Ⅰ 含重金屬酸性廢水的處理方法有哪些
(1)中和法處理含重金屬酸性廢水
(2)硫酸亞鐵法處理含重金屬酸性廢水
利用亞鐵鹽除去回廢水中的金屬答,廢水與鐵化合物混合,然後加入鹼進行中和,用空氣氧化以完成反應。結果產生出鐵鹽沉澱物、氫氧化物沉澱物的絡合鹽和重金屬,經過濾並用磁力使沉澱物從溶液中分離出來。
(3)反滲透法處理含重金屬酸性廢水
最近國外有成功地用反滲透法用於處理礦山含重金屬酸性廢水。重金屬:Cu、Pb、Zn、Ni、Cd等去除率達98%以上,pH值在7左右。
(4)處理含重金屬酸性廢水的其他方法
其他方法還包括:離子交換法、充電隔膜超濾法、電滲析法、電解沉積法、活性炭合成的聚合吸附劑法(特別適用於除去絡合重金屬),氫硼化鈉還原法和美國最近推出的所採用一種澱粉黃酸鹽葯劑均是處理礦山含重金屬酸性廢水的方法。
Ⅱ 化學沉澱法主要處理廢水中哪些污染物
向廢水中投加某種化學葯劑,使其與水中某些溶解物質產生反應,生成難溶於水的鹽類沉澱下來,從而降低水中這些溶解物質的含量,這種方法稱為水處理的化學沉澱法。
水中難溶解鹽類服從溶度積原則,即在一定溫度下,在含有難溶鹽的飽和溶液中,各種離子濃度的乘積為一常數,也就是溶度積常數。為去除廢水中的某種離子,可以向水中投加能生成難溶解鹽類的另一種離子,並使兩種離子的乘積大於該難溶解鹽的溶度積,形成沉澱,從而降低廢水中這種離子的含量。廢水中某種離子能否採用化學沉澱法與廢水分離,首先決定於能否找到合適的沉澱劑。一般來說,廢水中的汞、鉛、銅、鋅、六價鉻、硫、氰、氟等離子都有可能用化學沉澱法從廢水中分離出來。
通過向廢水中投加可溶性化學葯劑,使之與其中呈離子狀態的無機污染物起化學反應,生成不溶於或難溶於水的化合物沉澱析出,從而使廢水凈化的方法。投入廢水中的化學葯劑稱為沉澱劑,常用的有石灰、硫化物和鋇鹽等。根據沉澱劑的不同,可分為:氫氧化物沉澱法,即中和沉澱法,是從廢水中除去重金屬有效而經濟的方法;硫化物沉澱法,能更有效地處理含金屬廢水,特別是經氫氧化物沉澱法處理仍不能達到排放標準的含汞、含鎘廢水;鋇鹽沉澱法,常用於電鍍含鉻廢水的處理。化學沉澱法是一種傳統的水處理方法,廣泛用於水質處理中的軟化過程,也常用於工業廢水處理,以去除重金屬和氰化物,常見的化學沉澱葯劑參考http://www.cl39.com/望採納。
Ⅲ 查下水中的重金屬物質怎麼處理
概述
電鍍是利用化學和電化學方法在金屬或在其它材料表面鍍上各種金屬。電鍍技術廣泛應用於機器製造、輕工、電子等行業。
電鍍廢水的成分非常復雜,除含氰(CN-)廢水和酸鹼廢水外,重金屬廢水是電鍍業潛在危害性極大的廢水類別。根據重金屬廢水中所含重金屬元素進行分類,一般可以分為含鉻(Cr)廢水、含鎳(Ni)廢水、含鎘(Cd)廢水、含銅(Cu)廢水、含鋅(Zn)廢水、含金(Au)廢水、含銀(Ag)廢水等。電鍍廢水的治理在國內外普遍受到重視,研製出多種治理技術,通過將有毒治理為無毒、有害轉化為無害、回收貴重金屬、水循環使用等措施消除和減少重金屬的排放量。隨著電鍍工業的快速發展和環保要求的日益提高,目前,電鍍廢水治理已開始進入清潔生產工藝、總量控制和循環經濟整合階段,資源回收利用和閉路循環是發展的主流方向。
1電鍍重金屬廢水治理技術的現狀
1 .1化學沉澱
化學沉澱法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶於水的重金屬化合物的方法,包括中和沉法和硫化物沉澱法等。
1.1.1中和沉澱法
在含重金屬的廢水中加入鹼進行中和反應,使重金屬生成不溶於水的氫氧化物沉澱形式加以分離。中和沉澱法操作簡單,是常用的處理廢水方法。實踐證明在操作中需要注意以下幾點[1]:(1)中和沉澱後,廢水中若pH值高,需要中和處理後才可排放;(2)廢水中常常有多種重金屬共存,當廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時,pH值偏高,可能有再溶解傾向,因此要嚴格控制pH值,實行分段沉澱;(3)廢水中有些陰離子如:鹵素、氰根、腐植質等有可能與重金屬形成絡合物,因此要在中和之前需經過預處理;(4)有些顆粒小,不易沉澱,則需加入絮凝劑輔助沉澱生成。
1.1.2硫化物沉澱法
加入硫化物沉澱劑使廢水中重金屬離子生成硫化物沉澱除去的方法。與中和沉澱法相比,硫化物沉澱法的優點是:重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低,而且反應的pH值在7—9之間,處理後的廢水一般不用中和。硫化物沉澱法的缺點是[2]:硫化物沉澱物顆粒小,易形成膠體;硫化物沉澱劑本身在水中殘留,遇酸生成硫化氫氣體,產生二次污染。為了防止二次污染問題,英國學者研究出了改進的硫化物沉澱法,即在需處理的廢水中有選擇性的加入硫化物離子和另一重金屬離子(該重金屬的硫化物離子平衡濃度比需要除去的重金屬污染物質的硫化物的平衡濃度高)。由於加進去的重金屬的硫化物比廢水中的重金屬的硫化物更易溶解,這樣廢水中原有的重金屬離子就比添加進去的重金屬離子先分離出來,同時防止有害氣體硫化氫生成和硫化物離子殘留問題。
