電池生產(chǎn)中的廢水主要來(lái)源有電池生產(chǎn)線清洗漿料的廢水;調(diào)配漿料中灑漏的藥劑廢水;清洗生產(chǎn)地面的廢水。電池生產(chǎn)中的廢水含有大量的Zn2+， Mn2+， Hg2+等重金屬離子，不加治理排放，將對(duì)環(huán)境造成污染。針對(duì)電池生產(chǎn)工業(yè)廢水，治理方法有：

化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是向廢水中投加某些化學(xué)物質(zhì)，使它和廢水中欲去除的污染物發(fā)生直接的化學(xué)反應(yīng)，生成難溶于水的沉淀物而使污染物分離除去的方法。

由于化學(xué)法普遍要加入大量的化學(xué)藥劑，并成為沉淀物的形式沉淀出來(lái)。這就決定了化學(xué)法處理后會(huì)存在大量的二次污染，如大量廢渣的產(chǎn)生，而這些廢渣的處理目前尚無(wú)較好的處理處置方法，所以對(duì)其在工程上的應(yīng)用和以后的可持續(xù)發(fā)展都存在巨大的負(fù)面作用。

在一個(gè)有多種離子的溶液中，如果其中兩種離子A+、B—能化合成難溶化合物AB，則可能出現(xiàn)以下3種情況之一：①[A+][B-]KAB。當(dāng)[A+][B-]

廢水中有很多種離子都可以采用以上的原理從水中沉淀去除，工業(yè)廢水中常見的危害性很大的一些重金屬(如Hg、Zn、Cd、Pb、Cu等)離子和某些非金屬(如As、F等)都可采用化學(xué)沉淀法去除。

化學(xué)沉淀法的工藝流程和設(shè)備與化學(xué)混凝法相類似，包括：①化學(xué)藥劑(沉淀劑)的配制和投加設(shè)備;②混合反應(yīng)裝置，③使沉淀物與水分離的設(shè)備(沉淀池或氣浮池等)。

根據(jù)使用的沉淀劑的不同，化學(xué)沉淀法可分為氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法和鋇鹽沉淀法等，沉淀劑的用量一般不超過理論用量的20%～50%。

微濾法

微濾又稱微孔過濾，它屬于精密過濾，截留溶液中的砂礫、淤泥、黏土等顆粒和賈第蟲、隱抱子蟲、藻類和一些細(xì)菌等，而大量溶劑、小分子及少量大分子溶質(zhì)都能透過膜的分離過程。

基本原理是篩分過程，操作壓力一般在0.7-7kPa，原料液在靜壓差作用下，透過一種過濾材料。過濾材料可以分為多種，比如折疊濾芯、熔噴濾芯、布袋式除塵器、微濾膜等。透過纖維素或高分子材料制成的微孔濾膜，利用其均一孔徑，來(lái)截留水中的微粒、細(xì)菌等，使其不能通過濾膜而被去除。

決定膜的分離效果的是膜的物理結(jié)構(gòu)，孔的形狀和大小。

微孔膜的規(guī)格目前有十多種，孔徑范圍為0.1～75μm，膜厚120～150µm。

膜的種類有：混合纖維酯微孔濾膜;硝酸纖維素濾膜;聚偏氟乙烯濾膜;醋酸纖維素濾膜;再生纖維素濾膜;聚酰胺濾膜;聚四氟乙烯濾膜以及聚氯乙烯濾膜等。

微濾技術(shù)常用于電子工業(yè)、半導(dǎo)體、大規(guī)模集成電路生產(chǎn)中使用的高純水等的進(jìn)一步過濾。

微濾法是利用多孔材料的攔截能力，以物理截留的方式去除水中一定大小的雜質(zhì)顆粒。在壓力驅(qū)動(dòng)下，溶液中水、有機(jī)低分子、無(wú)機(jī)離子等尺寸小的物質(zhì)可通過纖維壁上的微孔到達(dá)膜的另一側(cè)，溶液中菌體、膠體、顆粒物、有機(jī)大分子等大尺寸物質(zhì)則不能透過纖維壁而被截留，從而達(dá)到篩分溶液中不同組分的目的。該過程為常溫操作，無(wú)相態(tài)變化，不產(chǎn)生二次污染。

