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1、草酸生产含铅废水处理工艺研究111223刘芬刘文华李方文刘国胜李小江娄涛(1湖南科技大学化学化工学院,湘潭411201;2株洲市环境保护研究院,株洲412000;3株洲市环境监测中心站,株洲412000)摘要采用化学沉淀法处理草酸生产中的含铅废水,对沉淀剂做了平行试验,并研究了pH对净化效果的影响。结果表明,在pH为7~10时,以Ca(OH)2与Na2S为沉淀剂处理该废水可改善沉淀物的沉降和过滤性能,铅的去除率达到9818%。据此设计了一套处理含铅废水的工艺并应用于实际工程。工程实践表明:使用该工艺处理含铅废水,废水总铅浓度可
2、由20~40mg/L降至0138~1184mg/L,铅去除率大于90%,出水达标率9117%~100%。关键词草酸生产含铅废水化学沉淀法沉淀剂铅对人体的神经系统、造血系统、消化系统和mg/L,其中难溶的PbSO4,PbC2O4约占70%,可溶肝、肾等器官危害较大。铅中毒会出现高度神经机性铅30%,废水外排,既浪费原料,又污染环境。能障碍,严重时会导致血管壁抗力降低,出现血管痉2废水处理方法与原理[1]挛等病症。5污水综合排放标准6(GB8978)含铅废水处理方法按铅在废水中的存在形态可1996)将铅列为第一类污染物严加控制,总
3、铅的最高分为化学沉淀法、凝聚沉淀法、氧化还原法、离子交允许排放浓度为1mg/L。[2]换法、铁氧体法等。含铅废水可产生于冶金、电池等许多工业部草酸含铅废水中铅的存在形态以PbSO4和[2]门。株洲市/九五0期间工业废水年均排铅16171t,PbC2O4为主,其溶解度分别为56mg/L和16mg/L,除有色金属工业外,草酸生产也是含铅废水来源之自然沉淀就能分离不溶性PbSO4,PbC2O4以及粒径一,该市铜塘港因长期接纳草酸生产废水,铅污染突较大的悬浮、胶体态颗粒。但铅盐溶解度随pH降出,监测结果表明:1999年铅塘港水总铅浓度
4、超标低而增加,由于草酸生产酸化过程加入硫酸,在酸性率100%(Ô类地表水标准总铅[0105mg/L),草酸条件下,水温50e时,废水中可溶性铅高达30%。生产含铅废水排放源被环境主管部门列为2000年单一物理方法难以取得满意的处理效果。为探讨不工业污染达标工作监管重点。为此,进行了该废水同方法对该废水的适用性,以化学沉淀法为基础,以处理工艺试验研究并应用于污染源治理,取得了满不同的沉淀剂改变废水中铅的存在形态,使之生成意的效果,草酸生产排铅总量大幅削减,车间排水达溶解度更小的物质离析出来并沉淀回收,降低废水标率在9117%以上
5、,近三年铜塘港水总铅浓度年均含铅量。所选工艺配置方案除处理出水达标排放值比处理工程实施前降低了70161%,地表水环境外,还须考虑沉淀物的沉降、脱水性,污泥量以及处质量得到明显改善。理成本等因素。1草酸生产与含铅废水化学沉淀法包括氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀[4]草酸,化学名乙二酸,是一种用途极广的化工原法、磷酸盐沉淀法等。料。草酸工业生产方法主要有甲酸钠法、碳水化合211化学沉淀法物氧化法、乙二醇氧化法、丙烯氧化法、一氧化碳偶21111氢氧化物沉淀法[3]联法等。我国目前小规模草酸生产广泛采用的是氢氧化物沉淀法是向废水中加入石
6、灰或苛性碱32+甲酸钠法。生产1t草酸产生含铅废水18~25m,等中和剂,使废水中Pb生成Pb(OH)2沉淀而除[5]废水水温40~50e,pH为3~5,总铅浓度20~40去,其反应式为:50给水排水Vol130No11120042+-Pb+2OH=Pb(OH)2
7、1000mL,置于2000mL烧杯中,用搅拌机先快搅-15(400r/min)2min,再慢搅(100r/min)5min,进行Pb(OH)2溶度积为3@10,易于沉淀,但铅的氢氧化物具两性,如废水碱性过强就可能生成氢静置沉淀试验,在不同静置时间测定上清液含铅量,氧
8、化铅络离子(如HPbO-结果见表1。2),使沉淀物溶解而影响处理效果,该法除铅的最佳pH较高且范围较窄,废水表1静置沉淀试验结果[2]水质波动会导致最佳pH的差异,因此,控制反应静置时间/min01020306090120的pH是本方法的关键。上清液含铅量/mg/L3516261419111518111691418157去除率/%025184613551667147316751921112硫化物沉淀法硫化物沉淀法是向废水中加入Na2S等沉淀剂,从表1可知,只将废水静置可使不溶性含铅颗使废水中Pb2+生成PbS沉淀[6],即:粒
9、(如PbSO4,PbC2O4等)沉淀分离。在1h内能去S2-+Pb2+=PbS
10、除废水中6714%的铅,延长静置时间,废水中铅的PbS溶解度很小,其溶度积为314@10-28,在热沉淀作用逐渐减弱,表明该废水中可溶性铅占有相水中几乎不溶,每除去1mgPb2+理论上需加入当比例
