某蓄電池公司位于江西省某工業(yè)園內(nèi)，該企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的酸性重金屬清洗廢水，該清洗廢水分為清洗涂板機(jī)產(chǎn)生的含鉛廢水、化成水洗工序極板水洗廢水及充放電水洗產(chǎn)生的廢水，清洗廢水偏酸性且含有重金屬鉛。該企業(yè)排放含鉛生產(chǎn)廢水130 m3/d。廢水水質(zhì)pH為1.0～3.0，SS約為125 mg/L，COD為125 mg/L，Pb為25 mg/L。

為使該廢水達(dá)標(biāo)排放，該企業(yè)確定建設(shè)一套污水處理裝置。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)pH為6.0～9.0，SS為70 mg/L，COD為100 mg/L，Pb為1.0 mg/L，要求出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中一級標(biāo)準(zhǔn)。

1 處理工藝流程及說明
 
1.1 廢水處理工藝
 
針對該公司生產(chǎn)廢水主要為Pb重金屬、懸浮物等的特點(diǎn)，采用“二級沉淀+生化+活性炭過濾”工藝處理其生產(chǎn)廢水。廢水首先進(jìn)入均化池，然后進(jìn)入一級沉淀系統(tǒng)。廢水經(jīng)反應(yīng)池1進(jìn)行反應(yīng)后，再進(jìn)沉淀池1沉淀，去除廢水中的大部分鉛；之后廢水進(jìn)二級沉淀系統(tǒng)，在去除廢水中磷的同時(shí)進(jìn)一步去除廢水中的鉛。經(jīng)二級沉淀后，廢水進(jìn)生物濾池，一方面降低廢水中的SS、COD，另一方面通過生物吸附進(jìn)一步去除廢水中的鉛，經(jīng)生物濾池后，廢水經(jīng)纖維活性炭吸附后回用或外排。

廢水處理工藝流程如圖 1所示。

 圖 1 廢水處理工藝流程

（1）廢水部分：生產(chǎn)廢水從車間內(nèi)各清水槽排出后進(jìn)入均化池，池內(nèi)設(shè)空氣攪拌，以儲存廢水并使之均質(zhì)均量。均化池出水經(jīng)提升泵泵入反應(yīng)池1，由pH自動(dòng)控制儀控制NaOH投加，控制廢水的pH范圍為10.0±0.5，后投加Na3PO4，進(jìn)一步沉淀廢水中的Pb重金屬離子，反應(yīng)后入沉淀池1進(jìn)行固液分離。經(jīng)固液分離后的廢水入反應(yīng)池2加PAC和PAM絮凝劑進(jìn)一步沉淀，后進(jìn)入沉淀池2再一次固液分離。從沉淀池2中出來的廢水入生物濾池、吸附塔及貯水池后達(dá)標(biāo)排放。

（2）污泥部分：來自于沉淀池1、2的污泥，由液位差排入污泥濃縮池，再經(jīng)螺桿泵泵入污泥脫水機(jī)，污泥濃縮池的上清液和污泥脫水機(jī)的濾液返回均化池。

（3）加藥部分：在反應(yīng)池1中投加NaOH、Na3PO4與原廢水充分混合反應(yīng)；在反應(yīng)池2中加入混凝劑PAC及助凝劑PAM進(jìn)一步沉淀廢水中的重金屬Pb。

（4）儀器、儀表、自控及配電部分：主要包括液位自控儀、流量計(jì)、泵自動(dòng)切換裝置、報(bào)警裝置等。

1.2 廢水處理工藝說明
 
（1）格柵井。設(shè)1套粗格柵和細(xì)格柵，材質(zhì)均為塑料，粗格柵1道，寬度為300 mm，有效柵隙b為16 mm；細(xì)格柵1道，寬度為300 mm，有效柵隙b為16 mm，尼龍網(wǎng)D≤2 mm。廢水首先經(jīng)過粗細(xì)兩道格柵，粗格柵設(shè)在進(jìn)水口處，以去除廢水中較大漂浮物，細(xì)格柵設(shè)置在提升泵房后，用于攔截廢水中的部分懸浮物。

（2）均化池。1座，采用鋼混結(jié)構(gòu)，做防腐處理，設(shè)計(jì)尺寸5.0 m×5.0 m×5.0 m。由于蓄電池生產(chǎn)廢水呈酸性，pH在3.0～5.0左右。均化池的作用能有效減緩水量不均、濃度不均所帶來的沖擊，保證后續(xù)處理連續(xù)、穩(wěn)定地運(yùn)行。