微濾也是利用微濾膜的篩分機(jī)理，在壓力驅(qū)動(dòng)下，截留直徑在0.1～1μm之間的顆粒，如懸浮物、細(xì)菌、部分病毒及大尺寸膠體，多用于給水預(yù)處理系統(tǒng)。

電解法

電解法的原理是重金屬離子在陰極表面得到電子而被還原為金屬。電解法處理廢水一般無(wú)需加入很多化學(xué)藥品，后處理簡(jiǎn)單、占地面積小、管理方便、污泥量小，所以被稱為清潔處理法。而且這種方法可直接得到純金屬。但簡(jiǎn)單的單陰/陽(yáng)極體系，陰極電流效率低，沉積速度慢，尤其是對(duì)于Pb2+，由于其標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-0.126 V(vs.SCE)，在稀溶液中電解時(shí)，因濃差極化而使鉛的析出電位變得更負(fù)，在電解過程中有大量氫氣析出，而使其電流效率不高，并且難于實(shí)現(xiàn)深度凈化，因此對(duì)其進(jìn)行研究難度較大。

三維電解的提出是電解法的革新。三維電極電解法通過增大電極表面積實(shí)現(xiàn)低電流密度下電解，減小了濃差極化，從而提高了電流效率。目前使用三維電極電解處理廢水中的Cu2+已經(jīng)取得了較好的效果，并已應(yīng)用于實(shí)踐中。國(guó)內(nèi)對(duì)于三維電極電解Pb2+的研究還未見報(bào)道，但在國(guó)外已經(jīng)取得一定進(jìn)展。R.C.Widener等使用網(wǎng)狀玻璃炭電極對(duì)酸性含鉛廢水進(jìn)行了研究，在-0.8 V(vs.SCE)的電位下，使用0.5 mol/L硼酸作緩沖溶液，分別研究了陰極孔隙率和流速的影響，得出最佳條件是陰極孔隙率80 ppi，流速240L/h。可使初始濃度為50 mg/L的含鉛廢水降至0.1mg/L，電流效率還可達(dá)到14%�？梢妼�(duì)于鉛離子的電解并不像人們?cè)缙谒J(rèn)識(shí)的無(wú)法實(shí)現(xiàn)深度凈化。

另外，C. Ponce De Leon等研究了Cl-、NO-3、SO2-4等陰離子對(duì)電解鉛的影響，發(fā)現(xiàn)在NO-3介質(zhì)中，Pb2+最容易被還原。

筆者目前正在從事低濃度含鉛廢水深度凈化的研究，使用零極距單膜電解裝置，找到了一種有效且價(jià)廉的三維電極材料———泡沫銅，并首次應(yīng)用脈沖電源對(duì)含鉛廢水進(jìn)行電解，取得了令人滿意的效果。

在實(shí)驗(yàn)中以泡沫銅為陰極材料，石墨為陽(yáng)極材料，使用0.5 mol/L硼酸作為緩沖溶液，分別使用普流直流電源和脈沖電源對(duì)低濃度含鉛廢水進(jìn)行了電解研究，發(fā)現(xiàn)采用脈沖電源進(jìn)行電解有效地減少了濃差極化，從而大大提高了電流效率。得到的最佳實(shí)驗(yàn)條件為流速40 L/h、脈沖頻率1000 Hz、占空比20、峰流4.8 A，在此條件下，對(duì)初始濃度為100 mg/L的含鉛廢水，處理后可降到1 mg/L左右，電流效率可達(dá)20%。

