶液的回收方面㊂一般采用化学沉淀法去除重金属离子,再经过滤回收硫酸㊂该方法成本低廉,却易产生二次污染物㊂从环保角度讲,膜过滤㊁等离子交换法等,更值得采用,但因电解液内部成分复杂,处理成本较高,目前多采用化学法处理废电解液㊂3.3 铅膏回收铅膏的回收利用是废铅酸蓄电池处理技术的关键,也是技术重点和难点所在,处理工艺包括:铅膏-高温火法冶炼㊁铅膏脱硫-低温火法冶炼㊁铅膏脱硫-湿法冶炼㊁铅膏脱硫-湿法火法联合工艺㊂3.3.1 铅膏-高温火法冶炼铅膏的高温火法冶炼工艺包括:反射炉间断熔㊃53㊃ 2019年4月第2期 李 姝等:含铅废料的资源化处理技术===============================================炼㊁竖炉熔炼㊁铅膏转化脱硫-短窑熔炼和富氧底吹熔炼工艺㊂前3种工艺因能耗高㊁熔炼强度低㊁硫酸盐高温分解产生低浓度SO2,环境污染严重等,被逐渐淘汰㊂富氧底吹熔炼炉工艺,铅的回收率达98.5%以上,燃料通过充分燃烧向熔体补热,含铅物料被还原煤还原成粗铅,产生的高浓度的SO2用于制酸或生产硫磺,该工艺因节能环保,经济效益明显,成为国内的主流技术㊂3.3.2 铅膏脱硫铅膏预脱硫,可有效避免高能耗㊁金属高挥发率和SO2排放等问题㊂铅膏脱硫的方法有多种,目前,普遍采用碳酸盐体系脱硫,该法脱硫率可达96.66%㊂它利用碳酸铅比硫酸铅更难溶的特性,采用碳酸钠等碳酸盐混合物,在低温条件下与硫酸铅发生置换反应,形成碳酸铅沉淀,快速实现硫与铅的分离,达到脱硫目的,减少后续火法冶炼过程中低浓度SO2的产生㊂3.3.3 铅膏脱硫-低温火法冶炼铅膏脱硫-低温火法冶炼工艺又称再生铅低温连续熔炼技术㊂铅膏经脱硫后,与铅屑经400℃低温熔炼后产生的烟道灰及其他含铅渣灰物料,经严格的配比,在900℃的连续熔炼炉下,生成粗铅及氧化铅渣㊂氧化铅渣在短窑中再经1000℃的还原熔炼,得到再生铅㊂此技术具有冶炼温度低㊁过程连续㊁铅排放量少㊁节能㊁生产效率高等一系列优点,是再生铅冶炼发展的新路径㊂3.3.4 铅膏脱硫-湿法冶炼湿法回收处理脱硫铅膏,通过电解沉积的方法对液相中的铅膏进行转化,制取金属铅㊂其工艺路线为:脱硫转化-还原转化-电沉积三段式湿法工艺,如(NH4)2CO3⁃Na2SO3⁃H2SiF4工艺㊁NaOH⁃FeSO4⁃KNaC4H4O6工艺㊁Na2CO3⁃H2O2⁃HBF4/H2SiF4工艺等㊂此外铅膏还可经常温浸出后与柠檬酸反应形成有效的螯合结构,或是利用超声辅助技术,制备超细PbO粉体㊂但总体来说,湿法炼铅成本和能耗居高不下,有待进一步研究[8]㊂3.3.5 铅膏脱硫 湿法火法联合工艺湿法 火法联合回收铅工艺是先将铅膏中的硫酸铅通过化学方法转化为易于电解处理或可低温分解的铅盐化合物,再进行低温熔炼得到铅或氧化铅的技术㊂4 废CRT铅玻璃的处理技术固体废弃物的处理原则是尽可能采用循环利用,对于废CRT铅玻璃来讲,废CRT铅玻璃经预处理后,可以作为原料重新返回原生产流程进行再生闭路循环处理,或制造其他玻璃制品,如泡沫玻璃等㊂随着传统CRT显示器市场的应用越来越少,用废CRT铅玻璃制造新的CRT显示器玻壳已经不现实,生产泡沫玻璃㊁玻璃陶瓷等只能将铅从一种产品中转移到另一种产品中,不能从根本上解决铅的潜在危害㊂含铅玻璃的处理方式应该基于铅的开路原则,即废弃的CRT显示器不再返回原生产流程或生产其它含铅产品,而是分离回收金属铅㊂包括:火法提铅㊁浸出提铅和挥发提铅等技术㊂4.1 火法冶炼法废CRT玻璃因其化学成分与冶金熔剂石英的成分相似,故可做部分有色金属冶炼和废铅酸蓄电池铅膏提铅过程的熔剂㊂考虑废CRT铅玻璃成分比较复杂,为避免引入杂质,一般只在熔炼过程使用㊂安俊菁等[9]进行了密闭侧吹熔炼炉处理CRT 铅玻璃生产粗铅的工业试验研究㊂试验发现,随着废CRT铅玻璃投入量的加大,铅的回收率大幅度提高(当废CRT铅玻璃在原料中的配比量为23.2%时,铅的回收率最高)㊂胡彪等[10]提出硫化铅沉淀还原法,采用Na2S 外循环工艺回收CRT铅玻璃中的铅㊂在熔融条件下,硫化钠与含铅玻璃反应,生成硫化铅沉淀,再加碱熔炼,生成金属铅和硫化钠,得到的硫化钠可循环使用㊂试验研究发现废CRT铅玻璃中铅的最佳回收率能达到95%左右㊂4.2 浸出法机械活化-酸浸-硫化浮选法,分离回收金属铅㊂采用湿式球磨机活化预处理CRT铅玻璃,破坏CRT铅玻璃内部结构,促进酸浸,稀硝酸浸出后,添加Na2S反应生成PbS沉淀,最后浮选,铅回收率可达92.5%[11]㊂随后,张承龙等[12]提出机械化学-电积法分离回收金属铅,并用强碱性溶液做浸出液㊂试验发现,铅的浸出率可达97%左右㊂该工艺经济效益较高,浸出渣还可做泡沫玻璃等再生产品㊂碳热还原强酸浸出工艺处理废CRT含铅玻璃,㊃63㊃中国有色冶金 A生产实践篇·综合利用与环保 ===============================================同时制取玻璃微球[13]㊂该工艺在热还原过程中, PbO首先被CO还原成金属铅,然后再用酸浸法将玻璃表面的铅去除㊂试验结果表明:铅的最大去除率为94.80%,得到的玻璃微球可用作聚合物材料和研磨材料中的填料㊂此法存在铅去除率不彻底㊁产生二次废水等问题[14]㊂4.3 挥发法利用金属铅在真空中易挥发的特点,真空碳热还原法可以实现完全分离CRT玻璃中的铅元素[15]㊂将试样CRT铅玻璃和一定比例的碳粉放入真空石英玻璃管中,在1000℃下加热,后冷却至室温,回收金属铅㊂当管内系统压力为10Pa㊁并保持4h时,金属铅的回收率接近100%㊂但该方法由于采用高真空条件,实际生产实现难度较大,经济可行性存在一定问题㊂氯化挥发工艺㊂Grause等[16]以聚氯乙烯为氯化剂,氢氧化钙为盐酸的吸收剂,从CRT含铅玻璃中回收金属铅㊂氯化过程中,生成具有挥发性的氯化铅晶体㊂试验结果表明,在温度为1000℃条件下,铅的挥发率可达99.9%㊂Erzat等[17]研究的氯化挥发工艺,是以氯化钙为氯化剂,最佳条件下,废CRT玻璃中铅的挥发率可达99.1%㊂该类工艺对铅的去除率虽高,但易造成氯气的二次污染㊂5 其它含铅废料的处理技术5.1 废铅基合金废铅基合金的回收利用一般建议直接利用,指把牌号相同或相似的废铅基合金直接回炉熔炼出原牌号的合金[18]㊂当然,也可将各废铅基合金先熔炼成精铅,再加其它元素,生产铅合金㊂与直接利用相比,该工艺的经济效益较低㊂5.2 含铅冶炼灰渣目前,针对成分简单㊁含铅量高的烟尘多采用还原焙烧挥发工艺处理,其利用焦炭做还原剂,根据精准控制还原温度分离回收铅等有价金属,该工艺回收率高,但易造成二次烟尘污染㊂对成分复杂㊁各组分含量低的烟尘,多通过湿法-火法联合工艺处理,如:浸出-火法精炼㊁浸出-还原熔炼等,该工艺可高效综合回收各类有价金属,避免二次污染[19]㊂铅渣的回收利用,大致可分为两大类:①回收有价金属,如In㊁Pb㊁Ag等可通过还原熔炼㊁烟化挥发和液态还原等火法工艺进行处理,也可通过湿法制取三盐基硫酸铅㊁红丹等化工产品;②生产建筑材料,如代替河砂做骨料生产灰渣瓦,做水泥的辅助材料等㊂但这些方法存在有价金属不能充分利用㊁回收成本高及二次污染等问题㊂王传龙[20]据此指出可用煤基直接还原-磁选-化学分离工艺综合回收处理铅渣㊂煤基直接还原回收铁和磁选尾矿浸出回收铜㊁锑,化学沉淀分离回收锌㊁铅,使铅渣中的多种有价金属同时得到有效回收㊂5.3 