A. 銅鎳廢水怎麼分離通過調pH的方法可以使銅和鎳在不同ph下沉澱。老兄你可以說詳細一點嗎
含銅抄廢水處理襲工藝 :http://nosea.net/html/fs/20101107/524.html
含鎳廢水處理工藝:http://nosea.net/html/fs/20101107/521.html
B. 請問廢水中含有重金屬銅離子成份怎麼處理呢
1.一種光電催化去除廢水中重金屬離子的方法,其特徵在於,採用金屬材料作為光陽極,以 反應溶液中富含電子的有機物作為還原劑,通過紫外光照使所述有機物被激發,產生自由 電子和活性自由基,所述活性自由基在外電場作用下移動到所述光陽極並被氧化,所述自 由電子將溶液中的重金屬離子還原。
2.如權利要求1所述的方法,其特徵在於,所述光陽極為片狀或網狀,其採用的金屬材料為 下列中的一種:鈦、銀、銅、鉻、鋁、鎢、鉬、鎳、不銹鋼。
3.如權利要求1所述的方法,其特徵在於,所述有機物為富含電子的有機物,包括下列中的 一種或多種:檸檬酸、甲酸、甲酸鹽、乙酸、乙酸鹽、草酸、草酸鹽、甲醇、乙醇、乙二 醇、丙醇、異丙醇、丁醇、2-丁醇、叔丁醇、苯酚、4-氯酚、苯甲酸、對羥基苯甲酸、水 楊酸、EDTA、葡萄糖、乳糖、半乳糖。
4.如權利要求1所述的方法,其特徵在於,所述的重金屬離子包括下列中的一種或多種:六 價鉻離子、汞離子、鉛離子、銅離子、鎘離子、鎳離子、砷離子、銀離子、鋅離子。
5.如權利要求1~4中任一項所述的方法,其特徵在於,所述有機物是外部投入的有機物;或 者所述有機物是廢水中的有機污染物,所述方法對廢水中的重金屬離子和有機污染物進行 協同去除。
6.一種光電催化去除廢水中重金屬離子的裝置,其特徵在於,包括金屬光陽極、對電極、直 流電源、紫外光源和反應容器,所述金屬光陽極和所述對電極設置在所述反應容器中並分 別連接所述直流電源的兩極,所述反應容器內設有反應溶液,所述反應溶液中包含作為還 原劑的有機物及作為電解質的無機鹽。
7.如權利要求6所述的裝置,其特徵在於,所述金屬光陽極為片狀或網狀,其採用的金屬材 料為鈦、銀、銅、鉻、鋁、鎢、鉬、鎳、不銹鋼中的一種;所述對電極是片狀或網狀的耐 酸的電極,其材料為鈦、鉑、石墨中的一種;所述直流電源的電壓為0.5~5V。
8.如權利要求6所述的裝置,其特徵在於,所述有機物為檸檬酸、甲酸、甲酸鹽、乙酸、乙 酸鹽、草酸、草酸鹽、甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、異丙醇、丁醇、2-丁醇、叔丁醇、苯 酚、4-氯酚、苯甲酸、對羥基苯甲酸、水楊酸、EDTA、葡萄糖、乳糖、半乳糖中的一種 或多種;所述電解質為NaCl、Na2SO4、NaClO4中的一種或幾種。
9.如權利要求6~8中任一項所述的裝置,其特徵在於,還包括對所述反應溶液進行攪拌的攪 拌裝置。
10.如權利要求9所述的裝置,其特徵在於,所述攪拌裝置為磁力攪拌器。
C. 你好,請問你說的『離子交換樹脂處理』是用樹脂吸附銅還是鎳的呢
<p>離子交換樹脂法應用於電鍍廢水、酸洗廢水或電子生產領域廢水處理,根據水溶液專的PH值,可以選擇多款樹脂,比屬如強酸性陽樹脂(PH要求較苛刻,吸附范圍相對較窄),大孔弱酸樹脂(吸附能力大,但對PH有明確要求),螯合樹脂(吸附力強,對PH應用范圍廣,但相對於前兩者價格較高,但因為其雙羧基的抓取能力,對二價金屬離子的選擇性吸附能力頗佳)。</p>
<p>目前國內外電子生產領域及電鍍廢水等,普遍存在偷排廢水或繳費交由環保部門污水處理站集中處理,其實這些廢水通過樹脂吸附處理後,完全可以變廢為寶。本公司擁有以上三款產品及應用工藝,如用戶感興趣,可以進一步交談。螯合樹脂對二價金屬離子的選擇性吸附,可以參照附件中資料。</p>
D. 污水處理站怎樣處理含氰廢水
處理含氰廢水的方法
除了氯氧化法、二氧化硫-空氣氧化法、過氧化氫氧化法、酸化回收法、萃取法已獨立或幾種方法聯合使用於黃金氰化廠外,生物化學法、離子交換法、吸附法、自然凈化法在國內外也有工業應用,由於報道較少,工業實踐時間短,資料數據有限,本章僅對這些方法的原理、特點、處理效果進行簡要介紹。
一、生物化學法
1、生物法原理
生物法處理含氰廢水分兩個階段,第一階段是革蘭氏桿菌以氰化物、硫氰化物中的碳、氮為食物源,將氰化物和硫氰化物分解成碳酸鹽和氨:
微生物
Mn(CN)n(n-m)-+4H2O+O2─→Me-生物膜+2HCO3-+2NH3
對金屬氰絡物的分解順序是Zn、Ni、Cu、Fe對硫氰化物的分解與此類似,而且迅速,最佳pH值6.7~7.2。
細菌
SCN-+2.5O2+2H2O→SO42-+HCO3-+NH3
第二階段為硝化階段,利用嗜氧自養細菌把NH3分解:
細菌
NH3+1.5O2→NO2-+2H++H2O
細菌
NO2-+0.5O2→NO3-
氰化物和硫氰化物經過以上兩個階段,分解成無毒物以達到廢水處理目的。
生物化學法根據使用的設備和工藝不可又分為活性污泥法、生物過濾法、生物接觸法和生物流化床法等等,國內外利用生物化學法處理焦化、化肥廠含氰廢水的報導較多。
據報道,從1984年開始,美國霍姆斯特克(Homestake)金礦用生物法處理氰化廠廢水,英國將一種菌種固化後用於處理2500ppm的廢水,出水CN-可降低到1ppm,是今後發展的方向。
微生物法進入工業化階段並非易事,自然界的菌種遠不能適應每升數毫克濃度的氰化物廢水,因此必須對菌種進行馴化,使其逐步適應,生物化學法工藝較長,包括菌種的培養,加入營養物等,其處理時間相對較長,操作條件嚴格。如溫度、廢水組成等必須嚴格控制在一定范圍內,否則,微生物的代謝作用就會受到抑制甚至死亡。設備復雜、投資很大,因此在黃金氰化廠它的應用受到了限制。但生物化學法能分解硫氰化物,使重金屬形成污泥從廢水中去除,出水水質很好,故對於排水水質要求很高、地處溫帶的氰化廠,使用生物法比較合適。
2、生物法的應用情況
國外某金礦採用生物化學法處理氰化廠含氰廢水。首先,含氰廢水通過其它廢水稀釋,氰化物含量降低到生化法要求的濃度(CN-<10.0mg/L)、溫度(10℃~18℃,必要時設空調),pH值(7~8.5)然後加入營養基(磷酸鹽和碳酸鈉),廢水的處理分兩段進行,兩段均採用Φ3.6×6m的生物轉盤,30%浸入廢水中以使細菌與廢水和空氣接觸,第一段用微生物把氰化物和硫氰化物氧化成二氧化碳、硫酸鹽和氨,同時重金屬被細菌吸附而從廢水中除去,第二段包括氨的細菌硝化作用,首先轉化為亞硝酸鹽,然後被轉化為硝酸鹽,第一段採用事先經過馴化的,微生物從工藝水中以兩種適應較高的氰化物和硫氰化物的濃度。第二段採用分離出來的普通的亞硝化細菌和硝化細菌,被附著在轉盤上的細菌的浮生物膜吸附重金屬並隨生產膜脫落而被除去,通過加入絮凝劑使液固兩相分開,清液達標排放,污泥排放尾礦庫。該處理裝置處理廢水(包括其它廢水)800m3/h,每個生物轉盤直徑3.6m,長6m。由波紋狀塑料板組成。該處理廠總投資約1000萬美元,其處理指標見表10-1。