使用電解法處理電池生產(chǎn)含鉛廢水難度較大，但從國(guó)外的研究可以看出，電解法處理含鉛廢水是一種很有潛力的方法，國(guó)內(nèi)應(yīng)引起重視并開展研究。

電滲析法

電滲析法(electrodialysis【ED】)指的是在外加直流電場(chǎng)的作用下，利用陰離子交換膜和陽(yáng)離子交換膜的選擇透過性，使一部分離子透過離子交換膜而遷移到另一部分水中，從而使一部分水淡化而另一部分水濃縮的過程。

電滲析器中交替排列著許多陽(yáng)膜和陰膜，分隔成小水室。當(dāng)原水進(jìn)入這些小室時(shí)，在直流電場(chǎng)的作用下，溶液中的離子就作定向遷移。陽(yáng)膜只允許陽(yáng)離子通過而把陰離子截留下來(lái);網(wǎng)膜只允許陰離子通過而把陽(yáng)離子截留下來(lái)。結(jié)果佼這些小室的一部分變成含離子很少的淡水室，出水稱為淡水。而與淡水室相鄰的小室則變成聚集大量離子的濃水室，出水稱為濃水。從而使離子得到了分離和濃縮，水便得到了凈化。

電滲析和離子交換相比，有以下異同點(diǎn)：

(1)分離離子的工作介質(zhì)雖均為離子交換樹脂，但前者是呈片狀的薄膜，后者則為圓球形的顆粒;

(2)從作用機(jī)理來(lái)說(shuō)，離子交換屬于 離子轉(zhuǎn)移置換，離子交換樹脂在過程中發(fā)生離子交換反應(yīng)。而電滲析屬于離子截留置換，離子交換膜在過程中起離子選擇透過和截阻作用。所以更精確地說(shuō)，應(yīng)該把離子交換膜稱為離子選擇性透過膜;

(3)電滲析的工作介質(zhì)不需要再生，但消耗電能;而離子交換的工作介質(zhì)必須再生，但不消耗電能。 電滲析法處理廢水的特點(diǎn)是;不需要消耗化學(xué)藥品，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。

活性污泥法

活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法�；钚晕勰喾ㄊ窍驈U水中連續(xù)通入空氣，經(jīng)一定時(shí)間后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團(tuán)為主的微生物群，具有很強(qiáng)的吸附與氧化有機(jī)物的能力。

activatedsludgeprocess污水生物處理的一種方法。該法是在人工充氧條件下，對(duì)污水和各種微生物群體進(jìn)行連續(xù)混合培養(yǎng)，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有機(jī)污染物。然后使污泥與水分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統(tǒng)。

影響活性污泥過程工作效率(處理效率和經(jīng)濟(jì)效益)的主要因素是處理方法的選擇與曝氣池和沉淀池的設(shè)計(jì)及運(yùn)行。

流程和原理

典型的活性污泥法是由曝氣池、沉淀池、污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排除系統(tǒng)組成。

污水和回流的活性污泥一起進(jìn)入曝氣池形成混合液。從空氣壓縮機(jī)站送來(lái)的壓縮空氣，通過鋪設(shè)在曝氣池底部的空氣擴(kuò)散裝置，以細(xì)小氣泡的形式進(jìn)入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，還使混合液處于劇烈攪動(dòng)的狀態(tài)，形懸浮狀態(tài)。溶解氧、活性污泥與污水互相混合、充分接觸，使活性污泥反應(yīng)得以正常進(jìn)行。

第一階段，污水中的有機(jī)污染物被活性污泥顆粒吸附在菌膠團(tuán)的表面上，這是由于其巨大的比表面積和多糖類黏性物質(zhì)。同時(shí)一些大分子有機(jī)物在細(xì)菌胞外酶作用下分解為小分子有機(jī)物。

第二階段，微生物在氧氣充足的條件下，吸收這些有機(jī)物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供給自身的增殖繁衍�；钚晕勰喾磻�(yīng)進(jìn)行的結(jié)果，污水中有機(jī)污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增長(zhǎng)，污水則得以凈化處理。