1.2氧化還原處理
1.2.1 化學還原法
電鍍廢水中的Cr主要以Cr6+離子形態存在,因此向廢水中投加還原劑將Cr6+還原成微毒的Cr3+後,投加石灰或NaOH產生Cr(OH)3沉澱分離去除。化學還原法治理電鍍廢水是最早應用的治理技術之一,在我國有著廣泛的應用,其治理原理簡單、操作易於掌握、能承受大水量和高濃度廢水沖擊。根據投加還原劑的不同,可分為FeSO4法、NaHSO3法、鐵屑法、SO2法等。
應用化學還原法處理含Cr廢水,鹼化時一般用石灰,但廢渣多;用NaOH或Na2CO3,則污泥少,但葯劑費用高,處理成本大,這是化學還原法的缺點。
1.2.2 鐵氧體法
鐵氧體技術是根據生產鐵氧體的原理發展起來的。在含Cr廢水中加入過量的FeSO4,使Cr6+還原成Cr3+, Fe2+氧化成Fe3+,調節pH值至8左右,使Fe離子和Cr離子產生氫氧化物沉澱。通入空氣攪拌並加入氫氧化物不斷反應,形成鉻鐵氧體。其典型工藝有間歇式和連續式。鐵氧體法形成的污泥化學穩定性高,易於固液分離和脫水。鐵氧體法除能處理含Cr廢水外,特別適用於含重金屬離子的電鍍混合廢水。我國應用鐵氧體法已經有幾十年歷史,處理後的廢水能達到排放標准,在國內電鍍工業中應用較多。
鐵氧體法具有設備簡單、投資少、操作簡便、不產生二次污染等優點。但在形成鐵氧體過程中需要加熱(約70oC),能耗較高,處理後鹽度高,而且有不能處理含Hg和絡合物廢水的缺點。
1.2.3 電解法
電解法處理含Cr廢水在我國已經有二十多年的歷史,具有去除率高、無二次污染、所沉澱的重金屬可回收利用等優點。大約有30多種廢水溶液中的金屬離子可進行電沉積。電解法是一種比較成熟的處理技術,能減少污泥的生成量,且能回收Cu、Ag、Cd等金屬,已應用於廢水的治理。不過電解法成本比較高,一般經濃縮後再電解經濟效益較好。
近年來,電解法迅速發展,並對鐵屑內電解進行了深入研究,利用鐵屑內電解原理研製的動態廢水處理裝置對重金屬離子有很好的去除效果。
另外,高壓脈沖電凝系統(High Voltage Electrocagulation System)為當今世界新一代電化學水處理設備,對表面處理、塗裝廢水以及電鍍混合廢水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有顯著的治理效果。高壓脈沖電凝法比傳統電解法電流效率提高20%—30%;電解時間縮短30%—40%;節省電能達到30%—40%;污泥產生量少;對重金屬去除率可達96%一99%[3]。
1.3 溶劑萃取分離
溶劑萃取法[4]是分離和凈化物質常用的方法。由於液一液接觸,可連續操作,分離效果較好。使用這種方法時,要選擇有較高選擇性的萃取劑,廢水中重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在,例如在酸性條件下,與萃取劑發生絡合反應,從水相被萃取到有機相,然後在鹼性條件下被反萃取到水相,使溶劑再生以循環利用。這就要求在萃取操作時注意選擇水相酸度。盡管萃取法有較大優越性,然而溶劑在萃取過程中的流失和再生過程中能源消耗大,使這種方法存在一定局限性,應用受到很大的限制。
1.4 吸附法
吸附法是利用吸附劑的獨特結構去除重金屬離子的一種有效方法。利用吸附法處理電鍍重金屬廢水的吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹脂等。活性炭裝備簡單,在廢水治理中應用廣泛,但活性炭再生效率低,處理水質很難達到回用要求,一般用於電鍍廢水的預處理。腐植酸類物質是比較廉價的吸附劑,把腐植酸做成腐植酸樹脂用以處理含Cr、含Ni廢水已有成功經驗。有相關研究表明,殼聚糖及其衍生物是重金屬離子的良好吸附劑,殼聚糖樹脂交聯後,可重復使用10次,吸附容量沒有明顯降低[5]。利用改性的海泡石治理重金屬廢水對Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力,處理後廢水中重金屬含量顯著低於污水綜合排放標准。另有文獻報道蒙脫石也是一種性能良好的粘土礦物吸附劑,鋁鋯柱撐蒙脫石在酸性條件下對Cr 6+的去除率達到99%,出水中Cr 6+含量低於國家排放標准,具有實際應用前暑[6]。