电镀污泥对于分质污泥中的铅污泥,多直接送去冶炼金属铅㊂对于混合质污泥中的含铅污泥,多用传统的以水泥为主的固化技术或以回收有价金属为目的的浸取法处理,这些方法存在一定的二次污染的风险,因此,为降低生态危害,减少或去除污泥中超标重金属元素才是关键㊂现存处理重金属元素的方法有:化学法㊁生物沥滤法和电动修复法㊂其中生物沥滤法受细菌增值慢㊁生物沥淋滞留时间长等限制,无法大规模应用;电动修复法在电镀污泥中的应用尚处于研究阶段;目前企业普遍采用化学法,主要通过使用化学药剂,使污泥的氧化还原电位升高或pH值降低,从而使污泥中的重金属从不可溶的化合态向可溶的离子态或络合态转化㊂其中EDTA对Pb㊁Cu的去除率较高㊂6 结 语我国再生铅将逐步接近并超过矿铅冶炼产量㊂废铅资源无害化和再利用的可行的技术路线条件必须满足高效清洁和绿色节能,在保证铅高回收率前提下,处理工艺还必须考虑废料中其它组分的利用,以提高工艺的经济性㊂(1)废旧铅酸蓄电池的处理工艺已经相对成熟,火法处理工艺是铅回收的主流工艺㊂新技术的研究多集中在SO2有效处理方面㊂(2)废旧含铅玻璃的处理技术研究较多,湿法工艺流程复杂,产生二次污染㊂基于循环经济原则出发,作为炼铅原料混入火法冶金过程可能是最佳的处理工艺㊂(3)废铅基合金可直接利用,含铅烟灰渣和电镀污泥存在处理成本高和二次污染等问题,尚未形成相对完善的处理体系㊂[参考文献][1] 许良,霍佳梅.再生铅回收绿色冶金[J].蓄电池,2017,54(6):㊃73㊃ 2019年4月第2期 李 姝等:含铅废料的资源化处理技术===============================================266-270.[2] 张松山,柯昌美,杨柯,等.废旧铅酸电池铅回收的研究进展[J].电池,2016,46(4):231-233.[3] 王锋.我国废CRT 含铅玻璃回收量预测研究[D].天津:天津理工大学,2016.[4] 常守森.锡㊁锑对铅及铅合金中铜元素检测的干扰探究[J].有色矿冶,2016,32(1):60-64.[5] 彭桂群.污泥重金属生物沥滤和电动去除的技术研究[D].浙江:浙江大学,2011.[6] 李卫锋,张晓国,郭学益,等.我国铅冶炼的技术现状及进展[J].中国有色冶金,2010,39(2):29-33.[7] 朵军,冯兴亮.湿法炼铅技术研究进展[J].科技传播,2016(1):46-48.[8] 杨家宽,朱新锋,刘万超,等.废铅酸电池铅膏回收技术的研究进展[J].现代化工,2009,29(3):32-37.[9] 安俊菁.密闭侧吹熔炼炉处理CRT 含铅玻璃工业可行性研究[J].有色金属(冶炼部分),2016(3):10-12.[10] 胡彪.用Na 2S 外循环工艺从废CRT 含铅玻璃中回收铅的试验研究[J].江苏理工学院学报,2017,23(4):5-8.[11] YUAN W Y,LI J H,ZHANG Q W,et al.Innovated application ofmechanical activation to separate 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72+24”小时试运行奠定了基础㊂衡水项目位于河北省衡水市经济开发区,是京津冀地区标杆工程㊂项目设计规模日处理生活垃圾1000吨,配置2台500吨机械炉排式焚烧炉和1台20兆瓦汽轮发电机组㊂烟气净化采用 SNCR +半干法+干法”工艺,污染物排放控制指标满足‘生活垃圾焚烧污染控制标准“(GB18485 2014),并参考相应欧盟标准限值㊂自2016年项目启动至今,公司项目团队全面集成先进城市垃圾处理技术和丰富项目实施经验,为业主量身打造了高标准㊁高效率的设计建设方案㊂建设过程实现 不超概㊁不拖期”目标,安全质量零事故,设计零缺陷㊂㊃83㊃中国有色冶金 A 生产实践篇㊃综合利用与环保 ===============================================。
1 环境化学 含铅废水的处理及回收技术
2.现状
铅作为我国国民经济快速发展中重要的金属原材料,其生产和消费均随 着我国经济的持续增长而不断增长。它被广泛应用于日常生活和工业生 产中,其实也正是由于它应用的广泛性,才不可避免的在我们的日常生 活和工业生产中不断地排放出各种含铅的污染物。 铅污染物质是当今对人类健康威胁最大的十大类污染物质之一。据统计 资料报道,全世界每年铅的产量为560万吨,每年消耗和使用量为300万 吨,其中百分之四十用于制造蓄电池,百分之二十用作汽油防爆剂,百 分之十二用作油漆、涂料等建筑材料,百分之六用于制作电线的外皮、 化妆品、染料、油彩等等,其他则被应用于社会生活的各个方面。仅有 四分之一的铅被回收利用,其余大部分以废气、废水、废渣等各种形式 排放于环境中,造成环境污染。 含铅污染物的大量排放,使铅在土壤、空气、河流甚至食物中大量积累, 并通过自然的循环作用和生物的循环作用进入到人体,从而对人类的生 活和健康造成了严重的危害。而且铅冶炼及电解过程、铅蓄电池生产等 过程中产生的含铅废物被列入《国家危险废物名录》,属于危险废物, 如不进行适当处理,将会对人类健康和环境造成较大的危害。随着国内 蓄电池行业的快速发展,产生了大量的含铅废水,因此对环境危害比较 大的含铅废水的处理已越来越重要。
儿童铅接触的防护
通过立法手段,降低环境铅污染。环境铅污染是儿童接触铅的最 根本的原因。因此,预防儿童铅接触的有效措施是降低环境中铅 污染的水平。包括限制油漆和涂料中的铅含量;禁止含铅汽油的 使用;对食品罐类焊料中铅作了具体的规定;制定空气中铅污染 标准和食品中铅限量标准等。 建立0-6岁儿童血铅监测模式(即3岁以前每6个月进行1次检测, 3岁以后每年进行1次检测,同时根据年龄段、血铅水平进行个性 化干预),为从根本上实现零血铅。 从合理膳食入手纠正儿童偏食、挑食的不良习惯,保证儿童平衡 摄入各种营养素,尤其是维生素、纤维素的摄入。预防病从口入, 不吃或少吃含铅量高的食品,如色素饮品、罐头、油炸食品等; 养成良好的卫生习惯,不要将手、铅笔、玩具等含在口中。
含铅废盐酸处理及资源化解决方案
江苏省的表面处理废水主要来源于钢管、热镀锌、不锈钢、冷轧薄板、铝型材、钢丝绳和线路板等行业的酸洗、钝化、磷化和退锡等工艺。
由于废酸产生的行业不同,其重金属等特征也有差别。
下面海普就为大家详细的介绍下含铅废盐酸处理及资源化解决方案的相关信息,希望对你有所帮助。
一般钢丝绳行业产生的废盐酸中含铅(500-2000 mg/L)。
钢丝绳生产过程中,为了去除钢丝表面的氧化物需要进行酸洗处理,一般采用盐酸进行酸洗,当盐酸浓度低于10%,无法达到正常酸洗效果时被废弃。
酸洗过程中产生的废酸属于危废(HW34),酸性强,具有强腐蚀性和毒性(富含大量铅)双重特性,若不妥善处理,会造成区域性环境污染,一定程度上制约了该行业发展。
1、含铅废盐酸处理现状和困局:传统处置方法为酸碱中和法,可以去除多种重金属,一般是用石灰、电石渣或石灰消化反应的产物氢氧化钙与其中和,中和后的pH值可以达到要求,但是铅、锌、铁的排放指标难以达到。
废酸中主要污染物铅、锌属两性金属,氢氧化物沉淀范围窄,pH偏低或偏高时都会再溶出,由于废酸浓度高,工作负荷大,中和会消耗大量石灰,产生大量污泥,需要后续处理,设施投资和处理成本较高。
喷雾焙烧法,将废盐酸喷入600℃炉窑内,高温下,废酸中的氯化氢气体经水吸收后回用于酸洗工序,氯化亚铁盐生成三氧化二铁空心球状颗粒,可做软磁材料。