表10-1 生物化學法處理含氰廢水效果
廢水名稱 廢水各組份含量(mg/L)
總CN- CN- SCN- Cu
處理前 3.67 2.30 61.5 0.56
處理後 0.33 0.05 0.50 0.04
3、生物化學法的特點
(一)優點
生物法處理的廢水,水質比較好,CN-、SCN-、CNO-、NH3、重金屬包括Fe(CN)64-均有較高的去除率,排水無毒,尤其是能徹底去除SCN-,是二氧化硫-空氣法、過氧化氫氧化法、酸化回收法等無法做到的。
(二)缺點
1)適應性差,僅能處理極低濃度而且濃度波動小的含氰廢水,故氰化廠廢水應稀釋數百倍才能處理,這就擴大了處理裝置的處理規模,大大增加了基建投資。
2)溫度范圍窄,寒冷地方必須有溫室才能使用。
3)只能處理澄清水,不能處理礦漿。
二、離子交換法
1950年南非開始研究使用離子交換法處理黃金行業含氰廢水。1960年蘇聯也開始研究,並在傑良諾夫斯克浮選廠處理含氰廢水並回收氰化物和金。
1970年工業裝置投入運行,取得了較好的效果,1985年加拿大的威蒂克(Witteck)科技開發公司開發了一種處理含氰廢水的離子交換法,不久又成立了一個專門推廣該技術的公司,叫Cy-tech公司,離子交換法處理進行研究,取得了許多試驗數據,並已達到了工業應用的水平。
1、離子交換法的基本原理
離子交換法就是用離子交換樹脂吸附廢水中以陰離子形式存在的各種氰化物:
R2SO4+2CN-→2R(CN)2+SO42-
R2SO4+Zn(CN)42-→R2Zn(CN)4+SO42-
R2SO4+Cu(CN)32-→R2Cu(CN)3+SO42-
2R2SO4+Fe(CN)64-→R4Fe(CN)6+2SO42-
Pb(CN)42-、Ni(CN)42-、Au(CN)2-、Ag(CN) 2-、Cu(CN)2-等的吸附與上述類似,硫氰化物陰離子在樹脂上的吸附力比CN-更大,更易被吸附在樹脂上。
R2SO4+2SCN-→2RSCN
在強鹼性陰離子交換樹脂上,黃金氰化廠廢水中主要的幾種陰離子的吸附能力如下:
Zn(CN)42->Cu(CN)32->SCN->CN->SO42-
樹脂飽和時,如果繼續處理廢水,新進入樹脂層的Zn(CN)42-就會將其它離子從樹脂上排擠下來,使它們重新進入溶液,但即使繼續進行這一過程,樹脂上已吸附的各種離子也不會全部被排擠下來,各種離子在樹脂上的吸附量根據各種離子在樹脂上的吸附能力以及在廢水中的濃度不同有一部分配比。對於強鹼性樹脂來說,這種現象十分明顯,具體表現在流出液的組成隨處理量的變化特性曲線上。各組分當被吸附力強於它的組分從樹脂上排擠下來時,其流出液濃度會出現峰值。
不同的弱鹼樹脂具有不同的吸附特性。因此,對不同離子的吸附力也有很大差別,研究用離子交換法處理含氰廢水的一個重要任務就是去選擇甚至專門合成適用於我們要處理的廢水特點的樹脂,否則樹脂處理廢水的效果或洗脫問題將難以滿足我們的需要。難以工業化應用。
2、離子交換法存在的問題及解決途徑
離子交換法存在的問題主要是樹脂的中毒問題,主要是吸附能力強於氰化物離子的硫氰化物、銅氰絡合物和鐵氰絡合物。由於上述物質吸附到樹脂上,使樹脂的洗脫變得較為復雜甚至非常困難。
(一)硫氰化物
對於大部分金氰化廠來說,廢水中含有100mg/L以上的SCN-,其中金精礦氰化廠廢水SCN-高達800mg/L以上,由於強鹼性陰離子交換樹脂對SCN-的吸附力較大,而且SCN-的濃度如此之高,使樹脂對其它應吸附而從廢水中除去的組分的吸附量大為降低,如Zn(CN)42-、Cu(CN)32-,同時,由於SCN-的飽和,會使CN-過早泄漏,導致離子交換樹脂的工作飽和容量過低。例如,當廢水中SCN-350mg/L時,其工作飽和容量(指流出液中CN-≤0.5mg/L條件)僅20倍樹脂體積,而且SCN-難以從樹脂上通過簡單的方法洗脫下來,這就限制了具有大飽和容量的強鹼性陰離子交換樹脂的應用,而弱鹼性陰離子交換樹脂飽和容量最高不過強鹼性樹脂的一半,從處理洗脫成本考慮,也不易使用,可見較高的SCN-濃度給離子交換樹脂帶來很大麻煩。如果從樹脂上不洗脫SCN-,那麼流出液CN-不能達標,即使不考慮CN-的泄漏,樹脂對其它離子的工作容量也減少。
(二)銅
盡管樹脂對Cu(CN)32-的吸附力不如Zn(CN)42-大,但它的濃度往往較高,在強鹼樹脂上的飽和容量約8~35kg/m3,甚至更高,但用酸洗脫樹脂上的氰化物時,銅並不能被洗脫下來,而是在樹脂上形成CuCN沉澱,為了洗脫強鹼樹脂上的銅,必須採用含氨洗脫液洗脫,使銅溶解,形成Cu(NH3)42-或Cu(NH3)2+而洗脫下來,這就使工藝復雜化,尤其是洗脫液的再生也不夠簡便。
(三)亞鐵氰化物離子
Fe(CN)64-盡管在樹脂上吸附量不大,但在用酸洗脫樹脂上氰化物和鋅時,會生成Zn2Fe(CN)6、Fe2Fe(CN)6、Cu2Fe(CN)6沉澱物,而使樹脂呈深綠至棕黑色,影響樹脂的再生效果,如果專門洗脫Fe(CN)64-,盡管效果好,可是,洗脫液再生等問題均使工藝變得更長,操作更復雜。
3、技術現狀
根據國產強鹼樹脂的上述特點,提出二種工藝:一是用強鹼性陰離子處理高、中濃度含氰廢水,旨在去除廢水中的Cu、Zn,廢水不達標但由於Cu、Zn的大為減少而有宜於循環使用。二是用強鹼性樹脂處理不含SCN-或SCN-濃度100mg/L以下的廢水,回收氰化物為主,處理後廢水達標外排。例如,在金精礦燒渣為原料的氰化廠用離子交換法處理貧液。把離子交換法用於這兩方面在技術和經濟上估計比用酸化回收法優越。最好的辦法是開發易洗脫再生的新型樹脂,國外的許多開發新型樹脂的報導介紹了吸附廢水中Fe(CN)64-、而且較容易被洗脫下來的樹脂,近年來,由於越來越重視三廢的回收,使人們十分重視使用離子交換法處理廢水使其達到排放標准同時使大多數氰化物得以回收並重新使用這類課題。
加拿大Witteck開發公司開發出的一種氰化物再循環工藝就是其中比較有代表性的一例,該公司為此成立了一個Cy-tech公司專門推銷這種工藝裝置。一份報導介紹,該工藝用於處理鋅粉置換工藝產生的貧液,使用強鹼性陰離子交換樹脂吸附重金屬氰化物,當流出液CN-超標時對樹脂進行酸洗,使用硫酸自下而上通過樹脂床即可使樹脂上的重金屬和氰化物被洗脫下來,其重金屬以陽離子形式存在於洗脫液中,洗脫液用類似於酸化回收法的裝置回收HCN,然後大部分洗脫液進行再生並重復用於洗脫。回收的NaCN用於氰化工段,少量洗脫液經過中和沉澱出重金屬離子後外排。據稱這種方法也可用於處理炭漿廠的尾漿,其工藝和樹脂礦漿法十分類似。Cy-tech公司認為該工藝經改進後也可消除尾礦庫排水中殘余氰化物及其它重金屬,該報導無詳細數據、資料以及樹脂的型號。