1.5 膜分離技術
膜分離法是利用高分子所具有的選擇性來進行物質分離的技術,包括電滲析、反滲透、膜萃取、超過濾等。用電滲析法處理電鍍工業廢水,處理後廢水組成不變,有利於回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理,已有成套設備。反滲透法已大規模用於鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬廢水處理。採用反滲透法處理電鍍廢水,已處理水可以回用,實現閉路循環。液膜法治理電鍍廢水的研究報道很多,有些領域液膜法已由基礎理論研究進入到初步工業應用階段,如我國和奧地利均用乳狀液膜技術處理含Zn廢水,此外也應用於鍍Au廢液處理中[7]。膜萃取技術是一種高效、無二次污染的分離技術,該項技術在金屬萃取方面有很大進展。
1.6 離子交換處理法
離子交換處理法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法,應用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等等,離子交換樹脂有凝膠型和大孔型。前者有選擇性,後者製造復雜、成本高、再生劑耗量大,因而在應用上受到很大限制。離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現的。推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力,多數情況下離子是先被吸附,再被交換,離子交換劑具有吸附、交換雙重作用。這種材料的應用越來越多,如膨潤土[11],它是以蒙脫石為主要成分的粘土,具有吸水膨脹性好、比表面積大、較強的吸附能力和離子交換能力,若經改良後其吸附及離子交換的能力更強。但是卻較難再生,天然沸石在對重金屬廢水的處理方面比膨潤土具有更大的優點:沸石[9]是含網架結構的鋁硅酸鹽礦物,其內部多孔,比表面積大,具有獨特的吸附和離子交換能力。研究表明[10],沸石從廢水中去除重金屬離子的機理,多數情況下是吸附和離子交換雙重作用,隨流速增加,離子交換將取代吸附作用佔主要地位。若用NaCl對天然沸石進行預處理可提高吸附和離子交換能力。通過吸附和離子交換再生過程,廢水中重金屬離子濃度可濃縮提高30倍。沸石去除銅,在NaCl再生過程中,去除率達97%以上,可多次吸附交換,再生循環,而且對銅的去除率並不降低。
1.7 生物處理技術
由於傳統治理方法有成本高、操作復雜、對於大流量低濃度的有害污染難處理等缺點,經過多年的探索和研究,生物治理技術日益受到人們的重視。隨著耐重金屬毒性微生物的研究進展,採用生物技術處理電鍍重金屬廢水呈現蓬勃發展勢頭,根據生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法以及植物修復法。
1.7.1 生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱的一種除污方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產生並分泌到細胞外,具有絮凝活性的代謝物。一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質構成,分子中含有多種官能團,能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉澱。至目前為止,對重金屬有絮凝作用的約有十幾個品種,生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定的鰲合物而沉澱下來。應用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、不產生二次污染、絮凝效果好,且生長快、易於實現工業化等特點。此外,微生物可以通過遺傳工程、馴化或構造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有廣闊的應用前景。
1.7.2 生物吸附法
生物吸附法是利用生物體本身的化學結構及成分特性來吸附溶於水中的金屬離子,再通過固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子,有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質,能使溶液中可溶性的重金屬離子轉化為沉澱物而去除。生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易於分離回收重金屬等特點,已經被廣泛應用。