废酸处理量稳定,能够同时回收酸及金属,得到的再生酸浓度高,且不含金属盐,可直接用于酸洗生产;在焙烧过程中,得到的副产品氧化铁球品质高;但此法占地面积大,对进酸要求严格,需在预处理阶段设多个过滤器,导致一次性投资高。
蒸馏结晶法,将含有金属的废盐酸在真空状态下加热,使溶液中的HCl溶质和水蒸发,经冷凝后形成稀盐酸;溶液中不可挥发的盐浓度增加,形成饱和溶液,然后通过冷却,降低溶液的溶解度,在过饱和状态溶液中部分氯化亚铁以含水结晶物(四水氯化亚铁)析出。
回收盐酸量少,酸的浓度比原废酸高3-4%;投资相对较小,运行成本低。
含铅废水的处理方法
含铅废水的处理方法
处理含铅废水的方法通常包括以下几种:
1. 化学沉淀法:将含铅废水中的铅离子与适当的沉淀剂反应生成较稳定的铅沉淀物,如氢氧化钠、氢氧化钙等。
然后通过沉淀物的沉淀和过滤等步骤将废水中的铅去除。
2. 离子交换法:使用含有特定重金属离子选择性吸附树脂,如硫酸铅树脂、过渡金属树脂等,将废水中的铅离子吸附到树脂上,并通过再生树脂的方法将铅离子从树脂上洗脱,达到去除铅的目的。
3. 膜分离技术:利用反渗透、超滤、电渗析等膜分离技术,通过膜的选择性截留作用,将废水中的铅离子分离出来,获得清洁的水。
4. 活性炭吸附法:使用活性炭吸附剂将废水中的铅离子吸附到活性炭表面,并通过适当的处理方法将活性炭中的铅去除,实现废水处理和资源回收。
需要根据废水的具体情况选择合适的处理方法,并结合其他工艺步骤进行综合处理,以确保废水得到有效的处理和排放。
同时,在处理废水时要严格遵守环境保护法规和标准,防止对环境造成进一步的污染。
含铅污染物的处理
第3章含铅污染物的处理铅酸蓄电池生产过程中主要产生铅烟、铅尘及含铅废水。
如果将它们直接排放,那不容置疑的会对大气、土壤和水资源造成污染,同时也会对人体健康和农作物的生长造成严重的危害。
所以它们都应各自不同的排放标准和处理方法进行处理和净化,达到国家标准后再排放。
3.1 含铅废水的防治工业废水中的重金属铅属一类污染物,排放时国家实行严格控制,因此如何寻找一个效果良好,运行经济的处理办法便成为首要解决的问题。
经过不断的努力,国内在含铅污水的处理上的技术也不断成熟。
根据铅污染物正常情况下污水量不大、有机物浓度不高、呈酸性的特点。
现在国内处理废水中所含重金属铅,一般采用:(1)化学沉淀法;(2)离子交换法;(3)电解法;(4)生物法等。
其中化学沉淀法较为实用,下面对这几种方法进行简要介绍。
3.1.1 化学沉淀法化学沉淀法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,形成难溶的固体生产物(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。
化学沉淀可认为是一种晶析现象,即在控制良好的反应条件下,可形成结晶良好的沉淀物。
结晶的成长速度,决定于结晶核的表面和溶液中沉淀剂浓度与其饱和度之差。
按沉淀剂不同又可分为:(1)氢氧化物沉淀法;(2)硫化物沉淀法;(3)碳酸盐沉淀法等等。
其中氢氧化物沉淀法较为普遍应用。
氢氧化物沉淀法,即向含铅废水投加碱性中和剂,使铅离子与羟基反应,生成难溶的氢氧化物沉淀,从而予以分离。
用该方法处理时,应知道各种重金属形成氢氧化物沉淀的最佳PH值及其处理后溶液中剩余的铅离子浓度。
在饱和溶液中不仅有游离的铅离子,而且有不同的羟基络合物,它们都参与沉淀→溶解平衡。
铅属于两性金属,PH过高时会形成络合物而使沉淀物发生反溶现象,因此,严格控制和保持最佳的PH值是该法的关键。
3.1.1.1 化学沉淀法处理工艺此工艺可分三步:第一步,利用石灰石膨胀中和滤塔调节PH值。
这步就是中和就是指调节废水PH值的过程。
如何处理铅污染
如何处理铅污染近年来,矿业工程界越来越重视廉价高效替代技术的研究及其在实际工程上的应用,生物、农林废弃物和矿物材料以其低成本、处理效果好等优点受到人们的青睐。
本文就利用生物和矿物材料处理重金属铅污染的研究进行综述。
1、微生物自Ruchhoft 在上世纪四十年代提出用生物法处理含重金属废水以来,人们分别研究了细菌、放线菌、酵母菌和霉菌对各种重金属元素的富集能力和作用机理,并发现微生物材料可以作为重金属离子的吸附剂。
下面主要对关于微生物吸附铅的研究进行阐述。
1.1吸附机理。
微生物处理重金属污染的研究在近十年来取得了长足进展,研究发现微生物主要是通过吸附作用去除废水中的重金属离子。
生物吸附机理的研究一直是探讨的热点,目前的理论观点认为微生物吸附作用主要包括静电吸引、络合、离子交换、微沉淀、氧化还原反应等过程。
主要是依靠生物体细胞壁表面的一些具有金属络合、配位能力的基团起作用,如巯基、羧基、羟基等基团。
这些基团通过与吸附的金属离子形成离子键或共价键达到吸附金属离子的目的,其吸附金属的能力有时甚于合成的化学吸附剂。
如在适宜的条件下,黑根霉菌丝体对铅饱和吸附量可以达到135.8 mg/g (未经处理)和121mg/g (明胶包埋);碱处理可以除去白腐真菌细胞壁上的无定形多糖,改变葡聚糖和甲壳质的结构,从而允许更多的Pb2+吸附在其表面上,同时NaOH可以溶解细胞上一些不利于吸附的杂质,暴露出细胞上更多的活性结合位点,使吸附量增大。
此外NaOH还可以使细胞壁上的H+解离下来,导致负电性官能团增多,在最佳条件下( 0.1mol/L 的NaOH 容液浸泡40min)吸附量可以达到23.66 mg/g,较未经任何处理的白腐真菌的吸附量( 16.06 mg/g )大大提高。
1.2应用。
目前国内外普遍应用工业发酵工程中产生的废弃菌丝体作为生物吸附材料,开辟一条“以废治废”的新途径。
胡罡等研究了制药工业废渣龟裂链霉菌菌体对Pb2+吸附特性,发现该菌体对重金属的吸附性具有一定的选择性,吸附Pb2+的能力最强,饱和吸附量达112mg/g( PH=4,其吸附过程是一吸热过程,以单分子层吸附为主;用NaOH处理龟裂链霉菌菌体可以提高吸附Pb2+的能力,Ca2+对吸附有竞争。
含铅危险固体废物的环保再生处理方法
含铅危险固体废物的环保再生处理方法1、引言锡铅合金焊料在电子信息产品制造过程中广泛应用,在焊接过程中,由于高温氧化产生大量的氧化渣。
氧化渣的主要成分为锡铅氧化物,属于含铅危险固体废物,其无序排放物对人类和环境具有极大的危害作用,为国家强制管理的危险固体废物范畴。
目前,天津市使用铅锡焊料的单位已达数百家,即有规模较大的独资、合资、国营等生产企业,也有相当数量的较小规模的集体和私营企业,分布在我市各个区县。
这些生产企业每年产生的含铅固体废物至少有一数百吨以上,处理渠道和方法混乱,无序扩散严重,极易造成对环境的二次污染。
2、实验处理废焊渣一般采用直接加热分离法,这种处理方法不仅回收率低,而且由于“铅烟”挥发直接进入大气,造成环境二次污染,目前已被禁止使用。
本文采用液体覆盖还原技术,不仅有效地抑制了“铅烟”挥发,而且可将锡铅氧化物还原,使废焊渣的回收率达到 90%以上,既保护了环境,有提高了资源的再生利用率,效果理想。
采用加热和液体覆盖及还原技术不仅可使锡铅氧化物还原,由于其处理温度较低,不产生铅烟或其它有害气体。
锡铅氧化物的还原过程为:PbO x + R = Pb + OR (1)SnO y + R = Sn +OR (2)式中:PbO x为铅氧化物,R 为液体还原剂,Pb 为还原铅,OR 为氧化物,SnO y为锡氧化物,Sn 为还原锡。
在上面的再生处理工艺中,成功地采用了液体覆盖还原剂。
