新型水處理劑在鉛酸廢水中的應用
1、基本工藝流程方案
使用新型水處理劑時,原有的采用燒堿或液堿的化學混凝沉淀工藝流程保持基本不變,無需增加或更改設備,藥劑使用方法和燒堿相同。新建重金屬酸性污水處理系統(tǒng)可參照本產品配套工藝流程。
2、藥劑主要成分以及反應機理
2.1 主要成分及性質
A藥劑主要成分:蒙脫石提取物等無機礦物
B主要成分:Na、Ca、K、Al、Fe、O、H、Cl
外觀與性狀:白色至微黃色粉末,無味或略有氣味。
熔點(℃):782沸點(℃):1600相對密度(水=1):2.152
溶解性:易溶于水,同時放出大量的熱,其水溶液呈堿性。
主要用途:用作中和藥劑,可去除磷酸鹽、氟離子、硫酸鹽等
其它理化性質:無
2.2 反應機理
鉛酸蓄電池行業(yè)鉛酸污水日常pH值在2.0-2.5左右,鉛濃度在5ppm-10ppm,處理流程為傳統(tǒng)的化學混凝法,即采用燒堿(液堿)中和提高pH值形成氫氧化鉛,在絮凝劑(如聚合氯化鋁PAC)、混凝劑(聚丙烯酰胺PAM)共沉淀的作用下,來脫除污水中的鉛離子。為了達到國家要求的鉛排放濃度,往往需要將污水的pH值調高至10以上進行沉淀,固液分離后再對出水用稀硫酸反調pH至6-9。由于氫氧化鉛的兩性氫氧化物特性,其在pH>l0時會反溶,因此使用燒堿(液堿)處理含鉛廢水時,出水中鉛的濃度不穩(wěn),存在一定波動。其次由于使用燒堿中和后,水中增加了鈉鹽,處理后的出水直接作為回用水,存在設備鹽蝕、路面稍白等現象,往往需要通過反滲透或納濾系統(tǒng)進行深度處理方能進行回用。
新型水處理劑以蒙脫石(膨潤土提取物)為主要架構,兼具中和及吸附功能,A藥劑對水中的鉛進行高效吸附處理,B藥劑對污水進行迅速中和,同時取代絮疑劑,如聚合氯化鋁PAC或PAFS等。
蒙脫石作為一種2:1型層狀粘土礦物結構,層與層間沒有共用的氧或羥基,因而層與層之間的結合力很弱。由于組成蒙脫石的八面體片中發(fā)生類質同象置換使蒙脫石結構層具負電荷,層間必然出現相應數量的陽離子和水分子,具有很強的吸附能力和離子交換能力。利用改性蒙脫石為主要原料制成的A藥劑,采用弱堿性陰離子交換樹脂改性并柱撐,既使得蒙脫石具備一定弱堿性,可以調節(jié)溶液的pH至4-5利于鉛離子吸附,又可大幅擴大蒙脫石的層間距,大幅度提高其吸附交換容量。吸附劑對離子的吸附強度受吸附體系pH值的影響,在進行吸附處理時體系的pH值是必須考慮的重要參數之一。當溶液pH≤6.0,溶液中90%的鉛以Pb2+形式存在。當溶液的pH=7.0時溶液中Pb2+形式下降至76%。當溶液pH=8.5時溶液中Pb2+形式下降至4%,而Pb(OH)+則增加到55%以上。故使用A藥劑吸附鉛時,一般將其工作pH設定為3.0-4.0。而采用弱堿性陰離子此時溶液中鉛主要以Pb2+形式存在。此pH下A藥劑對鉛的吸附效率約為98%以上。
在使用A藥劑鉛酸廢水吸附處理后溶液中Pb2+形態(tài)的鉛98%以上被吸附去除,尚余極微量的Pb(OH)+。再使用B藥劑對溶液中殘余的微量Pb(OH)進行針對性吸附。為了提高Pb(OH)+的被吸附活性,B藥劑采用了強堿性陰離子樹脂改性,其工作pH一般為在7.0-8.0,在此情況下其對Pb(OH)+的吸附效率可達90%以上。
以上為A、B藥劑吸附脫除鉛的原理說明,相較燒堿單純的中和沉淀,其脫除效率要明顯優(yōu)異。
3、新型環(huán)保藥劑優(yōu)勢
(1)材料本身對重金屬吸附的優(yōu)異性能,出水中鉛含量優(yōu)于國家標準。
(2)材料改性后的疏水性,可以使得污泥含水率較低,污泥產生量低于燒堿和PAC聯用。
(3)由于陰離子交換樹脂可與鉛酸污水中的硫酸根離子進行交換,起到脫鹽的作用,因此處理后出水的電導率大大低于燒堿處理出水,較燒堿處理出水電導率可降低50%以上。
附:某電池廠原水分別使用液堿及藥劑處理實驗記錄:酸鉛廢水原水;處理項目Pb<0.5ppm;;日期2019.06.04;原水數據值:pH0.75,Pb(ppm)24.207。
實驗方案
1.取原水100ml,2份,分別做以下處理:
①用20%氫氧化鈉調節(jié)pH=8.0
?、谙扔?0%A藥劑調節(jié)pH=3-4,20%B藥劑調節(jié)pH=8.02,抽濾,稱量污泥濕重和干重,檢測上清鉛含量。
實驗結果
4、結語
總之,本文中重點介紹了一種可用于鉛酸廢水處理的新型環(huán)保藥劑,并對藥劑的主要成分及性質進行了分析,以及廢水處理的反應機理進行了詳盡的講解,同時還列舉了此藥劑的環(huán)保優(yōu)勢,表明此藥劑在鉛酸廢水處理中具有重要的應用價值。能夠有效的保護我國的良好環(huán)境。加強水資源的循環(huán)利用,把此藥劑在鉛酸廢水處理有效的運用到我們的生產生活當中去。(來源:浙江天能電池(江蘇)有限公司)
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