另一報導稱,這項工藝的關鍵是在廢水進入離子交換柱前,先完成一個化學反應(使游離CN-形成Zn(CN)42-),並在化學反應中應用一種催化劑,有關人士解釋說,如果沒有這個反應,廢水就不得不通過若干個交換柱提出那些無用的分子,從而增加了系統的成本和復雜性。
採用一段順流吸附裝置處理效果是CN-<0.5mg/L、各種重金屬的總和小於1mg/L,處理能力約720加侖/h,樹脂量約36加侖。
該試驗裝置大約需要處理3500加侖廢水才能使一個交換柱飽和,每隔一天對交換柱進行一次解吸,每月最大產渣量(重金屬沉澱物)也可裝入1隻45加侖的桶中,其廢水按所給數據估算重金屬總含量不大於50mg/L,估計重金屬絕大部分是鋅粉置換產生的Zn(CN)42-,該工藝裝置的投資與其它處理裝置相當。能在一年多的時間里靠回收氰化物而收回全部投資,該工藝由Cy-tech公司開始轉讓。但無工業應用的詳細報導。
我國對離子交換法處理氰化廠含氰廢水的研究主要有兩個目的,一是解決氰化—鋅粉置換工藝產生貧液的全循環問題,即從貧液中除去銅和鋅,為了達到較高的吸附容量,通常使用強鹼性陰離子交換樹脂, 當廢水中銅、鋅含量分別為140、100mg/L時,強鹼樹脂的工作吸附容量不小於15kg/m3和6.5kg/m3。飽和樹脂經酸洗回收氰化物並能洗脫部分鋅,然後用另一種洗脫劑洗脫銅,樹脂即可再生,而銅的洗脫劑需經再生方可重復使用,由於工藝較長目前尚無工業應用。
含氰廢水→過濾→離 子 交 換→(低濃度含氰廢水)返回浸出或處理
↓
(飽和樹脂)回收氰化物
↓ 再生樹脂返回使用
洗脫重金屬
重金屬回收
圖11-1離子交換法回收氰化物工藝
當然如果廢水中銅和SCN-極低時,樹脂的再生僅通過酸洗就
可完成,此條件下可保證離子交換工藝出水達標。無論是國內還是國外,其離子交換工藝原則流程大致相同,見圖11-1。
4、離子交換法的特點
(一)優點:
1)當廢水中CN-低於酸化回收法的經濟效益下限時,採用離子交換法由於氰化物和貴金屬具有較好的經濟效益,其處理效果優於酸化法,當廢水組成簡單時可排放。
2)投資小於酸化回收法
3)與酸化回收法相比,該方法葯耗、電耗小,金回收率高。
(二)缺點:
1)當廢水中SCN-含量高時,洗脫困難,樹脂的容量受到影響,處理效果變差,離子交換法的應用范圍受SCN-很大影響。
2)在洗脫氰化物過程中,很難洗脫銅,故需專門的洗脫方法和步驟,使工藝復雜化。
3)在酸洗過程中,Fe(CN)64-會在樹脂顆粒內形成重金屬沉澱物而使樹脂中毒。
4)對操作者的素質要求高。
三、吸附—回收法
前面已談過,離子交換為化學吸附,吸附力較強,故解吸困難,解吸成本高。近來,國外開發了用吸附樹脂、活性炭做吸附劑,從含氰礦漿或廢水中回收銅和氰化物的技術,已完成了半工業試驗。
1、吸附樹脂吸附—回收法
西澳大利亞一炭浸廠對液相中銅、氰化鈉濃度分別為85、158mg/L之氰尾進行了吸附─回收法半工業試驗,採用法國地質科學研究所開發的V912吸附樹脂,處理能力為10m3/d,處理後尾漿液相中游離氰化物(CN-)濃度小於0.5mg/L。飽和樹脂分兩級洗脫再返回使用,用金屬洗脫劑洗重金屬,用硫酸洗脫氰化物,洗脫液用與酸化回收法類似的方法回收氰化物。
試驗表明,當銅濃度增加時,處理成本增加較大。
以半工業試驗結果推算,建一座年處理能力100萬噸的裝置,在銅、氰化鈉濃度分別為100、300mg/L條件下,設備費為250萬加元。年回收銅122t,氰化鈉377t,年洗脫樹脂1700t次,洗脫每噸樹脂的消耗如下(單位:t):
H2SO4攭NaOH Na2S 水 動力
0.5 0.453 0.048 17.5m3 12.3kwh
2、活性炭吸附—回收法
活性炭具有吸附廢水中重金屬和氰化物的特性,這早已人所共知,國外早在十年前就有金礦試驗用來處理貧液中銅等雜質,使貧液全循環,但沒能解決洗脫再生問題。
近年來,西澳大利亞一個炭漿廠完成了用洗性炭從浸出礦漿中回收銅和氰化物的半工業試驗,採用加溫解吸法選擇性解吸銅,含銅解吸液在酸性條件下沉澱氰化銅,再把氰化銅用硫酸氧化為硫酸銅出售。酸性水中的HCN用鹼性解吸液吸收再用於解吸工藝中。
銅是氰化過程增加氰化物耗量的一個較大因素,從浸出礦漿中回收銅和氰化物不但避免了銅對浸出的影響,提高了金的浸出率,而且減少了氰化物的消耗,具有一定的經濟效益,這一技術在特定的條件下可用來做為貧液全循環工藝中的去除銅措施。
四、自然凈化法
黃金氰化廠除少數收購金精礦進行提金然後把氰渣做硫精礦出售而不設尾礦庫外,絕大部分礦山建有較大容量的尾礦庫(池)。氰化廠廢水在其內停留時間一般在1~3天,有個別尾礦庫,廢水可停留十天以上。由於曝氣、光化學反應,共沉澱和生物作用,氰化物的濃度逐漸降低,這種靠尾礦庫(池),降低氰化物含量的方法稱為自然凈化法。目前絕大部分氰化廠都把尾礦庫自然凈化法做為除氰的一種輔助手段,經廢水處理裝置處理後的廢水再經尾礦庫進行二級處理,排水氰含量進一步降低,由於這種方法沒有處理成本問題(尾礦庫的建設是為了沉降懸浮物和貯有尾礦),故對人們有很大的吸引力,甚至有些氰化廠建立了專門的自然凈化池以期使自然凈化法的處理效果更好,如何提高自然凈化法的處理效果,把目前做為輔助處理方法的自然凈化法單獨用來處理含氰廢水?這是一項很有意義的科研工作,許多科研人員都在深入研究這一課題。
1、自然凈化法的特點
由於使用自然凈化法的氰化廠不多,可靠的數據有限,其特點尚未充分暴露出來。
(一)優點
1)不使用葯劑,處理成本低。
2)與其它方法配合,可做為一級處理方法也可做為二級處理方法,可靈活使用。
3)無二次污染。
(二)缺點
1)對尾礦庫要求高,必須不滲漏,匯水面積要大。
2)受季節、氣候影響大,在寒冷地區效果差。
2、自然凈化法原理
已完成的研究表明,自然凈化法至少是曝氣、光化學反應、共沉澱和生物分解四種作用的疊加。自然,影響自然凈化法效果的因素也就是上述四種作用之影響因素的疊加。
(一)曝氣
含氰廢水與大氣接觸,大氣中的SO2、NOx、CO2就會被廢吸收,使廢崐水pH值下降。
CO2+OH-→HCO3-
SO2+OH攩-攪→HSO3-
隨著廢水pH值的下降,廢水中的氰化物趨於形成HCN:
CN-+H+→HCN(aq)
亞鐵氰化物會與重金屬離子形成沉澱物這一反應促使重金屬氰化物的解離,以Zn(CN)42-為例:
Zn(CN)42-+Fe(CN)64-+4H+→Zn2Fe(CN)6↓+4HCN(aq)
