蓄電池生產(chǎn)含鉛廢水處理與回用

江西省南昌市某蓄電池生產(chǎn)企業(yè)，主要從事電動(dòng)助力車(chē)用蓄電池技術(shù)研究、生產(chǎn)制造與銷(xiāo)售，同時(shí)也輔助生產(chǎn)滑板車(chē)、汽車(chē)、摩托車(chē)的電池，產(chǎn)品有二十多種。公司總投資5054.92萬(wàn)元，建設年產(chǎn)100萬(wàn)只高能電動(dòng)車(chē)亞膠體蓄電池組裝項目。投產(chǎn)后產(chǎn)生的廢水主要有生產(chǎn)廢水和生活污水。由于組裝過(guò)程中廢水產(chǎn)生量較少，生產(chǎn)廢水主要來(lái)源于配酸、充電臺沖洗水、車(chē)間地面沖洗廢水等。廢水中主要為重金屬鉛含量超標及酸過(guò)量導致廢水pH過(guò)低。鉛是一類(lèi)重金屬污染物，該企業(yè)生產(chǎn)廢水如果不處理達標就直接排放，將對水環(huán)境造成嚴重污染，危害人體健康。

　　1　廢水組成及水質(zhì)

　　根據公司生產(chǎn)現狀，類(lèi)比同類(lèi)企業(yè)廢水排放狀況，污水站設計處理能力120m?/d。按照環(huán)境保護的有關(guān)規定以及地方政策需求，要求處理后的廢水水質(zhì)執行污水綜合排放標準(GB8978——1996)中的一級標準，同時(shí)要求廢水總鉛質(zhì)量濃度小于1.0mg/L。該企業(yè)廢水水質(zhì)及排放標準見(jiàn)表1。

　　2　工藝流程

　　2.1　工藝設計

　　該工藝主要為了去除水中的重金屬鉛及懸浮物固體并調節pH使達標排放，針對鉛酸廢水水質(zhì)特點(diǎn)確定采用混凝反應+斜板沉淀工藝，具體工藝流程如圖1所示。

　　2.2　工藝說(shuō)明

　　1)鉛酸廢水從車(chē)間通過(guò)自流進(jìn)入隔油沉淀池，隔油沉淀池采用平流結構，污水中粒徑較大的粒狀物質(zhì)和漂浮在水面上的油得到去除。往隔油沉淀池中投入一定量的碳酸鈣石，可以使廢水中的無(wú)機酸類(lèi)物質(zhì)與投入的碳酸鈣石發(fā)生化學(xué)沉淀反應，生成鈣鎂鹽類(lèi)沉淀物質(zhì)和CO2，廢水的pH將會(huì )大大的升高，減輕后續處理負擔，后續pH調節槽氫氧化鈉的投入量會(huì )很大的減少。

　　2)隔油沉淀池出水自流進(jìn)入調節池，調節池主要是用于調節水質(zhì)、穩定水量，能有效緩解水量不均、濃度不均所帶來(lái)的沖擊，保證后續的處理工序能連續、穩定、有效地運行。

　　3)調節池中的含鉛廢水由泵提升進(jìn)入一級pH調節槽，由堿液泵自動(dòng)計量氫氧化鈉投加量，向pH調節槽中泵入氫氧化鈉，調節廢水的pH在5.0左右。一級調節槽的出水溢流入PAC混凝反應槽，絮凝劑采用聚合氯化鋁，由計量泵投加，使水中難以沉淀的顆粒脫凝結、集聚，絮凝成較大的顆粒而沉淀，保證出水Pb濃度達標。PAC反應槽出水溢流進(jìn)入二級調節槽，由堿液泵自動(dòng)計量氫氧化鈉投加量，向pH調節槽中泵入氫氧化鈉，調節廢水的pH在9.5——10.5之間。三槽均設計了攪拌機。如若調節后pH不合格，二級pH調節槽出水回流至調節池。

　　4)二級pH調節槽出水溢流至斜板沉淀器，同時(shí)由計量泵控制投加PAM高分子助凝劑，使廢水中難以沉淀的顆粒脫凝結，集聚，成為較易沉降的絮凝物，改善污泥的脫水性能，加強污泥的沉降能力。

　　5)斜板沉淀器出水通過(guò)自流進(jìn)入回調槽，pH回調槽由自動(dòng)控制投藥計量泵投加藥劑硫酸，將出水pH調節在6——9之間。酸回調后的出水通過(guò)機械過(guò)濾器，主要功能是去除尾水夾帶的懸浮固體物，深度處理減小出水中鉛的濃度。

　　6)該公司設計了出水回用，回用設備采用了先進(jìn)的變頻供水控制技術(shù)，當水泵的流量變小時(shí)，水泵轉速降低，增大時(shí)轉速增大。變頻具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種切換功能。提高了運行的穩定性，同時(shí)節約能耗。