这种还原剂为无毒的有机类材料,是可生物降解物质,其本身和氧化物对人类和环境无害。
第 1 页3.1、废焊膏3、处理工艺流程对废焊膏采用物理加温处理工艺,使废焊膏中的焊剂和焊料分离。
在处理过程中,由于温度控制在 240℃以下较低范围,且有焊剂覆盖,不产生铅烟和其它有害气体;废焊膏容器用溶剂洗净后可作为普通的塑料制品处理,清洗液可以蒸馏回收。
3.2、废焊渣采用加热和液体覆盖及还原技术不仅可使锡铅氧化物还原,由于其处理温度与上述废焊膏加温处理温度相同,亦不产生铅烟或其它有害气体。
含铅废水处理工艺流程
含铅废水处理工艺流程含铅废水是指含有高浓度铅离子的废水。
铅是一种有毒重金属,对人体和环境具有严重的危害。
因此,处理含铅废水是非常重要的。
下面将介绍一种常用的含铅废水处理工艺流程。
一、废水预处理废水预处理是处理含铅废水的第一步。
在这一步骤中,废水经过初步的过滤和调节,以便进一步的处理。
首先,废水中的悬浮物和大颗粒物质通过过滤装置进行分离。
然后,废水的pH值进行调节,一般采用中性化处理,使其接近中性。
这样可以提高后续处理工艺的效果。
二、化学沉淀化学沉淀是处理含铅废水中铅离子的常用方法。
在这一步骤中,通过添加适量的化学药剂,使废水中的铅离子与药剂中的特定物质发生反应,形成沉淀物。
常用的化学药剂包括氢氧化钠、硫化钠等。
这些药剂与铅离子反应后生成的沉淀物具有较高的密度,可以很容易地被分离出来。
三、离子交换离子交换是处理含铅废水中残余铅离子的方法。
在这一步骤中,废水经过离子交换树脂床,废水中的铅离子与树脂中的其他离子发生交换。
这样可以有效地将废水中的铅离子去除。
离子交换是一种高效、经济的方法,可以使废水中的铅离子浓度降低到较低的水平。
四、吸附剂吸附吸附剂吸附是处理含铅废水中微量铅离子的方法。
在这一步骤中,废水通过吸附塔,废水中的微量铅离子被吸附剂吸附。
吸附剂一般是一种具有高吸附性能的材料,例如活性炭。
吸附剂吸附是一种简单有效的方法,可以将废水中的微量铅离子降低到极低的水平。
五、深度处理深度处理是对处理后的废水进行进一步处理的方法。
在这一步骤中,废水经过多次过滤和反应,以保证废水的质量达到排放标准。
常用的方法包括活性炭吸附、电解沉积等。
通过这些方法,可以进一步去除废水中的有机物和重金属离子,使废水的污染物浓度降低到很低的水平。
六、废水回用或排放处理后的废水可以选择回用或排放。
如果废水经过处理后可以满足再利用的要求,可以将其用于工业生产中的冷却水、洗涤水等。
如果废水无法回用,可以进行二次处理,以达到排放标准,然后将废水排放到环境中。
含铬、汞、镉、铅、锌、锰、铜、银等金属和重金属离子的废液处理规程
含铬、汞、镉、铅、锌、锰、铜、银等金属和重金属离子的废液处理规程1 目的为了使化验室分析检验过程产生的有毒有害的废液达标排放,制定本规程。
2 适用范围本规程适用于化验室产生的含铬、汞、镉、铅、锌、锰、铜、银等金属和重金属离子的废液的处理,通过处理使这些废液达到GB8978《污水综合排放标准》的要求。
3 规程来源本规程根据《现代实验室安全与劳动保护手册》编制。
4 含铬废液的处理4.1 处理方法原理将含铬废液pH值调至3以下,加入亚硫酸氢钠,使其中的Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),调节废液pH值在7.5~8.5之间,使Cr(Ⅲ)形成Cr(OH)3沉淀析出(如果废液中还含有汞、银等金属离子,用Ca(OH)2制成石灰乳,调节废液pH值在8~9之间,使Cr(Ⅲ)形成Cr(OH)3沉淀,再加入NaHS,使汞、银生成硫化物析出)。
(1)……(2)4.2 操作步骤4.2.1 于废液桶中加入浓硫酸,充分搅拌,调整溶液pH值在3以下(采用pH试纸或pH计测定)。
如果溶液已是酸性物质,不必调整pH值。
4.2.2 分次少量、边搅拌边加入固体亚硫酸氢钠,至溶液由黄色变为绿色为止。
4.2.3 如果溶液只含铬离子时,加入50 g/L的氢氧化钠溶液,调节溶液pH值7.5~8.5使Cr(Ⅲ)形成沉淀(注意:pH值过高沉淀会再溶解)。
废液放置一夜,将沉淀滤出(如果滤液为黄色时,要再次进行还原)、烘干并妥善保管。
滤液按《水和废水监测分析方法》(国家环保局编)检验总铬和六价铬,达到GB8978《污水综合排放标准》后直接排放下水道。
4.2.4 如果溶液中还含有汞、银等金属离子(如测定COD的废液),在用亚硫酸氢钠还原六价铬后加入制成石灰乳的氢氧化钙,充分搅拌使溶液的pH值为8~9,溶液澄清后加入适量硫氢化钠(以摩尔数表示的加入量相当于其中含有的可沉淀的金属离子的摩尔数),充分搅拌,保持溶液的pH值8~9废液放置一夜,将沉淀滤出、烘干并妥善保管。
铅危险固体废物的环保再生处理方法
铅危险固体废物的环保再生处理方法来源:电子电路与贴装更新时间:08-10-20 16:461、引言锡铅合金焊料在电子信息产品制造过程中广泛应用,在焊接过程中,由于高温氧化产生大量的氧化渣。
氧化渣的主要成分为锡铅氧化物,属于含铅危险固体废物,其无序排放物对人类和环境具有极大的危害作用,为国家强制管理的危险固体废物范畴。
2、实验处理废焊渣一般采用直接加热分离法,这种处理方法不仅回收率低,而且由于”铅烟”挥发直接进人大气,造成环境二次污染,目前已被禁止使用本文采用液体覆盖还原技术,不仅有效地抑制了”铅烟-挥发,而且可将锡铅氧化物还原,使废焊渣的回收率达到90%以上,既保护了环境,有提高了资源的再生利用率,效果理想。
采用加热和液体覆盖及还原技术不仅可使锡铅氧化物还原.由于其处理温度较低,不产生铅烟或其它有害气体。
锡铅氧化物的还原过程为:PbOX + R = Pb + 0R (1)SnOY + R = Sn +0R (2)式中:PbOx 为铅氧化物,R 为液体还原剂,Pb 为还原铅,0R 为氯化物,SnOy 为锡氧化物,Sn 为还原锡。
在上面的再生处理工艺中,成功地采用了液体覆盖还原剂。
这种还原剂为无毒的有机类材料,是可生物降解物质,其本身和氧化物对人类和环境无害3、处理工艺流程3.1、废焊膏对废焊膏采用物理加温处理工艺,便废焊膏中的焊剂和焊料分离。
在处理过程中,由于温度控制在240。
C以下较低范围,且有焊剂覆盖,不产生铅烟和其它有害气体;废焊膏容器用溶剂洗净后可作为普通的塑料制品处理,清洗液可以蒸馏回收。
3.2、废焊渣采用加热和液体覆盖及还原技术不仅可使锡铅氧化物还原,由于其处理温度与上述废焊膏加温处理温度相同,亦不产生铅烟或其它有害气体。
3.3、预处理按检验结果对焊膏和焊渣进行分类。
焊料的预处理工作是去掉包装物、并要求包装物不能有残留的焊渣;焊膏的预处理工作是将其从塑料包装瓶中取出,并将塑料瓶用溶剂洗净。
食品中铅镉重金属污染物检测前处理方法
食品中铅、镉重金属污染物检测前处理方法1. 目的由于在食品的重金属检验中,重金属含量属痕量范围,前处理和测定过程时可能带来的外来污染和基体干扰较多,常导致检测结果偏差较大。
样品前处理最为食品检验的关键步骤,前处理方法选择是否适合,是直接影响分析结果的精密度和准确度,因此统一前处理方法,是保证检验质量和提高检验效率的重要步骤,有利于排除其它成分对待测成分的干扰,缩短样品的前处理时间。
同时还可将待测成分转变成分析测定所要求的状态,使待测成分的量及存在形式,适应所选分析方法的要求,从而使测定顺利进行,以保证分析测定结果准确可靠,确保检测数据准确有效,特制定本细则。