1.7.3 生物化學法
生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水,將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用,將硫酸鹽還原成H2S,廢水中的重金屬離子可以和所產生的H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物沉澱而被去除,同時H2SO4的還原作用可將SO42-轉化為S2-而使廢水的pH值升高。因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉澱。有關研究表明,生物化學法處理含Cr 6+濃度為30—40mg/L的廢水去除率可達99.67%—99.97%[11]。有人還利用家畜糞便厭氧消化污泥進行礦山酸性廢水重金屬離子的處理,結果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬。趙曉紅等人[12]用脫硫腸桿菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅離子,在銅質量濃度為246.8 mg/L的溶液,當pH為4.0時,去除率達99.12%。
1.7.4 植物修復法[13]
植物修復法是指利用高等植物通過吸收、沉澱、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量,以達到治理污染、修復環境的目的。植物修復法是利用生態工程治理環境的一種有效方法,它是生物技術處理企業廢水的一種延伸。利用植物處理重金屬,主要有三部分組成:(1)利用金屬積累植物或超積累植物從廢水中吸取、沉澱或富集有毒金屬;(2)利用金屬積累植物或超積累植物降低有毒金屬活性,從而可減少重金屬被淋濾到地下或通過空氣載體擴散:(3)利用金屬積累植物或超積累植物將土壤中或水中的重金屬萃取出來,富集並輸送到植物根部可收割部分和植物地上枝條部分。通過收獲或移去已積累和富集了重金屬植物的枝條,降低土壤或水體中的重金屬濃度。在植物修復技術中能利用的植物有藻類、草本植物、木本植物等。
藻類凈化重金屬廢水的能力,主要表現在對重金屬具有很強的吸附力[14],利用藻類去除重金屬離子的研究已有大量報道[15]。褐藻對Au的吸收量達400 mg/ g,在一定條件下綠藻對Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金屬離子的去除率達80 %—90 %,馬尾藻、鼠尾藻對重金屬的吸附雖然不及綠海藻,但仍具有較好的去除能力。
草本植物凈化重金屬廢水的應用已有很多報道。鳳眼蓮是國際上公認和常用的一種治理污染的水生漂浮植物,它具有生長迅速,既能耐低溫、又能耐高溫的特點,能迅速、大量地富集廢水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多種重金屬。有關研究發現[16]鳳眼蓮對鈷和鋅的吸收率分別高達97%和80%。此外,還有很多草本植物具有凈化作用,如喜蓮子草、水龍、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。
木本植物具有處理量大、凈化效果好、受氣候影響小、不易造成二次污染等等優點,受到人們廣泛關注。同時對土壤中Cd、Hg等有較強的吸附積累作用,由胡煥斌等[17]試驗結果表明:蘆葦和池杉對重金屬Pb和Cd都有較強富集能力。
2電鍍重金屬廢水治理技術展望
隨著全球可持續發展戰略的實施,循環經濟和清潔生產技術越來越受到人們關注。電鍍重金屬廢水治理從末端治理已向清潔生產工藝、物質循環利用、廢水回用等綜合防治階段發展。未來電鍍重金屬廢水治理將突出以下幾個方面:
(1)貫徹循環經濟、重視清潔生產技術的開發與應用;提高電鍍物質、資源的轉化率和循環使用率;從源頭上削減重金屬污染物的產生量,並採用全過程式控制制、結合廢水綜合治理、最終實現廢水零排放。
(2)電鍍重金屬廢水的處理技術很多,其中生物技術是具有較大發展潛力的技術,具有成本低、效益高、不造成二次污染等優點。隨著基因工程、分子生物學等技術的發展和應用,具有高效、耐毒性的菌種不斷培育成功,為生物技術的廣泛應用提供了有利條件。對於已經污染的、范圍大的外環境,可採用植物修復技術治理,在治污的同時,不僅美化了環境,還可以獲得一定的經濟效益。
