超滤技术在含铅废水处理中的实际运用

黄强

（南通大恒环境工程有限公司，江苏南通 226014）

1 引言

近年来，随着我国工业的发展，含重金属废水的产生量日趋增多。含重金属废水会对人类健康和环境造成巨大威胁，因此，国家对含重金属废水的排放要求也越来越严格。

重金属元素是指在标准状况下，单质密度大于4 500 kg/m3的金属元素，常见的有汞、铬、铅等。重金属离子的去除，目前常见有化学沉淀法、生化法、吸附法等［1］，但在出水浓度要求很低的情况下，上述方法或操作严苛，或出水指标不稳定，因此整体处理效果往往不理想或存在瓶颈。近年来，随着膜技术的快速发展，出现了多种不同类型、不同过滤精度的膜过滤技术，如超滤、纳滤、反渗透等。其中，超滤是一种在低跨膜压力下工作的膜技术，过滤精度可达0.002～0.1 μm［2］，由于其具有高效率、易操作和节省空间的优点，使得其具有巨大的应用前景。本文通过对某钢丝绳企业运用超滤技术处理含铅废水情况的阐述，为相关实际运用提供参考借鉴。

2 项目概况

2.1 项目背景

该钢丝绳企业生产配置有1 条盘条酸洗磷化生产线以及15 条线材制品热处理酸洗磷化生产线，主要产品为弹簧钢丝，其生产过程中产生的含铅废水专一收集（铅属于一类污染物），单独处理。

2.2 水量和水质

本项目含铅废水850 t/d，水质具体情况见表1。

表1 含铅废水水质具体情况 mg/L

2.3 排放标准及回用要求

根据项目环评及相关环保要求，本项目pH、CODCr、石油类排放执行《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）表4 中三级标准；总铁参照《污水排入城市下水道水质标准》（GB/T 31962—2015）中B 等级标准值；总铅执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）表2 中一级A 标准，具体指标见表2。

表2 排放标准 mg/L

回用水质要求见表3。

表3 回用水质要求 mg/L

3 废水处理工艺及实际处理效果

3.1 工艺流程及主要设计参数

3.1.1 工艺流程

工艺流程见图1。

图1 工艺流程

3.1.2 主要设计参数简述

（1）含铅调节池HRT 18.5 h，前端设隔油区，后端调节区内设空气搅拌系统；（2）一级沉淀池，平流式，表面负荷0.59 m3/（m2·h），前端设加药区，调节pH 至8.5 再依次投加PAC，PAM；（3）二级沉淀池，平流式，表面负荷0.53 m3/（m2·h），前端设加药区，调节pH 至10.0［3］再依次投加PAC，PAM；（4）中间水池HRT 1.2 h，内设空气搅拌系统；（5）多介质过滤，成套设备，钢结构，φ1 200 mm，处理能力850 t/d，滤速8.7 m/s；（6）保安过滤，过水量850 t/d，内装PP 滤芯，过滤精度5 μm；（7）超滤系统，成套设备，处理能力850 t/d，循环错流，外压式PVDF 中空纤维膜，40 m2/支，共32 支，通量28～40 L/（m2·h）。

3.2 实际处理效果

项目实际运行调试后，二级沉淀池出水总铅实测浓度0.08～0.25 mg/L，活性炭过滤出水总铅实测浓度0.05～0.20 mg/L，超滤出水总铅实测浓度＜0.06 mg/L。

4 结论及注意事项

实际运行数据表明，针对含铅废水在进行“两级化学沉淀+多介质过滤+活性炭过滤”预处理后，再采用超滤技术进行深度过滤可以确保出水总铅稳定低于0.1 mg/L，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）表2 中一级A 标准，其对铅离子组成的胶体（0.05～0.1 μm 范围）［4］具有很好的拦截作用。

采用超滤技术处理含铅废水应注意如下事项：（1）超滤前端必须进行适当的预处理，防止膜污染堵塞降低通量，从而影响使用寿命。（2）前端采用化学沉淀法的，pH 值需控制在10.5 以下，尽量不超过10。因为目前市场上超滤膜材质pH 耐受性一般在2～10，过高会缩短使用寿命。（3）结合溶度积常数（KSP）综合考虑，排放浓度要求0.05 mg/L 以下的需慎重处理，建议预留反渗透系统位置。

时代在发展，超滤膜的材质、性能日新月异，其卓越的过滤性能势必成为今后含铅废水乃至其他含重金属废水处理技术相关研究的一大方向。