2. 检测方法铅、镉的检验均按照GB 5009.12-2010和GB/T5009.15-2003食品中铅、镉的测定方法执行。
3. 样品采集监测数据可靠与否不仅受检测方法影响,与样品的代表性、数量及采集方法及分析部位也有直接关系。
对许多样品来说,采集误差对结果的影响往往大于分析误差,有时即使是正确采集的样品,若选取不当,保存不好,也同样会严重影响数据的准确性。
因此在采样中必须表明样品的采样日期、批号(包装食品)、采集的数量应能反映食品的卫生质量和满足检验项目对样品量的需要。
1)蔬菜、水果等应采新鲜上市的,清洗干净晾干,分别取可食部分剪碎、匀质。
液体(如牛奶、果汁等),应先充分混匀后再采样。
2)粮食及固体食品应自每批食品的上中下不同的部位分别采取部分样品,混合后按四分法对角取样,再进行混合,最后取代表性样品。
3)肉类、水产品等食品应按分析项目要求分别采取不同部分的样品或混合采样。
4)瓶装食品或其它小包装食品应根据批号随机取样,同一批号取样件数250g以上不少于6个包装,250g以下的包装不少于10个包装。
4. 实验工作的准备试样前处理是采样,制备样品后至关重要的检测步骤,如果没有适宜的前处理方法,既使有了代表性的样品,有了灵敏可靠的分析测定方法,也可能因待测成分提取不完全或其它成分的干扰而无法得到准确可靠的分析测定结果,甚至无法进行分析测定。
铅酸蓄电池生产过程中含铅污染物的危害及处理 -自然生产的过程
铅酸蓄电池生产过程中含铅污染物的危害及处理-自然生产的过程根据报道,经过离子交换处理后,排水中的铅离子的质量浓度在0.5mg/L2010年04月08日引言铅作为我国国民经济快速发展中重要的金属原材料,其生产和消费均随着我国经济的持续增长而不断增长它被广泛应用于日常生活和工业生产中,其实也正是由于它应用的广泛性,才不可避免的在我们的日常生活和工业生产中不断地排放出各种含铅的污染物由于铅不是人体的必需元素,而是具有严重污染性的重金属含铅污染物的大量排放,使铅在土壤、空气、河流甚至食物中大量积累,并通过自然的循环作用和生物的循环作用进入到人体,从而对人类的生活和健康造成了严重的危害1956年,日本熊本县水俣湾地区发生汞中毒事件,也称水俣病重症临床表现为口唇周围和肢端呈现神经麻木,中心性视野狭窄,听觉和语言受障碍,运动失调据日本环境厅资料,水俣湾地区截至1979年1月被确认受害人数为1004人,死亡人数206人后经日本熊本大学医学院等有关单位的研究证明,这种病是建立在水俣湾地区的水俣工厂排出的污染物造成的其主要是排出的污染物中含有甲基汞,而甲基汞通过食物链造成在人类体内的聚积,由此引发汞中毒同样,铅酸蓄电池生产中所用的正负极活性物质均是与汞一样具有毒性的重金属,如果生产中不着重防护,日积月累,也许也会造成铅中毒历史的经验和残酷的现实告诉我们在经济发展的同时,也不得不重视环境的保护而要想取得经济效益和环境保护的共同发展,就不得不投入大量的人力物力及财力去研究污染物的来源、种类、以及性质只有了解到这些,才能在污染物的防治和处理过程中做到有的放矢,才能给我们一个美好的生活环境作为二次使用电池,蓄电池在国防、工业、电信等部门得到日益广泛的应用,由于石油资源日益短缺的影响,近年来兴起的电动汽车产业更让蓄电池迎来了新的曙光而生产铅酸蓄电池所使用的主要原料就是铅和二氧化铅所以,研究铅酸蓄电池生产过程中含铅污染物的来源和处理对当今环境的保护有着重要的意义本文着重对铅酸蓄电池生产过程中铅污染物的来源与分类进行了详细的论述,并提到了一些生产过程中所必需的防护措施,最后介绍了含铅废水的处理工艺第1章铅污染物的现状及其危害1.1铅污染物的现状铅污染物质是当今对人类健康威胁最大的十大类污染物质之一据统计资料报道,全世界每年铅的产量为560万吨,每年消耗和使用量为300万吨,其中百分之四十用于制造蓄电池,百分之二十用作汽油防爆剂,百分之十二用作油漆、涂料等建筑材料,百分之六用于制作电线的外皮、化妆品、染料、油彩等等,其他则被应用于社会生活的各个方面仅有四分之一的铅被回收利用,其余大部分以废气、废水、废渣等各种形式排放于环境中,造成环境污染1.2 铅污染对人体健康的危害由于铅污染物以多种形式广泛存在于环境周围,所以人体就不可避免的与之接触而铅也主要是通过呼吸道、消化道和皮肤进入人体,其中由呼吸道吸入的铅为总吸收量的31%-39%,在肺内沉淀吸收率为30%-50%,吸收道中的二氧化碳遇水生成碳酸,促进铅的溶解和吸收铅亦可被呼吸道的吞噬细胞很快带入血液由消化道进入人体的铅只有十分之一被吸收,经肠道进入循环,通过肝脏,一部分由胆汁排到肠内,随粪便排出;一部分进入血液人体经皮肤吸收的绝大部分铅为有机铅,游离铅及其化合物一般不能由皮肤浸入吸收到血液中的铅大部分经肾脏和消化道随尿、粪便排出,少量通过唾液、乳汁、汗液等排出;另一部分贮留在血液中的铅以磷酸氢铅,甘油磷酸化合物或铅离子状态,随血液循环至全身,随后约91%-95%的铅以不溶性的磷酸铅形式沉积于骨骼中,仅有少部分贮留在肝、脾、脑等器官和红细胞中许多研究结果表明,铅离子可通过与体内一系列的蛋白质、氨基酸内官能团和酶等结合,从而干扰了人机体多方面的正常生化和生理活动,对神经、血液造血、消化、泌尿生殖、心血管、内分泌、免疫等系统及儿童的生长发育均有毒性作用,引起铅中毒其中尤其以神经系统、造血系统和消化系统最为敏感1.2.1 铅对神经系统的影响人体的中枢神经系统是生命活动的总管,它的机能状态在铅中毒病程中起主导作用铅可使形象化智力、视觉运动功能、记忆、反应时间受损;语言和空间抽象能力,感觉和行为能力改变,出现疲劳、失眠、烦躁、头痛及多动等症状,中度以上的铅中毒者,可出现多发性神经炎,严重者甚至损害梢神经或脊髓前角细胞,导致“铅麻痹”,晚期铅中毒严重者可因中枢神经发生器质性病变而引起中毒性脑病,如颅内血管痉挛促使脑血管发生早期硬化1.2.2 铅对造血系统的影响铅能影响卟啉代谢,卟啉是血红蛋白合成过程的中间的产物当机体接触铅中毒后,影响了与δ—氨基乙酰丙酸(δ—ALA)转变为卟胆原,粪卟啉转变为原卟啉及原卟啉与亚铁合成正铁红素等过程,导致血红蛋白形成障碍,引起铅诱发贫血铅诱发贫血常见于铅作业工人及儿童,特别是儿童另外,铅还抑制红细胞膜上Na+—K+—ATP酶和抑制磷酸戊糖旁路导致溶血1.2.3 铅对消化系统的影响在铅毒的作用下,可能发生肠胃机能一系列的变化,铅可抑制胰腺功能,增加唾液腺和胃腺的分泌;同时,铅会与肠道中硫化氢结合,使硫化氢失去促进肠蠕动的作用,导致顽固性便秘1.2.4 铅对其它器官系统的影响铅可损害肾脏近端小管和肾小球细胞,使肾小球滤过率增高,肾小管重吸收障碍,严重者可发生铅中毒性肾病如肾原性高血压铅可抑制肝脏混合功能氧化酶合成,导致肝脏生物转化作用受损,降低肝脏解毒功能铅还可影响人类生殖功能,使精子畸变,母体铅可经胎盘影响胎儿发育,致使胎儿发生畸形,对人类的繁殖造成严重危害1.2.5 铅对儿童的影响及防护1.2.5.1 