(3)綜合一體化技術是未來電鍍廢水治理技術的熱點。電鍍廢水種類繁多,各種電鍍工藝差異很大,僅使用一種廢水治理方法往往有其局限性,達不到理想的效果。因此,綜合多種治理技術特點的一體化技術應運而生。
Ⅳ 電鍍廢水處理是如何運用化學沉澱法的
化學沉澱法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶於水的重金屬化合物的方法版,包 括中和沉澱權和硫化物沉澱等。
·中和沉澱法。在含重金屬的廢水中加入鹼進行中和反應,使重金屬生成不溶於水的 氫氧化物沉澱形式加以分離。中和沉澱法操作簡單,是常用的處理廢水方法。
·硫化物沉澱法。加入硫化物使廢水中重金屬離子生成硫化物沉澱而除去的方法。與 中和沉澱法相比,硫化物沉澱法的優點是:重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低, 反應pH值在79之間,處理後的廢水一般不用中和,處理效果更好。但硫化物沉澱法的缺點 是:硫化物沉澱顆粒小,易形成膠體,硫化物沉澱在水中殘留,遇酸生成氣體,可能造成二 次污染。
Ⅳ 機械加工的重金屬廢水處理方法有哪些
機械加工各種金屬製品所排出的廢液和沖洗廢水,主要含有各種金屬離子,他們都是劇毒性的。廢水的涉及面很廣,且污染性大,是重點控制的工業廢水之一。那麼,機械加工的重金屬廢水處理方法有哪些呢?一起來看看吧~
來源
機械加工重金屬廢水一般含有鎘、鉻、鉛、鎳、鋅、汞等重金屬。含酸廢水和廢液,主要來自於工廠的材料酸洗車間。
危害
重金屬不能被生物降解,相反卻能在食物鏈的生物放大作用下,成千百倍地富集,最後進入人體。重金屬在人體內能和蛋白質及酶等發生強烈的相互作用,使它們失去活性,也可能在人體的某些器官中累積,造成慢性中毒。
重金屬廢水處理常用方法:
1、電解法
比較廣泛地用於處理含氰的重金屬廢水。以電解氧化使氰分解和使重金屬形成氫氧化物沉澱的方式去除廢水中的氰和重金屬。硫化汞廢渣用電解法處理能高效地回收純汞或汞化物。
弱水無極
2、離子交換法
由於重金屬廢水中的重金屬大多以離子狀態存在,所以用離子交換法處理能有效地除去和回收廢水中的重金屬。
弱水無極
3、生化處理法
生化處理法是藉助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法,包括生物吸附、生物絮凝、微生物代謝等方法。
弱水無極
4、化學法
投加弱水無極的重金屬捕捉劑RS200,重金屬捕捉劑通過多種螯合基團對重金屬離子螯合,產生疏水性結構而沉澱;同時,在體型結構的高分子作用下,通過絮集和網捕作用顯著提高沉澱速度和去除率,從而擺脫了線性螯合沉澱的缺點。
重金屬捕捉劑RS200廣泛用於電鍍、PCB、礦山、有色冶煉、化工產品除雜(重金屬)等領域。尤其是 通過常規方法(如加燒鹼+PAC+PAM)不能處理絡合狀態的重金屬有很好去除作用。在 PCB、FPC 廢水除絡合銅、除絡合鎳效果十分顯著;化學鎳、鋁陽極氧化廢水和鋅鎳合 金廢水處理上得到廣泛應用。穩定達到表三標准(Cu<0.3mg/L,Ni<0.1mg/L)。
Ⅵ 用化學沉澱法如何處理重金屬廢水具有什麼優點
化學沉來淀法是指向重金屬廢水中源投放葯劑,通過化學反應使溶解狀態的重金屬生成沉澱而去除的方法。包括中和沉澱法、硫化物沉澱法、鋇鹽沉澱法等。中和沉澱法應用比較廣泛,向重金屬廢水中投放葯劑(如石灰石)使廢水中重金屬形成沉澱而去除。化學沉澱法處理重金屬廢水具有工藝簡單、去除范圍廣、經濟實用等特點,是目前應用最為廣泛的處理重金屬廢水的方法。
Ⅶ 電鍍廠中熱鍍廢水中的重金屬怎麼處理
(一)電化學法
電化學法是近年來發展起來的一種有競爭力的水處理方法。利用點溶液內原理,通過電極容反應和溶液中重金屬離子的遷移來凈化廢水。
(二)化學沉澱法
化學沉澱法是一種廣泛應用於工業電鍍廢水處理的有效方法。該方法是在電鍍廢水中加入化學葯劑,通過沉澱反應去除重金屬離子的一種方法。主要包括氫氧化物沉澱法、硫化物沉澱法和鐵素體法。
(三)膜分離技術
膜分離技術作為一種新的分離技術,不僅可以有效地凈化廢水,而且還可以回收一些有用的物質。同時具有節能、無相變、設備簡單、操作方便等特點。因此,電鍍廢水處理得到了廣泛的應用,顯示出廣闊的發展前景。
(四)離子交換法
離子交換法是離子交換樹脂,其與水體中的重金屬離子交換,是通過降低水體中重金屬離子的濃度來凈化廢水的方法。
以往重金屬廢水處理的應用基本上採用日本提供的處理工藝,主要由硫化處理工藝、石膏中和工藝和鐵鹽氧化工藝組成。聯合工藝雖然能使處理後的水達標排放,但仍存在許多不足。我們需要開發新技術。今後,我們要努力利用它來降低成本,提高出水水質,避免二次污染,使重金屬得到有效的回收。
Ⅷ 重金屬廢水的主要治理方法有哪些,它的各自特點是什麼