　　3　主要構筑物及設計參數

　　3.1　隔油沉淀池

　　隔油沉淀池采用鋼筋混凝土結構，數量1座，內表添加FRP防腐層，規格為2.5m×2m×2m。

　　3.2　調節池

　　調節池采用鋼筋混凝土結構，數量1座，內表添加FRP防腐層，規格為20m×2m×2m，有效容積60m?，停留時(shí)間為10h。配備污水提升泵2臺，1用1備，使用單級單吸離心泵，離心泵的吸入室，葉輪，壓出室三個(gè)部分采用非金屬材料，調節池的超聲波液位控制器控制離心泵的啟停。

　　3.3　斜板沉淀器

　　斜板反應器設計流量5m?/h，采A3鋼制自制，斜管設計為Φ=50的PP蜂窩管，安裝傾角60°，采用手動(dòng)排泥。

　　3.4　清水池

　　清水池采用鋼筋混凝土結構，數量1座，內表添加FRP防腐層，參數為3.5m×2m×2m。

　　pH調節槽Φ1000mm×1300mm、混凝反應槽Φ1000mm×1300mm采用PP自制，硫酸儲槽Φ840mm×1300mm采用PVC自制。

　　4　運行效果

　　該工藝設計采用NaOH溶液做沉淀劑，調節一級pH調節槽pH至5.0左右，控制二級pH調節槽pH在9.5——10.5之間。氫氧化鈉溶液由人工現場(chǎng)手動(dòng)攪拌配制，濃度為10%，通過(guò)pH儀表控制堿液泵向每級調節槽投加氫氧化鈉溶液，投加流量300mL/h，受pH儀表控制。混凝沉淀采用投藥計量泵投加PAC作為絮凝劑，采用投藥計量泵投加PAM作為助凝劑，均采用人工現場(chǎng)攪拌配制，投加量分別為90、10mg/L，均受一級氣動(dòng)水閥控制。處理效果及各處理單元對鉛的去除率分別見(jiàn)表2和表3。

　　5 　經(jīng)濟效益分析

　　該工程總投資約為86.42萬(wàn)元，其中土建費用20.55萬(wàn)元，設備材料費用53.11萬(wàn)元，設計、安裝、調試及人員培訓12.76萬(wàn)元。該污水處理工程運行成本為2.91元/m?廢水，其中電費109.66元/d，人工費180元/d，藥劑費約60.2元/d，合計349.2元/d。污水處理站建成后，每年減少COD排放量3366kg，減少總鉛排放量578.16kg。

　　另外，該工藝具有以下特點(diǎn)：1)處理工程占地面積較小、工程投資少、運行能源消耗不高，操作管理方便簡(jiǎn)單，工藝成熟、可靠、效果好、運行穩定;2)污水處理的過(guò)程各工序各設施可以根據水質(zhì)水量靈活地調節，能適應水質(zhì)水量的變化;3)工程使用的設備性能好，先進(jìn)可靠，采用自動(dòng)化控制，同時(shí)考慮管理的方便性、控制的靈活性，可運用一臺PLC來(lái)編程控制自動(dòng)化控制系統的核心組成，向PLC輸入現場(chǎng)信號，編制用戶(hù)程序來(lái)控制各執行器工作，按照工藝流程控制各個(gè)水泵和電動(dòng)閥門(mén)。

　　6　工程問(wèn)題及建議

　　1)整個(gè)污水處理站采用PLC作為中央控制器，控制系統在設備有問(wèn)題時(shí)，會(huì )發(fā)出警報聲，且機械設備故障的一般解決方案會(huì )出現在系統的屏幕上，所有控制參數的設定及修改均受密碼保護。

　　2)該企業(yè)的廢水經(jīng)處理達標后返回生產(chǎn)線(xiàn)使用，既可減少廢水的排放，又節約水資源，也節省經(jīng)濟成本。斜板沉淀器產(chǎn)生的污泥經(jīng)廂式壓濾機脫水干化后，送至冶煉廠(chǎng)處理回收其中的鉛，金屬資源重復利用，同時(shí)也保護了環(huán)境。

　　3)為保證污水站能正常穩定運行，操作人員要密切觀(guān)察清水池出水水質(zhì)的變化，并及時(shí)在現場(chǎng)取水做混凝沉淀實(shí)驗，按照出水顏色的深淺、沉淀的效果是否良好，對PAC、PAM加藥量進(jìn)行調整，以及必要時(shí)重新設置pH控制儀。

　　4)污水處理站運行時(shí)，操作人員要認真觀(guān)察斜管沉淀器的出水是否澄清，如果出水沉淀物比較多、渾濁，則需打開(kāi)排放污泥的閥門(mén)，排完全部的污泥。

　　7結論

　　1)工程調試實(shí)踐表明，該工藝運行效果良好，出水水質(zhì)達到排放標準，能夠高效去除廢水中的重金屬鉛污染物，去除率達到99.7%。

　　2)整個(gè)污水處理系統能夠按照儀表檢測信號和各個(gè)水池的液位信號自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉廢水處理系統，廢水處理工藝流程中各設備的運行狀態(tài)和系統運行參數均動(dòng)態(tài)顯示在屏幕上，同時(shí)對每臺設備都可以獨立進(jìn)行手動(dòng)控制，工藝設備先進(jìn)可靠。