由於空氣中HCN極微,廢水中的HCN將傾向於全部逸入大氣中,從動力學角度考慮,HCN的逸出速度受如下因素影響:
1)廢水溫度,廢水溫度高,HCN蒸氣分壓高,有利於HCN逸出,而且水溫高,水的粘度小,液膜阻力減少。
2)風力,尾礦庫上方風力大,水的擾動劇烈,氣—液接觸面積增大,酸性氣體和HCN在氣相擴散速度加快,水體內HCN的液相擴散也加快,酸性氣體與水的反應加快。
3)尾礦庫匯水特性
尾礦庫匯水面積大,水層淺,使單位體積廢水與空氣接觸表面增大,風力對水體的攪動效果增大,有利於HCN的逸出和酸性氣體的吸收。
4)廢水組成
廢水中重金屬含量高時,HCN的形成和逸出由於受絡合物解離平衡的限制,速度明顯變慢。
5)廢水pH值
廢水pH值低,有利於重金屬氰絡物的解離和HCN的形成。
HCN全部從水中逸出需要較長時間,其道理與酸化回收相似,在1m深的水層條件下,表層氰化物濃度為0.5mg/L時,底層氰化物濃度15mg/L,可見HCN逸出之難度。
在曝氣過程中,空氣中的氧不斷地溶於廢水中,其傳質速率也受液相擴散阻力的影響,表層溶解氧濃度高,底部濃度低,溶解氧進入液相後,與氰化物發生氧化反應:
2Cu(CN)2-+0.5O2+3H2O+2H+→2Cu(OH)2↓+4HCN
2CN-+O2→2CNO-
CNO-+2H2O→CO32-+NH4+
含氰廢水在尾礦庫內,還會發生水解反應,生成甲酸銨,廢水溫度越高,反應速度越快:
HCN+H2O=HCO-ONH4
這些反應的總和就是曝氣的效果,為了提高曝氣效果,必須提高廢水溫度,廢水與空氣的接觸表面積,增大水體的攪動程度,這樣才能保證HCN迅速逸入空氣而氧迅速溶解於廢水中並和氰化物反應,曝氣法受季節地域影響較大。
(二)光化學反應
廢水中的各種氰化物在陽光紫外線的照射下,發生如下反應:
Fe(CN)64-+H2O→Fe(CN)53-·H2O+CN-
4Fe(CN)64-+O2+2H2O→4Fe(CN)63-+4OH-
4Fe(CN)64-+12H2O→4Fe(OH)3↓+12HCN+12CN-
亞鐵氰化物和鐵氰化物離子在光照下分解出遊離氰化物,文獻介紹在3~5小時的光照時間里,60%~70%的鐵氰化物分解、80%~90%的亞鐵氰化物分解。由於分解出的氰化物不會很快地被氧化,因而會造成水體氰化物含量增高,這就是地表水水質指標中要求用總氰濃度的原因之一。
分解出的游離氰化物不斷地被氧化,水解以及逸入空氣中,達到了降低廢水中氰化物濃度的目的。
逸入空氣中的HCN,在陽光紫外線作用下,與氧發生反應。
HCN+0.5O2→HCNO
夏季,反應時間約10分鍾,冬季約1小時,從這點看,HCN的逸出不會影響大氣的質量,許多焦化廠利用曝氣法處理含氰廢水,其氰化物揮發量比黃金行業多,而且大部分工廠位於城市,並未聞發生污染事故。
光化學反應與氣溫和光照強度有關,因此,夏季除氰效果遠比冬季好。
(三)共沉澱作用
廢水中亞鐵氰化物還會形成Zn2Fe(CN)6、Pb2Fe(CN)6之類的沉澱,與Cu(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3、CaSO4等凝聚在一起,沉於水底從而達到了去除重金屬和氰化物的效果,沉澱效果受pH值和廢崐水組成的制約,pH值低時效果好。
(四)生物化學反應
當尾礦庫廢水氰化物濃度很低時,廢水中的破壞氰化物的微生物將逐漸繁殖起來,並以氰化物為碳、氮源,把氰化物分解成碳酸鹽和硝酸鹽。
生物化學作用受廢水組成和溫度影響,如果氰化物濃度高達100mg/L,那麼微生物就會中毒死亡,如果溫度低於10℃,則微生物不能繁殖,生化反應也不能進行。
綜上所述,自然凈化法的效果受地理位置(南、北方、高原、平原)、天氣(陰、晴、氣溫、風力)、尾礦庫(匯水面積、水深、水流速度)微生物,廢水組成(pH、氰化物濃度、重金屬濃度)廢水在尾礦庫內停留時間等諸因素的影響。至崐於上述因素對曝氣、光化學反應,共沉澱以及生化反應的影響程度,以及這四種除氰途徑哪個作用大,目前尚無定量的數據可供參考。某研究所提出的氰化物自凈數學模型如下:
C=C0e-kt
其中,k為常數,單位:小時;t為自然凈化時間(小時),C、C0分別為某時某刻氰化物濃度和原始氰化物濃度。當溫度在10~30℃范圍內時,式中k值在0.005~0.01范圍,由於k值僅反應了溫度,沒有反應其它眾多的因素,故無多大應用價值。
正因為自然凈化法受許多因素制約,其處理效果並不穩定,如果進入尾礦庫的崐廢水氰化物濃度低(<10mg/L)、廢水在尾礦庫停留時間長,排水有可能達標,大部分氰化廠把尾礦庫做為二級處理設施。然而近年來,由於氰化物處理費用增高,一些氰化廠正探索用尾礦庫做為氰化物的一級處理設施。
3、自然凈化法的實踐
某全泥氰化廠尾礦庫建在較厚(2~5m),黃土層的溝內,廢水無滲入地下水的可能,該地區乾燥少雨,年蒸發水量大於降雨量,故尾礦庫無排水,氰化物在尾礦庫內自然凈化,不再採用其它方法處理,節省了大量葯劑、費用,降低了選礦成本。
某全泥氰化廠尾礦庫不滲漏,含氰化物尾礦漿直接排入尾礦庫,經自然凈化再進行二級處理,使其達標排放,由於二級處理的是澄清水,而且氰化物濃度有較大的降低,故處理成本大幅度下降,處理效果好。
某浮選—氰化—鋅粉置換工藝裝置,其貧液用酸化回收法處理後,殘氰在5~20mg/L經浮選廢水(漿)稀釋後,氰化物含量在0.5~2范圍,進入尾礦庫自然凈化,外排水CN-<0.5mg/L。
某氰化廠採用酸化回收法處理貧液,其酸性廢水含氰5~10mg/L,在2m深的廢水池內,經20天的自然凈化,氰化物降低到0.5mg/L。
E. 污水處理廠氨氮廢水去除方法是怎樣的呢
氨氮廢水特點:
氨氮廢水的一般的形成是由於氨水和無機氨共同存在所造成的,廢水中氨氮的構成主要有兩種,一種是氨水形成的氨氮,一種是無機氨形成的氨氮,主要是硫酸銨,氯化銨等等。氨氮廢水主要來自化工、冶金、化肥、煤氣、煉焦、鞣革、味精、肉類加工和養殖等行業。排放的廢水以及垃圾滲濾液等。
氨氮廢水危害:
氨氮廢水對魚類及某些生物也有毒害作用。另外,當含少量氨氮的廢水回用於工業中時,對某些金屬,特別是銅具有腐蝕作用,還可以促進輸水管道和用水設備中微生物的繁殖,形成生物垢,堵塞管道和設備。
氨氮廢水處理方法:
處理氨氮廢水的方法有很多,目前常見的有化學沉澱法、吹脫法、化學氧化法、生物法、膜分離法、離子交換法以及土壤灌溉等。
氨氮廢水處理方法以及各種方法的優缺點:
1、化學沉澱法。又稱為MAP沉澱法,是通過向含有氨氮的廢水中投加鎂化物和磷酸或磷酸氫鹽,使廢水中的NH4﹢與Mg²﹢、PO4³﹣在水溶液中反應生成磷酸按鎂沉澱,分子式為MgNH4P04.6H20,從而達到去除氨氮的目的。