（3）反應(yīng)池1。1座，采用玻璃鋼結(jié)構(gòu)，做防腐處理，設(shè)計(jì)尺寸1.5 m×1.5 m×1.5 m。pH調(diào)節(jié)池1中調(diào)pH為10.0左右。原因是Pb（OH）2的溶度積為2.0×10-16，當(dāng)pH為9.5～10.5時(shí)，Pb（OH）2沉淀效果最佳，高于該pH，開始出現(xiàn)反溶現(xiàn)象，當(dāng)pH大于13時(shí)，沉淀完全溶解，低于該pH，則不能很好地形成 Pb（OH）2沉淀。另外Na3PO4水解過程中即向原水中提供OH-離子堿度，促使氫氧化鐵膠體析出增多，加速沉淀的進(jìn)行。另一方面，Na3PO4加入原水中后，水解產(chǎn)生的Na2HPO4在水中起絡(luò)合劑的作用，當(dāng)絡(luò)合物析出時(shí)，同時(shí)黏住水中原有的膠體雜質(zhì)，發(fā)生凝聚現(xiàn)象。因此Na3PO4加入，一方面發(fā)生凝聚現(xiàn)象，使混凝過程中產(chǎn)生一種粒度大，密度大和結(jié)實(shí)的礬花。易于下沉、又不易破碎。

（4）沉淀池1。1座，采用鋼結(jié)構(gòu)，做防腐處理，設(shè)計(jì)尺寸D 2.4 m×4.8 m。廢水中存在大量Pb（OH）2及Na3PO4起絡(luò)合作用黏住的膠體雜質(zhì)，在反應(yīng)池1中加PAM助凝劑，加速難溶物的絮凝，大部分Pb2+得以去除。

（5）反應(yīng)池2。1座，碳鋼結(jié)構(gòu)，做防腐處理，設(shè)計(jì)尺寸1.5 m×1.5 m×1.5 m。反應(yīng)池2的進(jìn)水為沉淀池1的出水，pH為11.0左右，加入混凝劑PAC及PAM進(jìn)一步除去水中懸浮物及未沉淀完全的難溶物，保證出水水質(zhì)重金屬離子Pb達(dá)標(biāo)。

（6）沉淀池2。1座，鋼結(jié)構(gòu)，做防腐處理，設(shè)計(jì)尺寸D 2.4 m×4.8 m。作用是為了除去反應(yīng)池2中生成的Pb（OH）2難溶物及大量懸浮物SS。

（7）生物濾池〔6〕。2座，鋼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計(jì)尺寸2.0 m×2.0 m×5.0 m。由于蓄電池廢水中還含有少量的有機(jī)物，工程采用氣水聯(lián)合反沖洗，即氣洗-氣水聯(lián)合洗-水漂洗去除廢水中的有機(jī)物質(zhì)，另外池中填料本身截留及表面微生物膜的絮凝作用，使得出水SS很低，不超過10 mg/L。

（8）蓄水池。1座，采用鋼混結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸3.5 m×3.5 m×4.0 m。蓄水池收集處理好的廢水，用于綠化和沖洗地面，剩余廢水通過標(biāo)準(zhǔn)化排污口排放至污水管網(wǎng)入工業(yè)園污水處理廠。

（9）纖維活性炭吸附塔。1座，采用鋼結(jié)構(gòu)，做防腐處理，設(shè)計(jì)尺寸D 1.5 m×2.0 m。出水經(jīng)過纖維活性炭吸附塔中的活性炭過濾，出水滿足國家標(biāo)準(zhǔn)排放要求。

（10）污泥池。1座，采用鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸 1.5 m×1.5 m×1.5 m。經(jīng)沉淀池1、2出來的含水固渣進(jìn)入污泥池，固體廢渣在污泥池中通過自身重力作用自然沉降。采用板框壓濾機(jī)對固渣進(jìn)行機(jī)械脫水。污泥經(jīng)螺桿泵泵入污泥脫水機(jī)，污泥濃縮池的上清液和污泥脫水機(jī)的濾液返回集水池。由于該泥餅含有重金屬離子，裝袋后外運(yùn)給有危廢處理資質(zhì)的公司處理。