經(jīng)過活性污泥凈化作用后的混合液進(jìn)入二次沉淀池，混合液中懸浮的活性污泥和其他固體物質(zhì)在這里沉淀下來(lái)與水分離，澄清后的污水作為處理水排出系統(tǒng)。經(jīng)過沉淀濃縮的污泥從沉淀池底部排出，其中大部分作為接種污泥回流至曝氣池，以保證曝氣池內(nèi)的懸浮固體濃度和微生物濃度;增殖的微生物從系統(tǒng)中排出，稱為“剩余污泥”。事實(shí)上，污染物很大程度上從污水中轉(zhuǎn)移到了這些剩余污泥中。

活性污泥法的原理形象說(shuō)法：微生物“吃掉”了污水中的有機(jī)物，這樣污水變成了干凈的水。它本質(zhì)上與自然界水體自凈過程相似，只是經(jīng)過人工強(qiáng)化，污水凈化的效果更好。

離子交換法

離子交換法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質(zhì)的方法，應(yīng)用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等。離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動(dòng)的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來(lái)實(shí)現(xiàn)的。推動(dòng)離子交換的動(dòng)力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對(duì)離子的親和能力。

太原車輛段蓄電池車間已將離子交換法應(yīng)用于實(shí)際含鉛廢水的處理中，處理后的含鉛廢水可以達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，并通過使用NH4COOH為再生劑，實(shí)現(xiàn)了資源回用。楊明德等用環(huán)氧型弱堿性離子交換樹脂對(duì)深度除鉛進(jìn)行了研究，處理后鉛的濃度可低達(dá)0.2 mg/L。張寶文等使用兩性螯合離子交換纖維對(duì)鉛的吸附性能研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)固液相比為1∶100時(shí)Pb2+的去除率幾乎是100%。此外，王永江等研究了氨基磷酸樹脂對(duì)鉛的吸附性能，發(fā)現(xiàn)其吸附容量大，易再生，可望成為一種廢水處理及回收鉛的有效新途徑。

除了應(yīng)用交換樹脂外，曹偉等對(duì)使用天然礦物沸石來(lái)與鉛進(jìn)行離子交換進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:pH值在5—10之間除鉛效果最好，而且，處理劑用量越大、細(xì)度越細(xì)、處理時(shí)間越長(zhǎng)，鉛的去除率越高。

離子交換法處理鉛離子是較為理想的方法之一，不但占地面積小、管理方便、鉛離子脫除率很高，而且處理得當(dāng)可使再生液作為資源回收，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。缺點(diǎn)是離子交換法的一次性投資比較大，且再生問題也存在一定的困難。國(guó)內(nèi)外都在積極開展再生液的資源化技術(shù)研究，這也是離子交換技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

液膜法

乳狀液膜技術(shù)是20世紀(jì)60年代末開發(fā)的新型分離技術(shù)。1987年，奧地利的Draxler等科學(xué)家采用液膜法，從粘膠廢液中成功地回收了鋅，液膜分離技術(shù)才進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。

梁舒萍等用煤油-檸檬酸乳狀液膜體系，對(duì)含鉛100 mg/L的水樣處理后，鉛去除率可達(dá)94%;而Biehl等和Christensen等采用了二苯并-18-冠-6(王冠醚)作為萃取載體，具有較高的選擇性及提取率，但是這種載體價(jià)格較為昂貴，很難應(yīng)用到工業(yè)過程中去。魏振樞等選擇磷酸三丁酯(TBP)作為萃取載體，Span 80、LI13B作為乳化劑，對(duì)鉛濃度為6.04×10-4mol/L的廢水溶液進(jìn)行優(yōu)化處理，鉛濃度可降至6.14×16-6mol/L，萃取率達(dá)99%以上。