重金屬廢水的常用處理技術方法及特點:
一、化學沉澱
化學沉澱法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶於水的重金屬化合物的方法,包括中和沉法和硫化物沉澱法等。
1、中和沉澱法
在含重金屬的廢水中加入鹼進行中和反應,使重金屬生成不溶於水的氫氧化物沉澱形式加以分離。中和沉澱法操作簡單,是常用的處理廢水方法。實踐證明在操作中需要注意以下幾點:
(1)中和沉澱後,廢水中若pH值高,需要中和處理後才可排放;
(2)廢水中常常有多種重金屬共存,當廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時,pH值偏高,可能有再溶解傾向,因此要嚴格控制pH值,實行分段沉澱;
(3)廢水中有些陰離子如:鹵素、氰根、腐植質等有可能與重金屬形成絡合物,因此要在中和之前需經過預處理;
(4)有些顆粒小,不易沉澱,則需加入絮凝劑輔助沉澱生成。
2、 硫化物沉澱法
加入硫化物沉澱劑使廢水中重金屬離子生成硫化物沉澱後從廢水中去除的方法。
與中和沉澱法相比,硫化物沉澱法的優點是:重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低,反應時最佳pH值在7—9之間,處理後的廢水不用中和。硫化物沉澱法的缺點是:硫化物沉澱物顆粒小,易形成膠體;硫化物沉澱劑本身在水中殘留,遇酸生成硫化氫氣體,產生二次污染。為了防止二次污染問題,在需處理的廢水中有選擇性的加入硫化物離子和另一重金屬離子(該重金屬的硫化物離子平衡濃度比需要除去的重金屬污染物質的硫化物的平衡濃度高)。由於加進去的重金屬的硫化物比廢水中的重金屬的硫化物更易溶解,這樣廢水中原有的重金屬離子就比添加進去的重金屬離子先分離出來,同時能夠有效地避免硫化氫的生成和硫化物離子殘留的問題。
二、氧化還原處理
1、化學還原法
電鍍廢水中的Cr主要以Cr6+離子形態存在,因此向廢水中投加還原劑將Cr6+還原成微毒的Cr3+後,投加石灰或NaOH產生Cr(OH)3沉澱分離去除。化學還原法治理電鍍廢水是最早應用的治理技術之一,在中國有著廣泛的應用,其治理原理簡單、操作易於掌握、能承受大水量和高濃度廢水沖擊。根據投加還原劑的不同,可分為FeSO4法、NaHSO3法、鐵屑法、SO2法等。
應用化學還原法處理含Cr廢水,鹼化時一般用石灰,但廢渣多;用NaOH或Na2CO3,則污泥少,但葯劑費用高,處理成本大,這是化學還原法的缺點。
2、 鐵氧體法
鐵氧體技術是根據生產鐵氧體的原理發展起來的。在含Cr廢水中加入過量的FeSO4,使Cr6+還原成Cr3+,Fe2+氧化成Fe3+,調節pH值至8左右,使Fe離子和Cr離子產生氫氧化物沉澱。通入空氣攪拌並加入氫氧化物不斷反應,形成鉻鐵氧體。其典型工藝有間歇式和連續式。鐵氧體法形成的污泥化學穩定性高,易於固液分離和脫水。鐵氧體法除能處理含Cr廢水外,特別適用於含重金屬離子種類較多的電鍍混合廢水。中國應用鐵氧體法已經有幾十年歷史,處理後的廢水能達到排放標准,在國內電鍍工業中應用較多。
鐵氧體法具有設備簡單、投資少、操作簡便、不產生二次污染等優點。但在形成鐵氧體過程中需要加熱(約70oC),能耗較高,處理後鹽度高,而且有不能處理含Hg和絡合物廢水的缺點。
3、電解法
電解法處理含Cr廢水在中國已經有二十多年的歷史,具有去除率高、無二次污染、所沉澱的重金屬可回收利用等優點。大約有30多種廢水溶液中的金屬離子可進行電沉積。電解法是一種比較成熟的處理技術,能減少污泥的生成量,且能回收Cu、Ag、Cd等金屬,已應用於廢水的治理。不過電解法成本比較高,一般經濃縮後再電解經濟效益較好。
近年來,電解法迅速發展,並對鐵屑內電解進行了深入研究,利用鐵屑內電解原理研製的動態廢水處理裝置對重金屬離子有很好的去除效果。
另外,高壓脈沖電凝系統()為當今世界新一代電化學水處理設備,對表面處理、塗裝廢水以及電鍍混合廢水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有顯著的治理效果。高壓脈沖電凝法比傳統電解法電流效率提高20%—30%;電解時間縮短30%—40%;節省電能達到30%—40%;污泥產生量少;對重金屬去除率可達96%一99%。
三、溶劑萃取分離溶劑萃取法是分離和凈化物質常用的方法。由於液一液接觸,可連續操作,分離效果較好。使用這種方法時,要選擇有較高選擇性的萃取劑,廢水中重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在,例如在酸性條件下,與萃取劑發生絡合反應,從水相被萃取到有機相,然後在鹼性條件下被反萃取到水相,使溶劑再生以循環利用。這就要求在萃取操作時注意選擇水相酸度。盡管萃取法有較大優越性,然而溶劑在萃取過程中的流失和再生過程中能源消耗大,使這種方法存在一定局限性,應用受到很大的限制。