铅对儿童的影响世界卫生组织认为,环境中对儿童威胁最大的是铅近年来的研究发现在同一环境同一接触水平下,铅对婴幼儿及儿童的危害远远高于成人这是因为儿童和婴幼儿对铅的易感性强、吸收率高、接触途径多的缘故又由于儿童的脑组织发育不完善,铅容易在儿童脑部蓄积,从而造成儿童智力的下降;儿童的神经系统发育也不完善,容易受到环境神经毒素的影响,而铅就是一种强烈的亲神经毒物同时,铅暴露对儿童的听力也有严重的伤害,研究结果表明,血铅水平对儿童低频和高频听阀影响较大,对儿童期间的听力损失影响深远环境中的铅是儿童接触铅的主要途径研究发现,铅到达消化道后,成人能够吸收约11%,而儿童吸收可高达30%-50%,可见铅对儿童的危害远较成人严重饮食铅污染则是婴幼儿和儿童摄入铅的另一主要途径环境污染将导致地下水及土壤普遍含有铅,而这些铅会积累到农作物之中,从而进入到人体内部此外,婴幼儿及儿童食品在加工过程中的铅污染也是一个重要的因素,如罐装食品和饮料、糖果类的铅含量较高,而这些都是儿童喜欢吃的食物儿童每日从食物中摄入的铅量与其年龄存在正相关手口途径则是婴幼儿及儿童接触铅的又一重要途径生活环境中的尘土,儿童玩具及学习用具都是不可忽视的因素另一项调查显示北京市幼儿园室内尘土中含铅量每克为73.3微克,亦高于室外含量据报道,儿童生活环境中尘土中含铅量的自然对数每增加一个单位,儿童血铅含量将增加2.3微克每升此外,儿童玩具和学习用具表面油漆也含有铅化合物,儿童手摸口啃可直接摄入铅1.2.5.2 儿童铅接触的防护通过立法手段,降低环境铅污染环境铅污染是儿童接触铅的最根本的原因因此,预防儿童铅接触的有效措施是降低环境中铅污染的水平包括限制油漆和涂料中的铅含量;禁止含铅汽油的使用;对食品罐类焊料中铅作了具体的规定;制定空气中铅污染标准和食品中铅限量标准等建立0-6岁儿童血铅监测模式(即3岁以前每6个月进行1次检测,3岁以后每年进行1次检测,同时根据年龄段、血铅水平进行个性化干预),为从根本上实现零血铅从合理膳食入手纠正儿童偏食、挑食的不良习惯,保证儿童平衡摄入各种营养素,尤其是维生素、纤维素的摄入预防病从口入,不吃或少吃含铅量高的食品,如色素饮品、罐头、油炸食品等;养成良好的卫生习惯,不要将手、铅笔、玩具等含在口中1.3 铅污染的防治既然已经了解铅污染的危害,并有可能正在受着铅污染的侵扰,就必须知道生活中一些必要的防治措施1.3.1 增强自我保护意识近年来,重大食品质量安全事故时有发生,食品质量是否安全直接影响到人体健康国家卫生质量检查机构加大了监督力度因此,我们应当尽量去那些正规的食品销售部门购物,并要认准那些安全健康的食品标志例如:“绿色食品”分为两级标志:A级绿色食品标志为绿底白字,指在生态环境质量符合规定标准的产地生产,生产过程中允许限量使用限定的化学合成物质,并经专门机构认定许可使用A级绿色食品的标志AA级绿色食品标志为白底绿字,指在生态环境质量符合规定标准的产地生产,生产过程中不使用任何有害化学合成物质,按特定的生产操作规程生产加工,产品质量及包装经检测符合特定标准,并经专门机构认定许可使用AA级绿色食品的标志此外,目前市场上还有“无公害农产品”、“有机农产品”及卫生部在食品生产经营单位实施食品卫生监督量化分级的A、B、C、D标示等标志1.3.2 保持良好的饮食卫生习惯要想远离铅污染,在日常生活中就应保持良好的饮食卫生习惯不摄食皮蛋、膨化食品、铁皮罐头等高含铅食品或易被铅污染的食品,不用劣质搪瓷、陶瓷、不锈钢等器皿盛装酸性食品养成勤洗手勤剪指甲的好习惯清晨要将自来水流放3min后再使用不吸烟,少用烟煤室内装修完毕要风干一段时间后再居住水果要削皮、蔬菜要充分漂洗后再食用不使用含铅化妆品和染发剂等1.3.3 科学预防、及时就医要掌握一些铅中毒常识,有一定铅中毒症状的要及时就医目前,北京、上海等城市都建立了驱铅门诊,那里的医生会根据患者的血铅含量,提供相应的驱铅方案或治疗在其他暂时还没有开设驱铅门诊的城市里,居民们可以去当地职业病医院中相应科室就医1.3.4 合理饮食、防治铅损伤为了提高人们的健康水平和生活质量,可以因地制宜,通过坚持合理饮食达到防治铅损伤的目的,这样做既简单易行,又会给生活带来许多乐趣适当增加优质蛋白质在人体内,食物中的蛋白质能与铅形成不可溶解的化合物而使体内的铅排出体外,从而能预防或减轻铅中毒对人体健康的危害因此,在日常膳食中要增加优质蛋白质的供给,尤其是动物性蛋白质如鱼类、蛋类、禽畜肉类、动物内脏、乳及乳制品老年人及患有高血压、心脑血管疾病的患者还可以多摄食些几乎不含胆固醇的兔肉供给充足的维生素为了保护肌体神经系统和造血系统健康,还应供给维生素B1、维生素B12、叶酸、维生素C等维生素B1缺乏时,会因为糖代谢受阻而降低能量供应,神经组织能量不足时会出现相应的神经肌肉疾病症状实验表明,维生素B1能降低血液、肝和肾中的铅浓度缺乏维生素B12可能引起恶性贫血足够的叶酸可以预防心脏病、贫血、中风以及癌症等疾病因此,在日常膳食中要多摄食富含这些维生素的粗粮、黄豆及制品、酵母及发酵食品、动物肝脏、鱼贝类、绿色蔬菜和刺梨、猕猴桃、沙棘、黑加伦等野果及其他水果据报道,给铅接触者每日口服一头大蒜,连服3个月,可以防止铅中毒现象的发生维生素C能与铅形成抗坏血酸铅盐,使得铅会随着这一不易离解的物质排出体外而降低人体对铅的吸收因此,增加维生素C的供给会减轻铅中毒症状,促进生理功能的恢复总之,日常要保证摄食充足的新鲜蔬菜、水果及其鲜榨汁制品,以保证充足的维生素C的及其他维生素适量摄入脂肪,增加碳水化合物有铅中毒症状的人膳食中要减少脂肪供给,增加碳水化合物供给增加的碳水化合物能以糖原的形式贮存在人的肝脏中当肝脏贮备有较丰富的肝糖原时,对某些细菌毒素和化学毒物有较强的解毒能力减少脂肪供给,增加碳水化合物供给,不但能保护肝脏,维持肝脏正常的解毒功能,还可以抑制铅在肠道的吸收补充矿物质和微量元素由于缺钙、缺锌、缺铁与人体日常的血铅密切相关,因此,每日要定时进餐并保证膳食中摄入足够的钙、锌、铁元素多食用如豆类及豆制品、排骨、动物肝脏、粗粮、肉类、绿色蔬菜,也要多摄食虾皮、海带、海参、紫菜及其他海产品另外,宜多饮茶,如乌龙茶等有利于排铅,而不要集中暴饮大量的碳酸饮料,以免使一些有用的矿物质和微量元素由于饮食不当而丢失第2章铅酸蓄电池铅污染物的来源及生产防护要想详细的了解铅酸蓄电池污染物的来源就必须熟悉其相应的生产流程,然后根据生产工艺流程来分析其污染物的来源2.1 铅酸蓄电池的生产工艺2.1.1 铅酸蓄电池的生产工艺流程铅酸蓄电池的生产工艺流程略图2-1 铅酸22.2.1.2 板栅的制造板栅在电池中的作用,主要是支持活性物质,充当活性物质的载体,传导汇集电流,使电流均匀分布在活性物质上,以提高活性物质的利用率所以,板栅质量的好坏直接影响着蓄电池的整体性能其生产工艺流程如下:合金配制→熔化→铸模调温→喷模→浇铸→剪修平整→检查→贮存→待用2.1.2.1.合金的配制铅基合金的配制要在专用的熔锅或合金冶炼炉内进行,锅内应有搅拌装置在铅锑合金配制时,先将总数约一半的铅锭加入熔锅内,加温到350-400℃,使铅熔化(铅熔点327℃),待熔锅内的铅全部熔化后,加入配方所规定的全部量的锑锑锭在加入熔锅前,须砸碎成50-70mm的小块,锑加入后,升高熔锅内合金温度到500-550℃(锑熔点631℃,含锑量为2%-8%的铅锑合金的熔点为313℃-271℃),使全部的锑熔化,最后再将余下的铅全部加入锅内,待合金全部熔化后,开始进行搅拌,使之充分混合均匀,搅拌的时间不少于30min搅拌的形式有机械搅拌和压缩空气搅拌此时,熔锅内的合金液温度应保持在450-550℃,由于铅的密度(11.3g/cm3 )与锑的密度(6.7g/cm3 )差别较大上述的方法可以避免锑块过早地浮在铅液表面,同时,为了合金均匀,必须进行充分的搅拌以上铅锑合金配制过程的时间大约为4h在开始铸锭前必须检查合金的锑含量如不符合规定,应加适量的铅或适量的锑进行调整,符合工艺规定的合金液,除掉表面氧化残渣后,开始铸锭铸模要干燥无水,铸锭时要注意避免合金液溅出烫伤铸锭后标号存放在铅锑合金的配制过程中,熔渣损失约为1.0%-2.0%,烧减损失约为0.2%-0.6%2.1.2.2 