影響化學沉澱法處理效果的因素主要有pH值、溫度、氨氮濃度以及摩爾比(n(Mg²﹢):n(NH4﹢):n(P04³-))等。
化學沉澱法的缺點:由於受磷酸鐵鎂溶度積的限制,廢水中的氨氮達到一定濃度後,再投人葯劑量,則去除效果不明顯,且使投入成本大大增加,因此化學沉澱法需與其它適合深度處理的方法配合使用;葯劑使用量大,產生的污泥較多,處理成本偏高;投加葯劑時引人的氯離子和余磷易造成二次污染。
2、吹脫法。去除氨氮是通過調整pH值至鹼性,使廢水中的氨離子向氨轉化,使其主要以游離氨形態存在,再通過載氣將游離氨從廢水中帶出,從而達到去除氨氮的目的。
影響吹脫效率的因素主要有pH值、溫度、氣液比、氣體流速、初始濃度等。
吹脫法去除氨氮效果較好,操作簡便,易於控制。對於吹脫的氨氮可以用硫酸做吸收劑,生成的硫酸錢製成化肥使用。吹脫法是目前常用的物化脫氮技術。但吹脫法存在一些缺點,如吹脫塔內經常結垢,低溫時氨氮去除效率低,吹脫的氣體形成二次污染等。吹脫法一般與其它氨氮廢水處理方法聯合運用,用吹脫法對高濃度氨氮廢水預處理。
3、化學氧化法包含:折點氯化法、催化氧化法、電化學氧化法;
4、生物法包含:傳統生物脫氮技術、新型生物脫氮技術(同時硝化反硝化(SND)、短程消化反硝化、厭氧氨氧化)
5、膜分離法。利用膜的選擇透過性對液體中的成分進行選擇性分離,從而達到氨氮脫除的目的。包括反滲透、納濾和電滲析等。影響膜分離法的因素有膜特性、壓力或電壓、pH值、溫度以及氨氮濃度等。
膜分離法的優點是氨氮回收率高,操作簡便,處理效果穩定,無二次污染等。但在處理高濃度氨氮廢水時,所使用的薄膜易結垢堵塞,再生、反洗頻繁,增加處理成本,故該法較適用於經過預處理的或中低濃度的氨氮廢水。
6、離子交換法。通過對氨離子具有很強選擇吸附作用的材料去除廢水中氨氮的方法。常用的吸附材料有活性炭、沸石、蒙脫石及交換樹脂等。
離子交換法是通過對氨離子具有很強選擇吸附作用的材料去除廢水中氨氮的方法。常用的吸附材料有活性炭、沸石、蒙脫石及交換樹脂等。
7、土壤灌溉。是將低濃度氨氮廢水直接作為肥料使用的方法。對於有些含有病菌、重金屬、有機及無機等有害物質的氨氮廢水需經預處理將其去除後再進行灌溉。土壤灌溉要求氨氮濃度一般為幾十毫克每升。
F. 如何處理廢水中的銅離子
1化學法處理含銅電鍍廢水
1)中和沉澱法
目前國內常採用化學中和法、混凝沉澱法處理含銅綜合電鍍廢水,在對廢水中的酸、鹼進行中和的同時,銅離子形成氫氧化銅沉澱,然後再經固液分離裝置去除沉澱物。
單一含銅廢水在pH值為6.92時,就能使銅離子沉澱去除而達標,一般電鍍廢水中的銅與鐵共存時,控制pH值在8~9,也能使其達到排放標准。然而對既含銅又含其它重金屬及絡合物的混合電鍍廢水,銅的去除效果不好,往往達不到排放標准,主要是因為此方法的處理實質是調節廢水pH值,而各種金屬最佳沉澱的pH值不同,使得去除效果不好;再者如果廢水中含有氰、銨等絡合離子,與銅離子形成絡合物,銅離子不易離解,使得銅離子不能達標排放。特別是對含有氰的含銅混合廢水經處理後,銅離子的濃度和CN-的濃度幾乎成正比,只要廢水中的CN-存在,出水中的銅離子濃度就不會達標。這就使得利用中和沉澱法處理含銅混合廢水的出水效果不好,特別是對於銅的去除效果不佳。
2)硫化物沉澱法
硫化物沉澱法處理含銅廢水具有很大的優勢,可以解決一些弱絡合態重金屬不達標的問題,硫化銅的溶解度比氫氧化銅的溶解度低得多,而且反應的pH值范圍較寬,硫化物還能沉澱部分銅離子絡合物,所以不需要分流處理。然而,由於硫化物沉澱細小,不易沉降,限制了它的應用,另外氰根離子的存在影響硫化物的沉澱,會溶解部分硫化物沉澱。
3)電化學法
電化學方法處理含銅廢水具有高效、可自動控制、污泥量少等優點,且處理含銅電鍍廢水能直接回收金屬銅,處理時對廢水含銅濃度的范圍適應較廣,尤其對濃度較高(銅的質量濃度大於1g/L時)的廢水有一定的經濟效益,但低濃度時電流效率較低。
2離子交換法處理含銅電鍍廢水
離子交換法是處理含銅廢水的主要方法之一。而各種離子交換劑不斷推陳出新。離子交換劑種類很多。絡合劑對該方法處理含銅電鍍廢水的影響較小。
1)離子交換樹脂
離子交換樹脂除銅效果頗佳,樹脂法處理含高濃度氨銅漂洗液已見報道;也有工廠採用弱酸性陽離子交換樹脂處理酸性硫酸鹽鍍銅漂洗廢水;有些企業用強鹼性陰離子交換樹脂處理焦磷酸鹽鍍銅廢水,使部分水循環利用。另外鰲合樹脂具有選擇性好、吸附容量大、快速等優點,並且交換速度快。然而由於這些鰲合樹脂價格昂貴,大多停留在試驗階段,較少在工業中大規模應用。
2)離子交換纖維
離子交換纖維是近年來發展較快的一種離子交換新材料,在重金屬廢水處理領域也有較大的發展。改性聚丙烯腈纖維對電鍍廢水中銅的吸附研究表明,含銅電鍍廢水經改性聚丙烯腈纖維吸附後,銅離子的含量顯著低於國家排放標准。
3膜分離技術處理含銅電鍍廢水
膜法處理工業廢水一般選用反滲透、超濾及二者的結合技術,膜法處理工業廢水的關鍵是根據分離條件選擇合適的膜。利用反滲透膜分離技術對含銅電鍍廢水的處理已見報道很多,該方法對含銅絡合物的電鍍廢水處理效果也不錯,有的已應用於工業,並與其它水處理技術連用取得很好的效果。
4吸附法處理含銅電鍍廢水
吸附法處理含銅廢水具有很多優點,成為水處理研究的重點,開發了許多性能良好的吸附劑,特別是利用工業廢棄物和農作物余物作吸附劑,並且對現有的吸附劑改性提高其吸附性能。沸石和麥飯石價格低廉,應用較廣泛,麥飯石對銅離子的吸附可以達到95%以上;藍晶石在適當的條件下對銅離子可以達到100%的吸附效果;煙煤灰、爐渣等可以用作吸附劑處理含銅電鍍廢水,而且從煙煤灰中合成4A沸石可以吸附多種重金屬,對銅離子的吸附效果很好。
目前研究重點轉向了一些植物和動物的廢棄物作為吸附劑,為了增大吸附量和吸附選擇性,進行改性,改性後的吸附劑對銅離子的吸附效果顯著提高。經酒石酸改性後的谷殼大大提高對銅離子的吸附效果,通過鹼液處理後的雞羽毛吸附銅離子的容量大大提高,吸附效果很好。利用木屑吸附混合電鍍廢水中的銅離子,效果優於單一廢水中銅的處理。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。
5生物法處理含銅電鍍廢水
生物法處理含銅廢水最大的特點是在運行過程中微生物能不斷地增殖,生物質去除銅離子的量隨生物質量的增加而增加。生物法在應用上具有很多優點,如綜合處理能力較強,使廢水中的銅、六價鉻、鎳、鋅、隔、鉛等有害金屬離子得到有效的去除;處理方法簡便實用;過程式控制制簡單;污泥量少,二次污染明顯減少。然而生物法處理含銅廢水存在著功能菌繁殖速度和反應速率慢,處理水難以回用的缺點。
G. 發達國家電鍍廢水中銅離子排放標准0.5
1、導電率適用在純水上,廢水上一般不用測。
2、其次,廠區具體在哪個位子?