四、吸附法
吸附法是利用吸附劑的獨特結構去除重金屬離子的一種有效方法。利用吸附法處理電鍍重金屬廢水的吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹脂等。活性炭裝備簡單,在廢水治理中應用廣泛,但活性炭再生效率低,處理水質很難達到回用要求,一般用於電鍍廢水的預處理。腐植酸類物質是比較廉價的吸附劑,把腐植酸做成腐植酸樹脂用以處理含Cr、含Ni廢水已有成功經驗。有相關研究表明,殼聚糖及其衍生物是重金屬離子的良好吸附劑,殼聚糖樹脂交聯後,可重復使用10次,吸附容量沒有明顯降低。利用改性的海泡石治理重金屬廢水對Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力,處理後廢水中重金屬含量顯著低於污水綜合排放標准。另有文獻報道蒙脫石也是一種性能良好的粘土礦物吸附劑,鋁鋯柱撐蒙脫石在酸性條件下對Cr6+的去除率達到99%,出水中Cr6+含量低於國家排放標准,具有實際應用前暑。同時可以查看中國污水處理工程網更多技術文檔。
五、膜分離法
膜分離法是利用高分子所具有的選擇性來進行物質分離的技術,包括電滲析、反滲透、膜萃取、超過濾等。用電滲析法處理電鍍工業廢水,處理後廢水組成不變,有利於回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理,已有成套設備。反滲透法已大規模用於鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬廢水處理。採用反滲透法處理電鍍廢水,已處理水可以回用,實現閉路循環。膜萃取技術是一種高效、無二次污染的分離技術,該項技術在金屬萃取方面有很大進展。
六、離子交換法
離子交換處理法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法,應用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等等,離子交換樹脂有凝膠型和大孔型。前者有選擇性,後者製造復雜、成本高、再生劑耗量大,因而在應用上受到很大限制。離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現的。推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力,多數情況下離子是先被吸附,再被交換,離子交換劑具有吸附、交換雙重作用。這種材料的應用越來越多,如膨潤土,它是以蒙脫石為主要成分的粘土,具有吸水膨脹性好、比表面積大、較強的吸附能力和離子交換能力,若經改良後其吸附及離子交換的能力更強。但是卻較難再生,天然沸石在對重金屬廢水的處理方面比膨潤土具有更大的優點:沸石是含網架結構的鋁硅酸鹽礦物,其內部多孔,比表面積大,具有獨特的吸附和離子交換能力。研究表明,沸石從廢水中去除重金屬離子的機理,多數情況下是吸附和離子交換雙重作用,隨流速增加,離子交換將取代吸附作用佔主要地位。若用NaCl對天然沸石進行預處理可提高吸附和離子交換能力。通過吸附和離子交換再生過程,廢水中重金屬離子濃度可濃縮提高30倍。沸石去除銅,在NaCl再生過程中,去除率達97%以上,可多次吸附交換,再生循環,而且對銅的去除率並不降低。
Ⅸ 電解重金屬廢水的重金屬怎麼回收
多孔材料吸附廢水中的重金屬離子研究 多孔材料是一種由相互貫通或封閉的孔洞構成網路結構的材料,其比表面積大,有利於重金屬離子的吸附。傳統的孔材料主要有活性炭、硅藻土、沸石、海泡石、膨潤土、介孔材料等。王澤紅等以天然沸石為原料,採用酸、鹼、鹽改性後用來處理廢水中的鉛和銅離子,實驗結果表明,通過鹼改性的沸石對鉛和銅的去除能力大為改善,對初始質量濃度100 mg/L的銅和鉛溶液,其去除率可達99%以上,可以達標排放。謝治民等用FeCl3改性海泡石處理廢水中的銻,實驗結果表明:鐵改性海泡石結構發生了變化,增強了其吸附性能;海泡石對pH有緩沖作用,增加其使用范圍;用0.1 mol/L NaOH再生後,使用6次,吸附量可達12.5 mg/g。Pingxiao Wu等通過改性制備了羥基鐵柱撐膨潤土,並研究了其對鎘的吸附,吸附量可達25.7 mg/g。但這些傳統的吸附材料普遍吸附容量較低,需要修飾或者改性。近些年來,研究人員通過化學組裝,人工合成了金屬-有機骨架材料,這類材料具有各種微納尺度的骨架型規整孔道結構、超大比表面積、空隙率以及小的固體密度。Fei Ke等採用巰基對三維金屬-有機骨架結構進行改性用於分離水中的Hg2+。實驗表明,改性的金屬-有機骨架化合物不僅顯示很強的吸附親和力(Kd=4.73×105 mL/g)和很高的吸附Hg2+容量(最大吸附量可達714.29 mg/g),而且吸附平衡時間短。金屬-有機骨架材料因其具有高比表面積和高孔隙率,吸附容量大,是重金屬廢水處理材料發展的一個方向。
