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鉛蓄電池行業含鉛廢水深度處理技術

    目前市場上出現了集中和、絮凝沉淀、過濾過程為一體的一步凈化器。例如，沈陽蓄電池廠新建的污水處理廠即采用此方法，將中和、絮凝、沉淀及過濾三步合為一步，通過一步凈化器來完成。一步凈化器占地少，節約能耗，使用和操作簡便，但它在處理含鉛廢水時也存在一些問題：一是含鉛廢水因pH值波動，在連續運行中會出現pH值控制滯后的現象，不容易在沉淀段控制到合適的pH值，從而使得鉛的沉淀效果不理想;二是中和沉淀后的廢水如果不經有效的過濾等工藝直接進入混凝沉淀處理的過程會因pH值的變化造成沉淀物的解析;三是廢水中的含鉛濃度在處理的過程中也會有變化，會使絮凝沉淀處理工藝的加藥量不容易掌握，從而導致排水中鉛的濃度不穩定。

    在鉛酸蓄電池的生產過程中，涂板工序、化成工序以及電池清洗工序會產生含鉛的重金屬廢水。鉛進入人體后，除部分通過糞便、汗液排泄外，其余在數小時后溶入血液中，阻礙血液的合成，導致人體貧血，出現頭痛、眩暈、乏力、困倦、便秘和肢體酸痛等;有的口中會有金屬味，以及動脈硬化、消化道潰瘍和眼底出血等癥狀。特別是兒童處于生長發育階段，對鉛比成年人更敏感，進入體內的鉛對神經系統有很強的親和力，故對鉛的吸收量比成年人高好幾倍，受害尤為嚴重。

    目前水資源嚴重短缺，大量工業用水使得本來就匱乏的淡水資源越來越少。鉛蓄電池企業排放的廢水雖然達到行業排放的規定，但廢水中仍然含有一定濃度的鉛，其排放到水體后仍然會對水體造成較大的污染，危害人的身體健康。

    將含鉛廢水深度處理后可使得處理后的廢水進行工藝的回用，有效的節約了水資源，同時還減少了含鉛污染廢水的排放，保護環境，所以對含鉛廢水進行深度處理意義重大。小孩鉛中毒則出現發育遲緩、食欲不振、行走不便和便秘、失眠;若是小學生，還伴有多動、聽覺障礙、注意力不集中、智力低下等現象。這是因為鉛進入人體后通過血液侵入大腦神經組織，使營養物質和氧氣供應不足，造成腦組織損傷，嚴重者可能導致終身殘廢。

    樹脂中含有羥基、羧基、氨基等活性基團可與重金屬離子進行螯合，形成網狀結構的籠形分子，因此能有效地吸附重金屬。其中殼聚糖及其衍生物是處理重金屬廢水的理想材料，許多學者對此研究甚多。王茹等[1]以工業級殼聚糖(脫乙酰度為83%)為吸附劑，去除水溶液中的Pb，在室溫條件下，處理質量濃度為100mg/L的Pb溶液時，最佳條件為：殼聚糖投加質量濃度2g/L、粒度20-40目、pH值6-8、吸附時間為15h，該條件下Pb的去除率高達997%以上，殘余Pb的質量濃度≤06mg/L。已達到國家廢水排放標準(≤10mg/L)的要求。近年來，對改性殼聚糖的研究也大量出現。

    根據國際理論和應用化學聯合會(IUPAC)定義，介孔材料指孔徑介于2～50nm的多孔材料。介孔材料具有長程結構有序、孔徑分布窄、比表面積大(>1000cm2/g)、孔隙率高且水熱穩定性好等優點。因此，介孔材料是當今國際上的研究熱點和前沿之一。近年來，研究者通過對材料進行化學修飾或改性處理，已制備出了諸多新型功能化介孔材料，對含Hg、Cu、Pb、Cd等的廢水治理展示了誘人前景。馬國正等[3]以十六烷基三甲基溴化銨為模板劑，合成了A1-MCM-41介孔分子篩，研究表明，Cd2+能定量吸附在A1-MCM-41分子篩上，最大吸附量為13686mg/g(Cd的初始質量濃度為400mg/L)。AMLiu等用氨基功能介孔材料SBA-15處理含重金屬廢水，結果顯示：SBA-15(NH2)對Cu2+、Zn2+、Cr3+均有很強的去除能力。目前利用新型高效介孔材料吸附劑處理重金屬廢水仍處于實驗研究階段，吸附劑的價格限制了其在工業上的應用。

    許多研究表明：活的微生物和死的微生物對重金屬離子都有較大的吸附能力，作為生物吸附劑的生物源能夠從低濃度的含重金屬離子的水溶液中吸附重金屬，且有實用價值的微生物容易獲得。趙玲等[4]用海洋赤潮生物原甲藻(Prorocentrum micans)的活體和甲醛殺死的藻體對Cu2+、Pb2+、Ni2+、Zn2+、Ag+、Cd2+的吸附能力進行研究，實驗證明：金屬離子混合液經原甲藻吸附30min后，各離子的濃度顯著下降且達到平衡，原甲藻的活體和死體對這6種金屬離子具有相似的吸附能力。生物吸附法目前尚處在實驗室研究階段，距離廣泛的工業應用還有一段距離。

    離子交換法靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現的。推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力。在對某些含鉛廢水的處理研究中，使用強酸性陽離子交換樹脂、在pH值50～52時，用磷酸樹脂對排放水進行離子交換處理，鉛含量可降到020～053mg/L;對離子交換工藝及相應工藝條件進行運行及考察后，發現含鉛量10mg/L的廢水經離子交換處理，排出水含鉛量為014～018mg/L，達到國家排放水質量標準[2]。然而，處理后的廢水出水水質不穩定，回用水水質不能滿足生產上工藝用水要求，亦帶來洗脫水的二次污染，此法在食品，制藥中應用較多。

    膜分離技術是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時，實現選擇性分離的技術，半透膜又稱分離膜或濾膜，膜壁布滿小孔，根據孔徑大小可以分為：微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)、反滲透膜(RO)等，膜分離都采用錯流過濾方式。

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