a:沒什麼特別要版求的地方,你權就按照國家排放標准。
b:特別地區,如太湖流域,你就要遵守太湖流域規定的標准,地方標准先於國家標准。
3、其實你不用去哪邊查資料,你公司的環評書上有詳細的出水要求,你只要去翻翻環評就可以了。(最後,如果你公司沒有環評,對不起,即使達標也不能排放。)
H. 銅線鍍錫的廢水該如何處理
酸鹼廢水和電鍍廢水一般採用化學法處理。含鉻廢水一般可採用化學內還原法,離子交容換法,蒸發回收法處理,其優缺點如下:
鍍錫廢水處理工藝1.化學還原法
在廢水中加入化學還原荊,將六價鉻還原成三價鉻,隨後又使三價鉻生成氫氧化物沉澱,加以去除。其優點是工藝流程簡單,操作管理方便,投資省。缺點是產生的廢渣需處理後運走。
鍍錫廢水處理工藝2.離子交換法
用離子交換樹脂對廢水中的六價鉻進行選擇性吸附,使六價鉻與水分離,然後再用葯劑將六價鉻洗脫下來,回收使用。其優點是可以回收鉻酸,不產生廢泥;缺點是投資大,管理復雜,而且在回收鉻酸時必須去氯處理(在樹脂交換中,有氯離子進入會嚴重影響鍍鉻層的質量)和蒸發濃縮(工藝要求濃度為10%,而回收濃度為1%-2%)。
鍍錫廢水處理工藝3.蒸發回收法
將廢水加熱,蒸發水份,回收利用濃縮溶質。其優點是可以回收鉻酸,缺點是能源消耗大,而且在蒸發回收時,廢水中所有不易揮發的成份仍保留在水濃縮液中(如Fe3+、Cl-、Ca2+等),而雜質的積累會影響電鍍層的質量。
I. 現代污水處理有哪些常見的方法
1、物理處理法
物理處理法是通過物理作用, 以分離、 回收污水中不溶解的、 呈懸浮狀的污染物質(包括油膜和油珠), 在處理過程中不改變其化學性質。 常用的有過濾法、 沉澱法、 浮選法等。
(1) 過濾法:利用過濾介質截流污水中的懸浮物。 過濾介質有篩網、紗布、 粒物, 常用的過濾設備有格柵、篩網、微濾機等。
1) 格柵與篩網。 在排水工程中, 廢水通過下水道流人水處理廠, 首先應經過斜置在渠道內的一組金屬制的呈縱向平行的框條(格柵)、 穿孔板或過濾網(篩網), 使漂浮物或懸浮物不能通過而被阻留在格柵、 細篩或濾料上。
這一步屬廢水的預處理, 其目的在於回收有用物質;初步漫清廢水以利於以後的處理, 減輕沉澱池或其他處理設備的負荷;保護抽水機械, 以免受到顆粒物堵塞發生故障。 保護水泵和其他處理設備。格柵截留的效果主要取決於污水水質和格柵空隙的大小。 清渣方法有人工與機械兩種。柵渣應及時清理和處理。
篩網主要用於截留粒度在數毫米到數十毫米的細碎懸浮態雜物, 如纖維、紙漿、藻類等,通常用金屬絲、化纖編織而成,或用穿孔鋼板,孔徑一般小於5mm,最小可為0.2mm。 篩網過濾裝置有轉鼓式、 旋轉式、 轉盤式、 固定式振動斜篩等。 不論何種結構,既要能截留污物,又便於卸料及清理篩面 。
2)粒狀介質過濾(又稱彤、濾、 驚料過濾)。 廢水通過粒狀濾料(如石英砂)床層時,其中細小的懸浮物和肢體就被截留在濾料的表面和內部空隙中。 常用的過濾介質有石英砂、 無煙煤和石榴石等。 在過濾過程中濾料同時對懸浮物進行物理截留、 沉降和吸附等作用。 過濾的效果取決於濾料孔徑的大小、 濾料層的厚度、 過濾速度及污水的性質等因素。
當廢水自上而下流過粒狀濾料層時,位徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中,從而使此層濾料空隙越來越小,逐漸形成一層主要由被截留的團體顆粒構成的濾膜, 並由它起主要的過濾作用。 這種作用屬於阻力截留或篩濾作用。
廢水通過濾料層時,眾多的濾料表面提供了巨大的可供懸浮物沉降的有效面積,形成無數的小 「沉澱池」,懸浮物極易在此沉降下來。這種作用屬於重力 沉降。
由於濾料具有巨大的表面積, 它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。此外,砂粒在水中常常帶有表面負電荷,能吸附帶正電荷的鐵、 鋁等肢體,從而在濾料表面形成帶正電荷的薄膜,並進而吸附帶負電荷的膠土和多種有機物等膠體,在砂粒上發生接觸絮凝。
(2)沉澱法。沉澱法是利用污水中的懸浮物和水的相對密度不同的原理, 藉助重力沉降作用使懸浮物從水中分離出來。 根據水中懸浮顆粒的濃度及絮凝特性(即彼此帖結聚團的能力)可分為四種:
1) 分離沉降(或自由沉降)。在沉澱過程中,顆粒之間互不聚合,單獨進行沉降。 顆位只受到本身在水中的重力和水流阻力的作用,其形狀、 尺寸、 質量均不改變,下降速度也不改變。
2)混凝沉澱(或稱作絮凝沉降)。 混凝沉降是指在混凝劑的作用下,使廢水中的膠體和細微懸浮物凝聚為具有可分離性的絮凝體,然後採用重力沉降予以分離去除。 混凝沉澱的特點是在沉澱過程中,顆粒接觸碰撞而互相聚集形成較大絮體,因此顆粒的尺寸和質量均會隨深度的增加而增大,其沉速也隨深度 而增加。
常用的無機混凝劑有硫酸鋁、 硫酸亞鐵、 三氯化鐵及聚合鋁;常用的有機絮凝劑有聚丙烯酷膠等,還可採用助凝劑如水玻璃、 石灰等 。
3)區域沉降(又稱擁擠沉降、 成層沉降)。 當廢水中懸浮物含量較高時,顆粒間的距離較小,其間的聚合力能使其集合成為一個整體,並一同下沉,而顆粒相互間的位置不發生變動,因此澄清水和混水間有一明顯的分界面,逐漸向下移動,此類沉降稱為區域沉降。加高濁度水的沉澱池和二次沉澱池中的沉降(在沉降中後期)多屬此類。
4)壓縮沉澱。當懸浮液中的懸浮固體濃度很高時,顆粒互相接觸、擠壓,在上層顆粒的重力作用下,下層顆粒間隙中的水被擠出,顆粒群體被壓縮。壓縮沉澱發生在沉澱池底部的污泥斗或污泥濃縮池中,進行得很緩慢。依據水中懸浮性物質的性質不同,設有沉砂池和沉澱池兩種設備。
沉砂池用於除去水中砂粒、煤渣等相對密度較大的元機顆粒物。沉砂池一般設在污水處理裝置前,以防止處理污水的其他機械設備受到磨損。
沉澱池是利用重力的作用使懸浮性雜質與水分離。它可以分離直徑為20~100µ,m以上的顆粒。根據沉澱池內的水流方向,可將其分為平流式、輻流式和豎流式三種。
①平流式沉澱池。廢水從池一端流人,按水平方向在池內流動,水中懸浮物逐漸沉向池底,澄清水從另一端溢出。
②輻流式沉澱池。池子多為圓形,直徑較大,一般在20~30m以上,適用於大型水處理廠。原水經進水管進入中心筒後,通過筒壁上的孔口和外圍的環形穿孔擋板,沿徑向呈輻射狀流向沉澱池周邊。由於過水斷面不斷增大,流速逐漸變小,顆粒沉降下來,澄清水從其周圍溢出匯入集水槽排出。
③豎流式沉澱池。截面多為圓形,也有方形和多角形的。水由中心管的下口流入池中,通過反射板的阻攔向四周分布於整個水平斷面上,緩緩向上流動。沉速超過上升流速的顆粒則沉到污泥斗,澄清後的水由四周的埋口溢出池外。
在污水處理與利用的方法中,沉澱(或上浮)法常常作為其他處理方法前的預處理。如用生物處理法處理、污水時,一般需事先經過預沉池去除大部分懸浮物質,以減少生化處理時的負荷,而經生物處理後的出水仍要經過二次沉澱池的處理,進行泥水分離以保證出水水質。
(3)浮選法。將空氣通人污水中,並以微小氣泡形式從水中析出成為載體,污水中相對密度接近於水的微小顆粒狀的污染物質(如乳化油等)附在氣泡上,並隨氣泡上升到水面,然後用機械的方法撇除,從而使污水中的污染物質得以從污水中分離出來。疏水性的物質易氣浮,而親水性的物質不易氣浮。因此有時為了提高氣浮效率,需向污水中加入浮選劑改變污染物的表面特性,使某些親水性物質轉變為疏水性物質,然後氣浮除去,這種方法稱為「浮選」。