另有文獻(xiàn)報(bào)道，在室溫下，使用十二烷基苯磺酰胺喹啉在pH=7.9時(shí)，可近乎完全萃取鉛離子，單級(jí)萃取率可達(dá)98%。此外，以Span 80-煤油-液體石蠟-NaOH液膜體系分離水中的鉛，初始濃度為50mg/L的鉛溶液，經(jīng)處理后鉛濃度可降至1 mg/L以下。

乳化液膜具有選擇性專一、傳質(zhì)通量大及流動(dòng)性好等特點(diǎn)，使之適于含鉛離子的工業(yè)廢水的連續(xù)處理。液膜法處理含鉛離子廢水，既凈化了水質(zhì)，又富集回收了金屬離子，起到雙重功效。但由于液膜技術(shù)難度大，用于制備乳化液膜的表面活性劑品種少、性能差、破乳技術(shù)不過關(guān)等，都阻礙了該法的工業(yè)化。目前，國(guó)內(nèi)已對(duì)含鉛廢水的液膜處理方法進(jìn)行了研究，但普遍停留在實(shí)驗(yàn)室階段。今后在加強(qiáng)表面活性劑的開發(fā)工作中，應(yīng)盡量不局限于模擬水而與工業(yè)廢水接軌，使液膜技術(shù)真正應(yīng)用到鉛的工業(yè)廢水的處理中。

生物吸附法

凡具有從溶液中分離金屬能力的生物體或其衍生物都稱為生物吸附劑。生物吸附劑主要是菌類、淀粉、纖維以及藻類等。生物吸附又可分為死體吸附和活體吸附，其中生物死體表現(xiàn)出和金屬更強(qiáng)的結(jié)合性，死體細(xì)胞也有無(wú)需供應(yīng)細(xì)胞生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)及不受環(huán)境的影響等優(yōu)點(diǎn)，因此，生物死體吸附目前將更引起人們的重視。

對(duì)于生物吸附法處理含鉛廢水，國(guó)內(nèi)外都有較多研究，但國(guó)內(nèi)普遍處于實(shí)驗(yàn)室階段。趙玲等用海洋赤潮生物原甲藻的活體和死體對(duì)Pb2+及其他離子的吸附能力進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)證明，金屬離子混合液原甲藻吸附30 min后，各離子的濃度顯著下降且達(dá)到平衡，藻類對(duì)Pb2+的富集作用最大，對(duì)Zn2+，Cd2+富集作用較小。莫鍵偉等用綠藻對(duì)Pb2+的吸附能力進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)綠藻對(duì)Pb2+吸附也具有顯著的效果。另有資料表明，用絲狀真菌干粉處理含Pb2+的工業(yè)廢水，在pH=7時(shí)，可除去98%的鉛。張志杰等采用復(fù)合的水生生態(tài)系統(tǒng)對(duì)含鉛等金屬離子的廢水進(jìn)行了研究，系統(tǒng)內(nèi)的細(xì)菌、藻類、原生動(dòng)物、水生植物如鳳眼蓮或魚類，在污染物的凈化中起著不同的作用，協(xié)同完成對(duì)污染物的吸收積累、分解和凈化作用。楊越冬等對(duì)脫乙酰甲殼質(zhì)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)其吸附Pb2+容量大，且不吸附天然水中的Na+、Cl-等離子，不影響天然水的本底濃度，是污水處理的理想材料。使用生物材料處理和回收含鉛廢水的技術(shù)是既簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì)的治理方法，已經(jīng)引起了人們的重視。

生物材料對(duì)重金屬天然的親和力，可用以凈化濃度范圍較廣的鉛離子廢水以及混合的金屬離子廢水。其優(yōu)點(diǎn)有:受pH值影響小;不使用化學(xué)試劑;污泥量極少;無(wú)二次污染;排放水可回用;菌泥中金屬可回收且菌泥可用作肥料。生物吸附法將是廢水深度處理常用的方法。

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