2 主要設(shè)備材料
 
40FZS-18型耐腐蝕自吸式塑料泵4臺，2用2備。離心沉淀器1座，在沉淀池2內(nèi)安裝。SLS150-200型反沖洗水泵1臺，Q=260 m3/h，H=10.6 m，N= 15 kW。HSR50型工藝曝氣風(fēng)機(jī)2臺，1用1備，Q=0.75 m3/min，ΔP=49 kPa，N=1.5 kW。HSR150型反沖洗風(fēng)機(jī)1臺，Q=13.25 m3/min，ΔP=58.8 kPa，N=22 kW。XAY40/800-UB型板框壓濾機(jī)1臺，過濾溫度-5~ 80 ℃，過濾壓力≤0.6 MPa。G25-1型螺桿泵2臺，Q=2 m3/h，H=60 m，N=1.5 kW。80ZW-80-10型上清液泵1臺，Q=80 m3/h，H=8 m，N=5.5 kW。QJB1.5/6-260/3-960/C型攪拌機(jī)2臺。RCYB-1500/2型出水堰板2套。FMCSO304-105型浮球液位計(jì)2套。在線pH/T計(jì)3臺，自控裝置3套，電線電纜、配電及電控柜、管道閥門等若干。

3 工藝調(diào)試及運(yùn)行結(jié)果
 
該項(xiàng)目從調(diào)試到穩(wěn)定運(yùn)行歷時(shí)兩個(gè)月左右，處理效果明顯，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。2012年5月～ 7月平均進(jìn)出水水質(zhì)如表 1所示。

表 1 廢水水質(zhì)沿工藝流程的變化

 由表 1可見，蓄電池重金屬廢水經(jīng)兩次混凝沉淀處理以后，出水pH及總鉛以滿足污水《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中一級標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過“生化+活性炭過濾”處理以后，總鉛濃度進(jìn)一步降低，總鉛質(zhì)量濃度為0.10 mg/L，pH為6～9，COD為22.45 mg/L，BOD5為2.39 mg/L，SS為6.3 mg/L。

4 工程投資及運(yùn)行費(fèi)用
 
（1）工程投資。工程總投資合計(jì)336.5萬元。其中土建費(fèi)用與設(shè)備費(fèi)用合計(jì)306.5萬元。設(shè)計(jì)費(fèi)用與調(diào)試及人員培訓(xùn)費(fèi)共10萬元，其他費(fèi)用為20萬元。

（2）運(yùn)行成本分析。人工費(fèi)3人×2 000元/月。藥劑消耗費(fèi)：每日加10.0 kg Na3PO4·12H2O，合30.0元/d（以過量40%計(jì)），每日加50.0 kg PAC，合100.0元/d，每日加1.0 kg PAM，合30.0元/d，每日加50.0 kg堿，合150.0元/d。合計(jì)310元/d。

每天設(shè)備耗電量124.24 kW·h，電費(fèi)單價(jià)0.75元/（kW·h），耗電費(fèi)124.24×0.75=93.18元/d。

直接運(yùn)行費(fèi)：只考慮人工、藥耗和能耗，不計(jì)折舊，運(yùn)行費(fèi)為：人工+藥耗+能耗 =603元/d，合計(jì)15.98萬元/a。具體參見http://www.xhxdt.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

5 結(jié)論
 
（1）工程實(shí)踐表明：對含鉛生產(chǎn)廢水采用“二級沉淀+生化+活性炭過濾”組合工藝處理是合理可行的。該工藝成熟、可靠、運(yùn)行穩(wěn)定、操作管理方便。

（2）監(jiān)測結(jié)果表明：該工藝對重金屬Pb2+的去除率可達(dá)99.6%，各主要工藝處理單元均達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)功能和目標(biāo)。“二級沉淀+生化+活性炭過濾”組合工藝既有高效化學(xué)作用，又可以利用物理化學(xué)特性對污染物進(jìn)行有效凝聚和截留，通過二者有效結(jié)合去除廢水中的有機(jī)物、重金屬離子。

（3）廢水中的金屬離子經(jīng)中和后生成氫氧化物顆粒懸浮在水中，絮凝沉淀時(shí)投加PAM使水中懸浮微粒集聚變大或形成絮團(tuán)，從而加快粒子的聚沉，達(dá)到固液分離的目的。

（4）針對蓄電池重金屬廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，采用“二級沉淀+生化+活性炭過濾”組合工藝處理的思路是正確的。首先對酸性重金屬廢水進(jìn)行pH調(diào)節(jié)，使其處于理想的堿性環(huán)境，采用混凝沉淀去除廢水中的重金屬離子，沉淀出水再經(jīng)二次pH調(diào)節(jié)，出水水質(zhì)已基本滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，而“生化+活性炭過濾”工藝是為了確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)以及回用的深度處理。

（5）由于生產(chǎn)過程中對水質(zhì)要求不高，故部分廢水可回用涂板機(jī)清洗、化成水洗及充放電水洗等。廢水經(jīng)廠區(qū)內(nèi)污水處理站處理后即可滿足其使用要求，這樣可節(jié)約水資源，做到廢水資源化利用。