氣浮時要求氣泡的分散度高,量多,有利於提高氣浮的效果。泡沫層的穩定性要適當,既便於浮渣穩定在水面上,又不影響浮渣的運送和脫水。產生氣 泡的方法有兩種:
1)機械法。使空氣通過微孔管、微孔板、帶孔轉盤等生成微小氣泡。
2)壓力溶氣法。將空氣在一定的壓力下溶於水中, 並達到飽和狀態, 然後突然減壓, 過飽和的空氣便以微小氣泡的形式從水中逸出。 目前廢水處理中的氣浮工藝多採用壓力溶氣法。
氣浮法的主要優點有:設備運行能力優於沉澱池, 一般只需15~20min即可完成固液分離, 因此它佔地少, 效率較高;氣浮法所產生的污泥較乾燥, 不易腐化, 且系表面刮取, 操作較便利;整個工作是向水中通人空氣, 增加了水中的潛解氧量, 對除去水中有機物、 藻類表面活性劑及臭味等有明顯效果, 其出水水質為後續處理及利用提供了有利條件。
氣浮法的主要缺點是:耗電量較大;設備維修及管理工作量增加, 運轉部分常有堵塞的可能;浮渣露出水面, 易受風、 雨等氣候因素影響。
除了上述兩種氣浮方法外, 目前較為常用的方法還有電解氣浮法。
(4)離心分離法。 含有懸浮污染物質的污水在高速旋轉時, 利用懸浮顆粒(如乳化油)和污水受到的離心力不同, 從而達到分離目的的方法。 常用的離心設備有旋流分離器和離心
2、化學處理法
向污水中投加化學試劑, 利用化學反應來分離、 回收污水中的污染物質,或將污染物質轉化為無害的物質。 該法既可使污染物與水分離, 回收某些有用物質, 也能改變污染物的性質, 如降低廢水的酸鹼度、 去除金屬離子、 氧化某些有毒有害的物質等, 因此可達到比物理法更高的凈化程度。 常用的化學方法 有化學沉澱法、 中和法、 氧化還原法和混凝法。
化學法處理的局限性如下:
由於化學處理廢水常採用化學葯劑(或材料), 處理費用一般較高, 操作與 管理的要求也較嚴格。
化學法還需與物理法配合使用。 在化學處理之前, 往往需用沉澱和過濾等手段作為前處理;在某些場合下,又需採用沉澱和過濾等物理手段作為化學處理的後處理。
( 1)化學沉澱法。
化學沉澱法是指向廢水中投加某些化學葯劑, 使其與廢水中的溶解性污染物發生五換反應, 形成難榕於水的鹽類(沉澱物)從水中沉澱出來, 從而降低或除去水中的污染物。化學沉澱法多用於在水處理中去除鈣離子、 鏡離子以及廢水中的重金屬離子, 如隸、 鍋、鉛、 缽等。 按使用的沉澱劑不同, 沉澱法可分為石灰法(又稱為氫氧化物沉澱法)、硫化物法和銀鹽法等。
水中Ca 2+、 Mg2+令 含量的總和稱總硬度, 可分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。碳酸鹽硬度可投加石灰使水中的Ca 2+和Mg2+形成CaC03和Mg (OH) 2沉澱而降低, 如需同時去除非碳酸鹽硬度, 可採用石灰-蘇打軟化法, 使Ca 2+和Mg2+ 形成CaC03 矛llMg ( OH) 2沉澱除去。 因此, 當原水硬度或鹼度較高時, 可先用化學沉澱法作為離子交換軟化的前處理, 以節省離子交換的運行費用。
去除廢水中的重金屬離子時, 一般採用投加碳酸鹽的方法, 生成的金屬離子, 碳酸鹽的溶度積很小, 便於回收。 如利用碳酸銷處理含鎊廢水。
ZnS04 + Na 2C03 一一→ZnC03 ↓+ NazS04
此法優點是經濟簡便, 葯劑來源廣, 因此在處理重金屬廢水時應用最廣。 存在的問題是勞動衛生條件差, 管道易結垢堵塞與腐蝕;沉澱體積大, 脫水困難。
(2)中和法。
中和法處理是利用酸鹼相互作用生成鹽和水的化學原理, 將廢水從酸性或鹼性調整到中性附近的處理方法。 對於酸或鹼的濃度大於3%的廢水, 首先應進 行酸鹼的回收。 對於低濃度的酸鹼廢水, 可採取中和法進行處理。
酸性污水的處理, 通常採用投加石灰、 苛性鍋、 碳酸鍋或以石灰石、 大理石作潔、料來中和酸性污水。 鹼性污水的處理, 通常採用投加硝酸、 鹽酸或利用二氧化碳氣體中和鹼性污水。 另外, 對於酸、 鹼性污水也可以用二者相互中和的辦法來處理。
(3)氧化還原法。
氧化還原法是通過化學葯劑與水中污染物之間的氧化還原反應, 將污水中的有毒有害污染物轉化為無毒或微毒物質的方法。 這種方法主要處理無機污染物, 如重金屬和氧化物的污染。 利用高健酸御、 液氯、 臭氧等強氧化劑或電極的陽極反應, 將廢水中的有害物質氧化分解為元害物質;利用鐵粉等還原劑或電極的陰極反應, 將廢水中的有害物質還原為無害物質;臭氧氧化法對污水進 行脫色、 殺菌和除臭處理;空氣氧化法處理含硫廢水;還原法處理含錦電鍍廢水等都是氧化還原法處理廢水的實例。
水處理常用的氧化劑有氧、 臭氧、 氯、 次氯酸等。 常用的還原劑有硫酸亞鐵、 亞硫酸鹽、 鐵屑、 鑄粉等。
(4)混凝法。
混凝法是在含不易沉降的細顆粒及膠體顆粒的廢水中加入電解質以破壞肢體的穩定性而使其聚沉。 常用的混凝劑有硫酸鋁、 硫酸亞鐵、 三氯化鐵、 聚乙烯亞股或聚丙烯酷膠等。 為加速混凝常伴隨加入助凝劑石灰、 活性硅膠、 骨膠等。
3、物理化學處理法
物理化學法(簡稱物化法), 是利用萃取、 吸附、 離子交換、 膜分離技術、氣提等物理化學的原理, 處理或回收工業廢水的方法。 它主要用分離廢水中無機的或有機的(難以生物降解的)溶解態或膠態的污染物質, 回收有用組分,並使廢水得到深度凈化。 因此, 適合於處理雜質濃度很高的廢水(用作回收利用的方法), 或是濃度很低的廢水(用作廢水深度處理)。利用物理化學法處理工業廢水前, 一般要經過預處理, 以減少廢水中的懸浮物、 油類、 有害氣體等雜質, 或調整廢水的pH值, 以提高回收效率、 減少損耗。同時, 濃縮的殘渣要 經過後處理以避免二次污染。常用的方法有萃取法、 吸附法、 離子交換法、 膜析法(包括滲析法、 電滲析法、 反滲透法、 超濾法等)。
(1)萃取法。
萃取法是向污水中加人一種與水不相溶而密度小於水的有機溶劑, 充分混合接觸後使污染物重新分配, 由水相轉移到溶劑相中, 利用溶劑與水的密度差別, 將溶劑分離出來, 從而使污水得到凈化的方法。再利用溶質與溶劑的沸點差將溶質蒸館回收, 再生後的溶劑可循環使用。使用的溶劑叫萃取劑, 提出的物質叫萃取物。 萃取是一種液-液相間的傳質過程, 是利用污染物(溶質)在水與有機溶劑兩相中的溶解度不同進行分離的。
在選擇萃取劑時, 應注意萃取劑對被萃取物(污染物)的選擇性, 即溶解能力的大小, 通常溶解能力越大, 萃取的效果越好;萃取劑與水的密度相差越大, 萃取後與水分離就越容易。常用的萃取劑有含氧萃取劑、 含磷萃取劑、 含氮萃取劑等 。 常用的萃取設備有脈沖篩板塔、 離心萃取機等。
(2)吸附法。
吸附法處理廢水是利用——種多孔性固體材料(吸附劑)的表面來吸附水中的一種或多種溶解污染物、 有機污染物等(稱為熔質或吸附質), 以回收或去除它們, 使廢水得以凈化。例如, 利用活性炭可吸附廢白水中的盼、 隸、 錯、氧等劇毒物質, 且具有脫色、 除臭等作用。吸附法目前多用於污水的深度處理, 可分為靜態吸附和動態吸附兩種方法, 即在污水分別處於靜態和流動態時進行吸 附處理。常用的吸附設備有固定床、 移動床和流動床等。