合金的熔化板栅浇铸时,需先将配制好的合金熔化,熔化后的合金液温度对板栅浇铸时的成型关系很大,合金液温度过高或过低都不能浇铸出良好的板栅一般情况下,合金液温度应控制在450-550 ℃的范围,但工厂在实际中应根据具体情况摸索出最佳的合金液浇铸温度2.1.2.3 浇铸模具的温度调整浇铸使用的模具在浇铸前都应进行预热和温度调整,铸板机通过由加热预热,手工模具通过电加热或合金液预铸预热,其目的是为了保证在浇铸过程中合金液的冷却速度,铸模温度过高或过低或不均匀都会对板栅的成型影响很大,特别是对于手工铸板显得更为重要2.1.2.4 喷模、刮模在浇铸时由于模具是金属制成,故存在散热快的特点,加入模具内腔沟槽比较窄浅,使得熔锅状态下的合金液难以充满模具为了保证浇铸板栅的成型率,必须在模具表面和浇铸合金之间喷涂脱模剂目前,在蓄电池厂一般使用由软木粉、硅酸钠和水配制的脱模剂,喷涂在模具内腔,主要起保温、隔热、润滑,确保合金液充满模具的作用同时,对板栅的厚度均匀性起调整作用脱模剂的配制方法如下:取8Kg左右的水和密度为1.35g/cm3的硅酸钠(水玻璃)450mL左右,放入加温锅内(可用铝锅)混合均匀后放在炉子上加热烧煮待硅酸钠水溶液煮沸后,即将1kg细度为180-200目的软木粉缓慢地倒入锅内,充分搅拌均匀,再加入8kg左右的水小火煮沸30min,冷却后用60-80目筛子过滤后装入容器内待用以上配制出的脱模剂使用的有效期为2-3小时,如在上述配方中加入25mL 左右的磷酸铝(含铝36.4%)或400g左右的膨润土,有效期可延长至6-8小时在使用中,如果脱模剂发粘,可适当减少硅酸钠量或适当增加用水量,如果脱模剂稀,喷模时容易从模具表面脱落,可适当增加硅酸钠量或适当减少水用量脱模剂稀稠要合适,太稀粘附力差,太稠脱模剂在模具表面堆积太厚,因此,可以根据实际使用情况和板栅要求的厚薄程度进行调整2.1.3 铅粉的制造铅粉是制造铅酸蓄电池极板的活性物质,是表面覆盖一层PbO的金属铅的粉粒状物它是由纯铅经过特定的热氧化过程形成的铅粉的制造有两种方法:一是球磨法;二是气相氧化法此处选用球磨法,其生产工艺流程如下:铅锭→熔铅锅→铅球→球磨机→沉淀分离→除尘过滤→存贮→输送铅粉对铅膏及极板性能影响很大,其特性主要有氧化度,视密度,吸水率,筛析和吸酸值等氧化度高的用于正极板,氧化度低的用于负极板2.1.3.1 铸球将符合要求的铅锭加入熔铅锅内加热至400-500 ℃,使铅锭全部熔化,并在铅液表面覆盖一层木炭以防止铅氧化及保持铅液温度,点燃煤气烧热排铅管,使凝固在排铅管内的铅完全熔化后,熔铅锅的排铅管阀门打开,使铅液自动流入回转圆盘式铸球机内,铸成一定规格的铅球或使铅液自动流入回转圆盘式铸块机,铸成铅条后拉出,通过自动切刀将铅条切成一定规格的铅块制成的铅球或铅块通过提升机输送到贮存斗内贮存6小时以后输送到铅粉机内制粉2.1.3.2 制粉球磨法制铅粉是在滚筒式铅粉机(又称岛津式铅粉机)中完成的,铅粉机的筒体内并无任何的研磨体,铅粉是靠铅球或铅块在随筒体的转动过程中的相互撞击和摩擦而形成的这种铅粉机有两种形式,一种是分选式铅粉机,另一种是筛选式铅粉机,这两种铅粉机的工作原理基本一样,所不同的是出粉的方式不同,风选式铅粉机是通过吹入空气而把铅粉带出,而筛选式铅粉机则是通过筛网来出粉的目前,在我国蓄电池企业大多采用风选式铅粉机制粉过程:将铅球或铅块由输送器按负载量送入球磨机,同时通过鼓风机给铅粉机内输入定量的预热空气球磨机由传动机构带动,以一定的转速旋转,由于离心力的作用,铅粉机内的铅球或铅块也随着铅粉机筒体一道转动,当被带到一定高度时,铅球或铅块又借自身的重量自由落下,在这个过程中有三个现象:(1)铅球或铅块与筒体摩擦产生热量(2)铅球或铅块与铅球或铅块摩擦产生热量(3)铅球或铅块的相互撞击和摩擦使得铅球或铅块表面晶粒发生变形和滑动位移由于铅粉机内铅球或铅块相互摩擦和撞击产生大量的热量,使得筒体内的温度增加,在给铅粉机输入的有一定温度和相对湿度的空气气流中氧的作用下,铅球或铅块发生位移的晶面边缘受到氧化而生成了氧化铅反应方程式如下:2Pb+O2 →2PbO+Q (热量)由于铅的氧化反应是放热反应,放出的热量又使得铅粉机筒体内达到较高的温度在这个摩擦、撞击、晶体变形位移、氧化的过程中,铅球或铅块表面被氧化的部分就与铅球或铅块整体之间发生裂缝随着裂缝的逐渐深入,金属氧化层在撞击和摩擦力的作用下,逐渐从球体或块体上脱落下来,续而进一步磨碎、研细而形成了覆盖一层PbO2的细颗粒状铅粉2.1.3.3 铅膏的制造铅膏的合制过程就是在和膏机内将铅粉,纯水,硫酸及一些添加剂均匀地混合成有塑性的膏状物质的过程,其工艺流程如下:配料→干混→加水→加酸→混合→检查→出膏具体操作如下:1.将符合质量指标要求的铅粉按工艺条件规定的数量加入到和膏机内,启动和膏机2.将符合质量指标要求的各类粉状添加剂按规定的用量加入和膏机内干搅拌3-5min(不加粉状添加剂和制的正极用铅膏不需此程序)3.将符合要求的短纤维按规定的用量放入符合质量要求的定量的去离子水中(具有一定得温度),使其在水中充分均匀分散,然后在1 min左右的时间内将水加入到和膏机内,搅拌8 min左右4.打开和膏机冷却系统,将符合质量要求的稀硫酸按规定的用量在15-20 min的时间内加入到和膏机内,在搅拌20 min 左右5.停机取少量铅膏测视密度和稠度,如果视密度过高,则加适量的调节水重新开机搅拌 5 min 左右的时间,在停机取样测量,符合要求后放出铅膏2.1.3.4 涂膏或灌粉涂板是指铅膏与板栅形成涂膏式极板的过程,即将铅膏按照规定的数量均匀地涂填到板栅格体内,使铅膏与板栅良好结合的过程灌粉(或挤膏)是指铅粉(或铅膏)与铅芯套管体形成管式极板的过程,即将铅粉(或铅膏)灌入(或挤入)铅芯套管体,使铅粉(或铅膏)与铅芯良好结合的过程极板是蓄电池电化学反应的主体部分,极板分为正极板和负极板涂膏即是将正负极活性物质均匀涂填到板栅的过程其工艺流程如下:涂填→检查板面膏量→压实→淋酸或浸酸→表面干燥→检查水量→存放涂板分为手工涂板和机械涂板现在大多生产厂家多是机械涂板,机械涂板是通过涂板机来完成极板的涂填、压实及淋酸的整个过程涂板后的极板进行表面干燥的目的有两个方面:一方面是要充分除去极板活性物质的水分,防止收板时极板粘连另一方面是要保证极板内部铅膏含有一定量的水分以利于极板固化时铅膏内金属铅的氧化而极板的淋酸目的是为了在生极板的表面形成一层薄的硫酸铅,防止干燥后出现裂纹淋酸后的极板立即进入表面干燥窑,表面干燥窑的温度一般控制在100~120℃,干燥时间为2~5min,使表面失去一部分水,以避免在下面的操作中极板表面互相粘连极板在出表面干燥窑时铅膏含水率应控制在8%~11%,以利于后面的固化工序2.1.3.5 极板的固化干燥固化干燥即硬化脱水,涂填后的极板其一方面水分过多,另一方面铅膏组织不稳定,因此要经过固化干燥工艺来使其硬化脱水,在完成铅膏的硬化脱水的过程的同时要实现铅膏中游离铅的氧化,铅膏与板栅的腐蚀结合,铅膏中碱式硫酸铅的再结晶以及多孔电极的形成等一系列的物化反应的目的在这个过程中极板发生的反应有:一、铅膏中游离铅进一步氧化成氧化铅,二、极板板栅表面生成腐蚀层,三、碱式硫酸铅的再结晶,四、铅膏的脱水硬化及多孔电极的形成其作用有:1.使铅膏中的铅进。
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第3章含铅污染物的处理
