污水处理技术篇：含铅废水处理工艺
铅常被用作电池、电镀、颜料、橡胶、农药、燃料等制造工业的原料。铅板制造工序排出的酸性废水（pH 3=1.5）中铅浓度最高，电镀废液产生的废水中铅浓度也较高。
铅是自然界中分布很广的一种元素，也是工业上常用的元素之一。铅和可溶性铅盐均有毒性。含铅废水对人体健康和动植物的生长有严重的危害，如果每日摄入的铅超过0.3-1.0mg，就会在人体内蓄积，引起贫血、神经炎等。随着工业技术的快速发展，工业废水中的重金属铅是一类污染物，国家排放标准明确规定含铅废水的排放标准为总铅1mg/L。
1.含铅废水的来源
含铅废水来源于各类电池车间、选矿厂、石油化工厂等，电池行业是含铅废水的主要来源，据悉，每生产一个电池造成4.54万吨的铅损失，其次是石油工业中汽油添加剂的生产。
铅虽然不像铜、镉那么常见，但却是工业废水中常见的成分，特别是电池厂在生产过程中会产生大量含铅废水，废水中铅含量超过国家标准百倍，对地下水源造成极大威胁，如果不处理随意排放，必然对环境和社会造成极大危害。
2.含铅废水处理工艺
目前，含铅废水处理应用最为广泛、成熟可靠的技术有：离子交换法、沉淀法、吸附法、电解法以及上述工艺的组合法。
1.离子交换法
离子交换的原理是利用离子交换剂分离废水中的有害物质，常用的离子交换剂有离子交换树脂、沸石等。离子交换是通过交换器携带的可自由移动的离子与被处理溶液中的离子进行交换而实现的。离子交换的驱动力是离子之间的浓度差和交换器上功能基团对离子的亲和力。
在炸药厂废水处理研究中，采用强酸阳离子交换树脂，在pH=5.0～5.2条件下，用磷酸盐树脂对出水进行离子交换处理，铅含量可降至0.20～0.53mg/L；在离子交换工艺及相应工艺条件的运行考察中，10mL铅废水经离子交换处理后出水铅含量为0.14～0.18mg/L，达到国家排放水质标准。采用氯甲基化交联聚苯乙烯氧化制备的含羧基弱酸树脂强酸阳离子交换树脂，在pH=2.5、流速为15h条件下，可处理700倍体积的树脂废水，出水量可达0.01mL以下。
离子交换除铅工艺的特点是：a.除铅彻底，工业含铅废水可达标排放。b.环境污染小，污泥少。c.离子交换树脂使用寿命5年以上，可再生重复使用。d.离子交换装置占地面积小。
2. 沉淀法
沉淀是工业处理含铅废水的重要工艺，主要分为化学沉淀和物理沉淀，化学沉淀法主要是选择适当的化学沉淀剂，使铅离子转化成不溶性铅盐并与无机颗粒一起沉降；物理沉淀法主要是絮凝沉淀，主要选择絮凝剂，使铅离子变成中性颗粒，在分子作用下，加快沉降速度，实现固液分离。
1）化学沉淀法
化学沉淀法是目前常用的方法，可分为a.氢氧化物沉淀法；b.硫化物沉淀法；c.碳酸盐沉淀法等。所用的沉淀剂有：石灰、烧碱、硫化盐、纯碱和磷酸盐。其中氢氧化物沉淀法应用较为广泛。重金属离子与OH-离子能否生成不溶性氢氧化物沉淀，取决于溶液中重金属离子和OH-的浓度。pH值为9.2～9.5时，氢氧化铅沉淀最有效，在此pH值范围内处理的废水铅含量为0.01～0.03mg/L。在更高的pH值下，会发生逆溶解，氢氧化物沉淀生成效果会迅速下降。因此，控制pH值是此法的关键。 硫化物沉淀法是向溶液中加入硫化钠等沉淀剂，使废水中的Pb生成Pbs沉淀。Pbs的溶解度很低，其溶度积为3.48*10-28，几乎不溶于热水，理论上每除去1mg铅离子只需加入0.01个硫化物离子即可。磷酸盐沉淀法以磷酸盐为沉淀剂，生成Pb3(P04)2：沉淀。其在水中的溶解度很小，有利于从废水中沉淀出来。
2）絮凝法
通过向废水中添加絮凝剂，将重金属捕获形成与废水中杂质颗粒带相似电荷的胶体，再通过重力沉降分离。目前，国内常用的絮凝剂分为金属盐类和高分子聚合物类两大类，前者主要有铝盐、铁盐等，后者主要有聚丙烯酰胺等。
3.吸附法
吸附也是处理含铅废水的常用工艺，根据其作用机理不同可分为物理吸附和生物吸附。
1）物理吸附法
物理吸附法利用吸附剂特殊的物理化学性质，如表面活性高、比表面积大、特殊的微孔结构等，常用的吸附剂有改性膨润土、粉煤灰、沸石、粘土、活性炭等。该处理工艺具有除铅效率高、成本适中、不产生二次污染等特点，因此具有很好的使用前景，特别是一些吸附剂经过改性后，处理效果更为可观。
2）生物吸附法
微生物对重金属有很强的亲和力，它们通过物理化学反应将重金属吸附在胞外聚合物的结合点上，从而将其从水中去除。无论是活的还是死的微生物，对重金属离子都有很强的吸附能力。这些微生物主要包括藻类、真菌、细菌等。该方法由于原料来源丰富、成本低、吸附速度快、吸附容量大、选择性好、无毒无害、不产生二次污染等特点，越来越受到人们的重视。
4.电解
电解的原理是重金属离子在阴极表面获得电子而被还原为金属。电解处理废水一般不需要投加很多化学药剂，处理简单，占地面积小，易于管理，污泥量少，被称为清洁处理方法。此方法可直接得到纯金属，并可对重金属进行回收再利用。三维电极电解法的引入是电解法的一次革新，使通过点电解深度处理含铅废水成为可能。三维电极电解法通过增加电极表面积，降低浓差极化，从而提高电流效率，实现低电流密度下的电解。目前，利用三维电极电解处理废水中的Cu已取得良好的效果，并已在实际中应用。RC•等利用网状玻碳电极对酸性含铅废水进行了研究。 在电位0.8 V (vs. SCE)下，以0.5 mol/L硼酸为缓冲溶液，最佳条件为阴极孔隙率为80 ppi，流速为240 L/h，可将初始浓度50 mg/L的含铅废水降至0.1 mg/L，电流效率可达14%，实现了含铅废水的深度净化。