基于膜分離的鉛蓄電池生產廢水中水回用系統

葉軍民

【摘要】采用多介質過濾預處理系統，聯合中空UF膜系統與反滲透系統對鉛酸廢水進行處理并回收用于再生產，處理規模為500t/d，廢水總回收率大于65.8%。本方案處理流程短、用藥量少、操作方便，生產廢水經處理后能滿足生產工藝回用水質全部回用。

【關鍵詞】含鉛廢水；超濾；反滲透

2015 年，我國鉛蓄電池產量21000萬kVAh，占全世界總產值約1/3。鉛蓄電池生產過程排放一定量的含鉛廢水，1 kVAh廢水排放量約0.15 m3，鉛濃度2.2～97.7 mg/L，這些廢水如處理不當而排入水體，會造成嚴重的水污染。

根據《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）及地方環保管理要求，此類重金屬廢水經達標處理后，須回收利用，以期最大限度減少對環境的排放。本文針對某鉛蓄電池生產廢水處理任務，提出了雙膜處理工藝，實現廢水處理回用于生產的目的。

1.設計條件

1.1 設計進水水質

鉛蓄電池生產廢水采用中和沉淀處理后，出水可以滿足《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）一類污染物排放標準，但尚未達到回用水質要求，須作深度處理。原水水量20.8m3/hr，進水水質：電導率≤4000us/cm，pH 6～9 ，總鈣≤80，總鋅≤2.0 mg/L，總鐵≤1.5 mg/L，SS≤30 mg/L，COD≤60 mg/L，氨氮≤40 mg/L，TP≤1.0 mg/L，進水溫度25℃～35℃。

1.2 出水指標及執行標準

廢水總回收率≥65.8 %，日回用水量≥329 m3/d。

出水達到生產回用水產水技術指標：

脫鹽率≥95 %，電導率≤200 us/cm，PH6-6.5；

產水收率≥64.35 %，濁度≤0.01，出水溫度To：25 ℃～35 ℃；

RO系統級數1 級，RO膜清洗周期≥15 天；

機械過濾器反沖洗頻率約1 次/7 天，反沖洗時間約10 min/次。

2.處理工藝

2.1 工藝流程

隨著膜技術的發展，經反滲透處理的中水滿足生產回用水要求并得到廣泛應用。但反滲透對進水水質要求很高，中水進入反滲透更要求有效的預處理。

水質指標分析表明，蓄電池生產水含鹽量稍高，電導率2500 us/cm左右，表現出一定的結垢傾向。而水質回用則要求較低的電導率（≤200 us/cm），因此預處理的重點在于去除懸浮物以及鐵離子 ，再利用RO進行脫鹽及鉛，從而確保水質達到生產回用水要求。

根據產水水質的要求，在整個資源化處理系統共分為四個單元：預處理單元、超濾單元、反滲透單元、濃水單元。

2.2 流程說明

（1）預處理單元

廢水從原水出水池取水，全部廢水通過既有輸送泵進入“預處理單元”。預處理單元采用“多介質過濾器”工藝去除大部分懸浮物，并能脫除部分COD和已經形成沉淀的部分金屬離子，減輕后續的處理負荷，發揮最大的去除SS作用。

（2）超濾處理單元

經過預過濾的出水，進入超濾膜系統。超濾系統采用全量過濾方式運行，進水通過輸水泵泵入外壓式膜組件，產水全部進入超濾產水緩沖池。

（3）反滲透單元

反滲透裝置是本系統中最主要的脫鹽裝置，反滲透系統利用反滲透膜的特性來除去水中絕大部分可溶性鹽分、膠體、有機物及微生物。經過預處理后合格的預處理出水進入膜組件，水分子通過膜層，經收集管道集中后，通往產水管再注入中間水箱；反之不能通過的就經由另一組收集管道集中后通往濃水排放管，排出系統之外。

（4）濃水處理單元

本方案增設濃水多元物化處理系統，通過鐵碳微電解、混凝沉淀等多元處理，降低濃水鹽度和有機物含量，處理后的濃水再次返回雙膜處理系統。

3.工藝可行性分析

經工程2年多運行實踐，處理出水的總鉛、電導率、COD、氨氮等指標均達到冷卻沖洗等生產用水標準，因此，系統出水完全回用于生產。

資源化處理工程規模為500 t/d，總投資為216 萬元，包括處理構筑物、超濾、反滲透膜及其附屬設備機電設備等。

按地方工業用水價格為4.55 元/m3計，總資源回收收益為54.05 萬元，而年運行費用為53.9 萬元。因此，雙膜資源化工藝在經濟性上是可行的。

4.結語

（一）針對鉛蓄電池生產廢水特性，采用采多介質過濾預處理，聯合中空UF膜系統與反滲透系統，處理后全部回用，實現零排放。

（二）技術經濟分析表明，中水回用的資源回收收益等于小于其運行成本，具有可行性與經濟性。

（三）本工藝流程不僅消除了鉛蓄電池生產廢水的污染問題，同時可推廣應用于冶金、電鍍等行業的無機類重金屬廢水治理領域。

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