废水中铅深度处理达标排放的工艺方法与药剂

废水中铅的处理方法需根据铅的存在形态（离子态、络合态或颗粒态）、浓度及水质特点选择，以下是常见处理技术及其原理、应用场景等的详细介绍：

化学沉淀法

原理：通过投加化学药剂，使铅离子与药剂反应生成难溶性沉淀物，再通过沉淀或过滤去除。

1. 氢氧化物沉淀法

• 药剂：石灰（Ca (OH)₂）、氢氧化钠（NaOH）等碱剂。

• 反应机制：



• 关键点：

◦ pH 值为 9~11，此时 Pb (OH)₂溶解度Zui低。

◦ 若废水中存在其他金属离子（如 Fe³⁺、Cu²⁺），需控制 pH 避免共沉淀影响效果。

◦ 生成的沉淀物颗粒细小，常需投加絮凝剂（如聚合氯化铝 PAC）加速沉降。

• 应用场景：适用于高浓度含铅废水（浓度＞100 mg/L）的预处理，如蓄电池生产废水。

2. 硫化物沉淀法

• 药剂：硫化钠（Na₂S）、硫化氢（H₂S）等。

◦ PbS 溶解度（Ksp≈10⁻²⁸）远低于氢氧化物，除铅效率更高，可处理低浓度废水（＜10 mg/L）。

◦ 需控制硫化物投加量，过量易生成 HS⁻，导致二次污染；同时需调节 pH 至 7~9，避免 H₂S 气体逸出。

◦ 沉淀物颗粒细密，常与 Fe (OH)₃联用作为混凝剂，改善沉降性能。

• 应用场景：适用于电镀、冶炼行业含铅废水的深度处理。

吸附法

利用吸附剂的表面活性或孔隙结构，通过物理吸附、化学吸附或离子交换去除铅离子。

1. 活性炭吸附

• 原理：活性炭表面的官能团（如羟基、羧基）与铅离子形成化学键，或通过孔隙物理截留。

◦ 对低浓度铅（＜50 mg/L）去除效果较好，吸附容量受 pH 影响（ pH 5~7）。

◦ 活性炭再生困难，成本较高，常用于饮用水或废水深度处理。

2. 矿物及改性材料吸附

• 材料：沸石、膨润土、高岭土、改性氧化铝等。

• 案例：

◦ 改性膨润土通过阳离子交换吸附铅离子，吸附容量可达 50~100 mg/g，适用于矿山酸性废水。

◦ 羟基磷灰石（HAP）通过 Ca²⁺与 Pb²⁺的离子交换及表面络合去除铅，pH 适用范围广（4~9）。

离子交换法

利用离子交换树脂中的可交换离子与铅离子发生交换反应。

• 树脂类型：

◦ 阳离子交换树脂：如磺酸基（-SO₃H）树脂，通过 H⁺或 Na⁺与 Pb²⁺交换：

◦ 螯合树脂：含氨基、羧基等官能团，对铅离子选择性更高，如亚氨基二乙酸型树脂。

◦ 适用于低浓度铅废水（＜50 mg/L），出水浓度可降至 0.1 mg/L 以下，满足排放标准。

◦ 树脂饱和后需用强酸（如 HCl）或盐溶液（如 NaCl）再生，再生废液需进一步处理。

• 应用场景：电子工业、电镀废水的深度处理。

膜分离法

通过膜的选择透过性截留铅离子。

1. 反渗透（RO）

• 原理：在高压下，水分子透过半透膜，铅离子被截留。

◦ 对铅离子截留率＞99%，适用于低浓度废水（＜10 mg/L）的回用处理。

◦ 膜易受污染，需预处理去除悬浮物和有机物，运行成本较高。

2. 纳滤（NF）

• 对二价铅离子截留率＞90%，可同时去除其他重金属，适用于饮用水及工业废水处理。

生物处理法

利用微生物、植物或生物材料的代谢作用或吸附能力去除铅。

1. 微生物吸附

• 菌种：酵母菌、藻类、芽孢杆菌等。

• 原理：通过细胞表面的官能团（如羟基、氨基）与铅离子络合，或通过代谢产生硫化物形成 PbS 沉淀。

• 应用场景：适用于低浓度铅废水（＜20 mg/L），如矿区酸性废水的生态修复。

2. 植物修复

• 利用超富集植物（如蜈蚣草、印度芥菜）吸收土壤或废水中的铅，适用于低浓度、大面积污染场景。

联合处理技术

实际应用中常结合多种方法以提高效率，例如：

• 化学沉淀 + 吸附：先通过氢氧化物沉淀去除大部分铅，再用活性炭或改性材料深度吸附，适用于高浓度废水达标处理。

• 硫化物沉淀 + 膜分离：硫化物将铅转化为 PbS，过滤后通过纳滤进一步去除残留离子，适用于严格排放标准（如铅≤0.01 mg/L）的场景。

排放标准与选择建议

• 国家标准：《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）规定，一类污染物铅的Zui高允许排放浓度为 0.1 mg/L（新建企业）。

• 技术选择参考：

◦ 高浓度废水（＞100 mg/L）：优先化学沉淀法（氢氧化物或硫化物），配合絮凝沉淀。

◦ 中等浓度（10~100 mg/L）：硫化物沉淀或离子交换法。

◦ 低浓度（＜10 mg/L）：吸附法、膜分离或生物处理。

◦ 深度处理及回用：离子交换、纳滤或反渗透。

注意事项：处理后的污泥（如 Pb (OH)₂、PbS）属于危险废物，需按《危险废物贮存污染控制标准》（GB 18597-2001）