超濾技術在含鉛廢水處理中的實際運用

黃強

（南通大恒環境工程有限公司，江蘇南通 226014）

1 引言

近年來，隨著我國工業的發展，含重金屬廢水的產生量日趨增多。含重金屬廢水會對人類健康和環境造成巨大威脅，因此，國家對含重金屬廢水的排放要求也越來越嚴格。

重金屬元素是指在標準狀況下，單質密度大于4 500 kg/m3的金屬元素，常見的有汞、鉻、鉛等。重金屬離子的去除，目前常見有化學沉淀法、生化法、吸附法等［1］，但在出水濃度要求很低的情況下，上述方法或操作嚴苛，或出水指標不穩定，因此整體處理效果往往不理想或存在瓶頸。近年來，隨著膜技術的快速發展，出現了多種不同類型、不同過濾精度的膜過濾技術，如超濾、納濾、反滲透等。其中，超濾是一種在低跨膜壓力下工作的膜技術，過濾精度可達0.002～0.1 μm［2］，由于其具有高效率、易操作和節省空間的優點，使得其具有巨大的應用前景。本文通過對某鋼絲繩企業運用超濾技術處理含鉛廢水情況的闡述，為相關實際運用提供參考借鑒。

2 項目概況

2.1 項目背景

該鋼絲繩企業生產配置有1 條盤條酸洗磷化生產線以及15 條線材制品熱處理酸洗磷化生產線，主要產品為彈簧鋼絲，其生產過程中產生的含鉛廢水專一收集（鉛屬于一類污染物），單獨處理。

2.2 水量和水質

本項目含鉛廢水850 t/d，水質具體情況見表1。

表1 含鉛廢水水質具體情況 mg/L

2.3 排放標準及回用要求

根據項目環評及相關環保要求，本項目pH、CODCr、石油類排放執行《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）表4 中三級標準；總鐵參照《污水排入城市下水道水質標準》（GB/T 31962—2015）中B 等級標準值；總鉛執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）表2 中一級A 標準，具體指標見表2。

表2 排放標準 mg/L

回用水質要求見表3。

表3 回用水質要求 mg/L

3 廢水處理工藝及實際處理效果

3.1 工藝流程及主要設計參數

3.1.1 工藝流程

工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

3.1.2 主要設計參數簡述

（1）含鉛調節池HRT 18.5 h，前端設隔油區，后端調節區內設空氣攪拌系統；（2）一級沉淀池，平流式，表面負荷0.59 m3/（m2·h），前端設加藥區，調節pH 至8.5 再依次投加PAC，PAM；（3）二級沉淀池，平流式，表面負荷0.53 m3/（m2·h），前端設加藥區，調節pH 至10.0［3］再依次投加PAC，PAM；（4）中間水池HRT 1.2 h，內設空氣攪拌系統；（5）多介質過濾，成套設備，鋼結構，φ1 200 mm，處理能力850 t/d，濾速8.7 m/s；（6）保安過濾，過水量850 t/d，內裝PP 濾芯，過濾精度5 μm；（7）超濾系統，成套設備，處理能力850 t/d，循環錯流，外壓式PVDF 中空纖維膜，40 m2/支，共32 支，通量28～40 L/（m2·h）。

3.2 實際處理效果

項目實際運行調試后，二級沉淀池出水總鉛實測濃度0.08～0.25 mg/L，活性炭過濾出水總鉛實測濃度0.05～0.20 mg/L，超濾出水總鉛實測濃度＜0.06 mg/L。

4 結論及注意事項

實際運行數據表明，針對含鉛廢水在進行“兩級化學沉淀+多介質過濾+活性炭過濾”預處理后，再采用超濾技術進行深度過濾可以確保出水總鉛穩定低于0.1 mg/L，達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）表2 中一級A 標準，其對鉛離子組成的膠體（0.05～0.1 μm 范圍）［4］具有很好的攔截作用。

采用超濾技術處理含鉛廢水應注意如下事項：（1）超濾前端必須進行適當的預處理，防止膜污染堵塞降低通量，從而影響使用壽命。（2）前端采用化學沉淀法的，pH 值需控制在10.5 以下，盡量不超過10。因為目前市場上超濾膜材質pH 耐受性一般在2～10，過高會縮短使用壽命。（3）結合溶度積常數（KSP）綜合考慮，排放濃度要求0.05 mg/L 以下的需慎重處理，建議預留反滲透系統位置。

時代在發展，超濾膜的材質、性能日新月異，其卓越的過濾性能勢必成為今后含鉛廢水乃至其他含重金屬廢水處理技術相關研究的一大方向。