铅酸蓄电池生产过程中主要产生铅烟、铅尘及含铅废水。
如果将它们直接排放,那不容置疑的会对大气、土壤和水资源造成污染,同时也会对人体健康和农作物的生长造成严重的危害。
所以它们都应各自不同的排放标准和处理方法进行处理和净化,达到国家标准后再排放。
3.1 含铅废水的防治
工业废水中的重金属铅属一类污染物,排放时国家实行严格控制,因此如何寻找一个效果良好,运行经济的处理办法便成为首要解决的问题。
经过不断的努力,国内在含铅污水的处理上的技术也不断成熟。
根据铅污染物正常情况下污水量不大、有机物浓度不高、呈酸性的特点。
现在国内处理废水中所含重金属铅,一般采用:(1)化学沉淀法;(2)离子交换法;(3)电解法;(4)生物法等。
其中化学沉淀法较为实用,下面对这几种方法进行简要介绍。
3.1.1 化学沉淀法
化学沉淀法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,形成难溶的固体生产物(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。
化学沉淀可认为是一种晶析现象,即在控制良好的反应条件下,可形成结晶良好的沉淀物。
结晶的成长速度,决定于结晶核的表面和溶液中沉淀剂浓度与其饱和度之差。
按沉淀剂不同又可分为:(1)氢氧化物沉淀法;(2)硫化
物沉淀法;(3)碳酸盐沉淀法等等。
其中氢氧化物沉淀法较为普遍应用。
氢氧化物沉淀法,即向含铅废水投加碱性中和剂,使铅离子与羟基反应,生成难溶的氢氧化物沉淀,从而予以分离。
用该方法处理时,应知道各种重金属形成氢氧化物沉淀的最佳PH值及其处理后溶液中剩余的铅离子浓度。
在饱和溶液中不仅有游离的铅离子,而且有不同的羟基络合物,它们都参与沉淀→溶解平衡。
铅属于两性金属,PH 过高时会形成络合物而使沉淀物发生反溶现象,因此,严格控制和保持最佳的PH值是该法的关键。
3.1.1.1 化学沉淀法处理工艺
此工艺可分三步:第一步,利用石灰石膨胀中和滤塔调节PH值。
这步就是中和就是指调节废水PH值的过程。
将含10%氢氧化钠溶液以400ml/h的流量添加,然后测定进水口的PH值,PH在7.5-8.5最适宜,其化学反应式为:
H2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2O
PbSO4+2NaOH→Na2SO4+Pb(OH)↓
前者是中和反应(是离子反应的一种),后者是离子反应,这两个反应速度很快,可立即完成,因此所需反应时间很短。
其流程为:(1)车间含铅废水首先通过隔油池,然后进入调节池,对废水的水质、水量进行调节。
(2)由于生产废水水质偏酸性,所以经调节后的废水进入中和塔进行中和处理。
中和塔中填料为石灰石,其粒径为0.2-5mm,碳酸钙含量应大于90%。
(3)经中和后的
废水二氧化碳的含量较高,进入中间水池,使废水中的二氧化碳尽量散逸出来。
(4)经中间水池停留后的废水进入PH调节池,调节废水的PH值,使废水的PH值达到6左右。
(5)调节PH值的废水进入絮凝沉淀池,在泵前投加NaOH,将废水的PH值调至7-8,同时加入PAM絮凝剂,使废水中的悬浮物沉淀下来。
第二步,向初级沉淀池内投加絮凝剂捕捉重金属。
该步是利用向废水中投加絮凝剂的方法,捕捉重金属,然后靠重力沉降予以分离,目前国内常用的絮凝剂有多金属盐类和高分子聚合物两大类。
前者主要有铝盐和铁盐,后者主要有聚丙烯酰胺等。
絮凝沉淀后的废水进入一步净化器,一步净化器分为五个部分即高速涡流反应区、渐变缓速反应区、悬浮澄清沉淀区、强力吸附区和污泥浓缩区。
在一步净化器中可以除去水中各种氢氧化物、氧化铅粉、悬浮物等杂质,然后调整PH值后由变频供水装置送至各用水点。
第三步,用快滤池内的双层滤料(无烟煤、石英砂)过滤沉淀出水。
由一步净化器絮凝产生的含铅污泥经污泥池沉淀后,送至污泥浓缩脱水,其含水滤降至70%左右,最后连同其他含铅固废送有资质的危险固废处理单位处理。
浓缩池的上清液回流至调节池进行处理。
用此法处理后的水质,PH值达标率为100%,Pb离子达标率为78%左右。
工艺采用投加石灰石操作、工人劳动强度大有泥渣产量大,斜板易堵塞,清运泥渣难度大、设备操作技术落后等等不足之处。
现一般采用改进工艺,即化学中和与絮凝沉淀及过滤综合处理。
3.1.2 离子交换法
离子交换法是一种借助于离子交换剂上的离子和水中的离子进
行交换反应而除去水中有害离子的方法。
采用离子交换法,具有去除率高,可浓缩回收有用物质,设备较简单,操作控制容易等优点。
但目前应用范围还受到离子交换剂品种、性能、成本的限制。
目前国内外在用此法处理含铅废水已有一定基础,利用离子交换树脂去除含铅废水比较常见。
有人使含铅废水通过双层过滤和732树脂的处理,出水达到排放标准,并用15%醋酸铵洗脱饱和树脂,产生的醋酸铅浓液经处理后可回收化工原料—醋酸铅。
缺点是再生剂昂贵,需要开发易脱铅的新型树脂。
离子交换纤维是继离子交换树脂之后发展的一类新型离子交换材料,用脱脂棉,腈纶棉进行改性处理制得黄原脂棉等离子交换纤维的技术也获得发展,腈纶棉经化学改性的离子交换纤维对铅离子产生螯合吸附;强酸性阳离子交换纤维对铅离子的最大吸附容量高达206.6mg/g。
这些新型的离子交换纤维表现出比表面积大、交换速度快、吸附效果好、易于解吸再生等优点。
工艺流程为先采用过滤柱对废水过滤,后进入732号强酸树脂柱进行离子交换,离子交换柱采用单柱。
工程还设有再生系统,使用NHCOOH为再生剂。
根据报道,经过离子交换处理后,排水中的铅离子的质量浓度在0.5mg/L。
再生系统产生的再生废液也可回收利用,实现资源化。
工艺流程如下:
含铅废水→过滤柱→交换柱→排水
↓
再生液→ 再生柱→ 再生废液处理
然采用离子交换工艺设计治理工程来处理水量小、仅含铅离子的废水是可行的。
工程具有占地面积小,处理效率高,可以实现自动化,管理方便等优点。
但单独使用离子交换处理工艺来处理水量较大、含铅浓度高的废水,会存在设备投资大,运行成本高等问题。
3.1.3 电解法
在对废水进行电解反应时,废水中的有毒物质在阳极和阴极分别进行氧化还原反应,结果产生新物质。
这种新物质在电解过程中或沉积于电极表面或沉淀下来或生成气体从水中逸出,从而降低了有毒物质的浓度。
该处理技术的优点在于没有或很少产生二次污染,能量效率高,电化学过程一般在常温常压下就可以进行,电解设备及其操作一般比较简单,如果设计合理,费用并不昂贵。
但应当指出的是,由于阳极区氢离子的消耗和氢氧根离子浓度的增加,很容易在阳极形成氧化膜,进而阻碍阳极电离反应。
目前,国内电解法处理含铅废水的研究应用已有一定的基础。
3.1.4 生物法
生物法除铅大都通过生物吸附,利用某些生物体自身的化学结构及成分特殊性来吸附溶于水中的铅离子,再通过固液两相的分离达到去除的目的。
目前已发现:细菌、真菌、藻类以及一些细胞提取物都具有吸附金属离子的能力。
对细菌吸附的特性研究发现,细菌对铅离
子的吸附分为两个阶段:一是细胞表面的络合,在3min内吸附量达总吸附量的75%;二是向细胞内部缓慢的扩散过程。
目前研究的选用适当的包埋技术对龟裂链霉菌菌体进行固定,以制得铅离子生物吸附剂用于含铅废水的处理。
颗粒污泥是另外一种方法,其生物吸附与化学机制是除铅的主要作用机理并初步显示了颗粒污泥内部的深层次生物与化学效应对除铅起到了一定的作用。