在廢水處理中常用的吸附劑有活性炭、 磺化煤、 木炭、 焦炭、 硅藻土、 木屑和吸附樹脂等。以活性炭和吸附樹脂應用較為普遍。一般吸附劑均呈鬆散多 孔結構, 具有巨大的比表面積。其吸附力可分為分子引力(范德華力)、 化學鍵力和靜電引力三種。水處理中大多數吸附是上述三種吸附力共同作用的結果。
吸附劑吸附飽和後必須經過再生, 把吸附質從吸附劑的細孔中除去, 恢復其吸附能力。再生的方法有加熱再生法、 蒸汽吹脫法、 化學氧化再生法(濕式氧化、 電解氧化和臭氧氧化等)、 溶劑再生法和生物再生法等。
由於吸附劑價格較貴, 而且吸附法對進水的預處理要求高, 因此多用於給水處理中。
(3)離子交換法。
離子交換法是利用離子交換劑的離子交換作用置換污水中的離子態污染物質的方法。隨著離子交換樹脂的生產和離子交換技術的發展, 由於效果良好, 操作方便, 近年來在回收和處理工業污水中的有毒物質方面, 得到一定的應用。如用陽離子交換劑去除(回收) 污水中的銅、鎳、鎘、鋅、汞、金、銀、鉑等重金屬。
離子交換法多用於工業給水處理中的軟化和除鹽, 主要去除廢水中的金屬 離子。 離子交換軟化法採用Na+交換樹脂。
(4)膜析法。
1) 電滲析法。電摻析法是在直流電場的作用下, 利用陰、 陽離子交換膜對溶液中陰陽離子的選擇透過性(即陽膜只允許陽離子通過, 陰膜只允許陰商子通過), 使一部分溶液中的離子遷移到另一部分溶液中去,使得溶液中的電解質與水分離, 從而達到濃縮、純化、分離的一 種水處理方法。電滲析法是在離子交換技術基礎上發展起來的新方法, 除用於污水處理外, 還可用於海水除鹽、制備去離子水(純水)等。
2)反滲透法。
反滲透法巳用於含重金屬廢水的處理、 污水的深度處理及海水淡化等。在世界淡水供應危機嚴重的今天, 反滲透法結合蒸館法的海水淡化技術前景廣闊。 它的另一重要用途是與離子交換系統聯用, 作為離子交換的預處理方法以制備去離子的超純水。在廢水處理中, 反滲透法主要用於去除與回收重金屬離子, 去除鹽、有機物、色度以及放射性元素等。
目前在水處理領域內廣泛應用的半透膜有醋酸纖維素 膜和聚酷膠膜磺化聚苯醋等高聚物。常用的反滲透裝置有管式、螺旋式、中空纖維式及板框式等。滲透水可重復利用。
4、生物處理法
生物處理法是利用自然環境中微生物的生物化學作用, 氧化分解溶解於污 水中或肢體狀態的有機污染物和某些無機毒物(如氟化物、硫化物), 並將其轉化為穩定無害的無機物, 從而使廢水得以凈化的方法。 此法具有投資少、效果好、運行費用低等優點, 在城市廢水和工業廢水的處理中得到最廣泛的應用。
現代生物處理法根據微生物在生化反應中是否需要氧氣, 分為好氧生物處 理和厭氧生物處理兩類。
(1)好氧生物處理法。
在有氧的條件下, 依賴好氧菌和兼氧菌的生化作用完成廢水處理的工藝稱為好氧生物處理法。 該法需要有氧的供應。 根據好氧微生物在處理系統中所呈現的狀態, 可分為活性污泥法和生物膜法。
1)活性污泥法是目前使用最廣泛的一種生物處理法。 該方法是向曝氣池中富含有機污染物並有細菌的廢水中不斷地通人空氣(曝氣), 在一定的時間後就會出現懸浮態絮狀的泥粒, 這實際上是由好氧菌(及兼性好氧菌)所吸附的有機物和好氧菌代謝活動的產物所組成的聚集體, 具有很強的分解有機物的能力,稱之為 「活性污泥」。從曝氣池流出的污水和活性污泥混合液經沉澱池沉澱分離後, 澄清的水被排放, 污泥作為種泥迴流到曝氣池, 繼續運作。 這種以活性污泥為主體的生物處理法稱為 活性污泥法」 。廢水在曝氣池中停留4~6h, 可除去廢水中的有機物(BOD6)約90%。 活性污泥法有多種池型及運行方式, 通常有普通活性污泥法、完全混合式表面曝氣法、吸附再生法等。
2)生物膜法是使污水連續流經固體填料(碎石、煤渣或塑料填料), 微生物在填料上大量繁殖, 形成污泥狀的膠膜稱為生物膜, 利用生物膜處理污水的方法,稱為生物膜法。生物膜主要由大量的菌膠團、真菌、藻類和原生動物組成。 生物膜上的微生物起到和活性污泥同樣的凈化作用, 吸附並降解水中的有機污 染物, 從填料上脫落的衰老的生物膜隨處理後的污水流入沉澱池, 經過沉澱池沉澱分離後, 使污水得以凈化。常用的生物膜法有生物濾池、生物接觸氧化池、生物轉盤等。
(2)厭氧生物處理法。
在無氧的條件下, 利用厭氧微生物的作用分解、污水中的有機物, 使污水凈化的方法稱為厭氧生物處理法。 近年來, 世界性的能源緊張, 使污水處理向節能和實現能源化的方向發展, 從而促進了厭氧微生物處理方法的發展。 一大批高效新型厭氧生物反應器相繼出現, 包括厭氧生物濾池、 升流式厭氧污泥床、 厭氧硫化床等。 它們的共同特點是反應器中生物團體濃度很高, 市泥齡很長, 因此處理能力大大提高, 從而使厭氧生物處理法所具有的能耗小、可以回收能源、 剩餘的污泥量少、 生成的污泥穩定而易處理、 對高濃度有機廢水處理效率高等優點得到充分體現。厭氧生物處理法經過多年的發展,已經成為污水處理的主要方法之一。
5、除磷、 脫氮
( 1) 除磷。 城市廢水中磷的主要來源是糞便、 洗滌劑和某些工業廢水, 以正磷酸鹽、 聚磷酸鹽和有機磷的形式溶解於水中。 常用的除磷方法有化學法和生物法。
1)化學法除磷。 利用磷酸鹽與鐵鹽、 石灰、 鋁鹽等反應生成磷酸鐵、 磷酸鈣、 磷酸鋁等沉澱, 將磷從廢水中排除。化學法的特點是磷的去除效率較高, 處理結果穩定, 污泥在處理和處置過程中不會重新釋放磷造成二次污染,但污泥的產量比較大。
2)生物法除磷。生物法除磷是利用微生物在好氧條件下, 對廢水中溶解性 磷酸鹽的過量吸收,沉澱分離而除磷。 整個處理過程分為厭氧放磷和好氧吸磷 兩個階段。
含有過量磷的廢水和含磷活性污泥進人厭氧狀態後,活性污泥中的聚磷商在厭氧狀態下, 將體內積聚的聚磷分解為無機磷釋放回廢水中。這就是 「 厭氧放磷」。聚磷菌在分解聚磷時產生的能量除一部分供自己生存外, 其餘供聚磷菌吸收廢水中的有機物,並在厭氧發酵產酸菌的作用下轉化成乙酸背,再進一步轉化為PHB (聚自-短基丁酸) 儲存於體內。
進入好氧狀態後, 聚磷菌將儲存於體內的PHB進行好氧分解, 並釋放出大 量能量,一部分供自己增殖, 另一部分供其吸收廢水中的磷酸鹽, 以聚磷的形式積聚於體內。這就是 「好氧吸磷」。在此階段, 活性污泥不斷增殖。 除了一部分含磷活性活泥迴流到厭氧池外, 其餘的作為剩餘污泥排出系統,達到除磷的目的。
(2) 脫氮。
生活廢水中各種形式的氮占的比例比較恆定:有機氮 50%~60%,氨氮40%~ 50%,亞硝酸鹽與硝酸鹽中的氮占 0~ 5%。 它們均來源於人們食物中的蛋白質。脫氮的方法有化學法和生物法兩大類。
1)化學法脫氮。包括氨吸收法和加氯法。
①氨吸收法。 先把廢水的pH值調整到10以上,然後在解吸塔內解吸氨
②加氯法。在含氨氮的廢水中加氯。通過適當控制加氯量, 可以完全除去水中的氨氮。為了減少氯的投加量, 此法常與生物硝化聯用, 先硝化再除去微量的殘余氨氮。
2)生物法脫氮。生物脫氮是在微生物作用下, 將有機氮和氨態氮轉化為氮氣的過程, 其中包括硝化和反硝化兩個反應過程。
硝化反應是在好氧條件下, 廢水中的氨態氮被硝化細菌 (亞硝酸菌和硝酸菌)轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。 反硝化反應是在無氧條件下, 反硝化菌將硝酸鹽氮(N03-)和亞硝酸鹽氮(NH2-)還原為氮氣。因此整個脫氮過程需經歷好氧和缺氧兩個階段。