沉澱法
氫氧化物沉澱法
往重金屬廢水中加入鹼性溶液,利用OH-與重金屬離子反應生成難溶的金屬氫氧化物沉澱,通過過濾予以分離。氫氧化物沉澱法包括分步沉澱法和一次沉澱法兩種。分步沉澱法是分段加入石灰乳,利用不同的金屬氫氧化物在不同的pH值下沉澱析出的特性,依次回收各種金屬氫氧化物。一次沉澱法則是一次性投加石灰乳,使溶液達到額定的pH值,從而使廢水中的各種重金屬離子同時以氫氧化物沉澱的形式析出。
硫化物沉澱法
將重金屬廢水pH值調節為一定鹼性後,再通過向重金屬廢水中投加硫化鈉或硫化鉀等硫化物,或者直接通入硫化氫氣體,使重金屬離子同硫離子反應生成難溶的金屬硫化物沉澱,然後被過濾分離。由於金屬硫化物的溶度積比相應的金屬氫氧化物的溶度積小得多,因此,硫化物沉澱法比氫氧化物沉澱法具有更多的優點,比如沉渣量少,容易脫水,沉渣金屬品位高,有利於金屬的回收。可是硫化物沉澱法也有不足之處,比方說硫化物結晶比較細小,難以沉降,因而應用也不是很廣。
還原-沉澱法
這種方法的原理是,用還原劑將重金屬廢水中的重金屬離子還原為金屬單質或者價態較低的金屬離子,先將金屬過濾收集,然後再往處理液中加入石灰乳,使得還原態的重金屬離子以氫氧化物的形式沉澱收集。銅和汞等的回收可以利用這種方法,該法也常用於含鉻廢水的處理。較常使用的還原劑有硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、鐵粉等。
絮凝浮選沉澱法
通過添加絮凝劑使得重金屬廢水中的小膠體顆粒穩定性變差,聚集形成大顆粒膠體物質,最終通過重力作用沉澱下來。為增大膠體顆粒的尺寸,採用浮選的辦法,用於將不穩定的膠體粒子變為固相絮凝物。這一浮選過程一般包括兩個重要的步驟,一是調節pH值,二是加入含鐵或鋁鹽的絮凝劑,以克服離子間靜電排斥導致的穩定作用。
樹脂吸附
環保是樹脂吸附法的一個重要的特點,這種方法能夠分離、純化、回收重金屬,效果顯著。主要是由於樹脂中含有各種活性基團,比較典型的有羥基、羧基、氨基等,能夠與重金屬離子進行螯合,因而這些功能性樹脂材料能有效的吸附重金屬離子。根據活性基團的種類不同,分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。
生物吸附
近些年來,很多研究者將各種生物(如植物、細菌、真菌、藻類以及酵母)經處理加工成生物吸附劑,用於處理含重金屬廢水。生物體具有特定的化學結構以及成分特徵,而生物吸附法的主要原理,就是利用生物體的這些特性來吸附溶於水中的重金屬離子。生物吸附法具有幾個特點:①生物吸附劑可以降解,一般不會發生二次污染;②來源廣泛,容易獲取並且價格便宜;③生物吸附劑容易解析,能夠有效地回收重金屬。
浮選法
往重金屬廢水中通入氣體產生氣泡,廢水中的膠體顆粒會附著在氣泡表面,這些膠體粒子可隨氣泡的上浮從而實現將依附在粒子上的重金屬離子加以分離。該方法具有如下優點:對小粒子的去除效果好,操作省時,費用低廉,在一定條件下,既可消除重金屬污染,又可回收金屬,並且還能避開某些重金屬氫氧化物或碳酸鹽過濾困難的問題。
離子交換法
用離子交換樹脂把廢水中的重金屬離子交換出來,從而除去重金屬離子。不過,離子交換樹脂價格昂貴,其再生費用也比較高,所以,在廢水處理中使用很少。但對於少量有回收價值的有毒金屬來說是個不錯的方法。
7
電化學處理技術
電解法
電解法的主要原理,是對重金屬廢水進行電解時,重金屬離子在陰極得到電子被還原,這些重金屬要麼沉澱在電極表面,要麼沉澱到反應槽底部,從而起到降低廢水中重金屬含量的效果。
電沉積
這種方法的原理是,在傳統的化學沉澱方法中,加入電壓,通過改變溶液的電勢,促進重金屬離子更好地沉澱。電沉積在酸性和鹼性廢液中都適用。
Ⅹ 重金屬廢水的處理方法
可分為兩類:一是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變成不溶的重金屬化合物或元素,經沉澱和上浮從廢水中去除,可應用中和沉澱法、硫化物沉澱法、上浮分離法、離子浮選法、電解沉澱或電解上浮法、隔膜電解法等;二是將廢水中的重金屬在不改變其化學形態的條件下進行濃縮和分離,可應用反滲透法、電滲析法、蒸發法、離子交換法等。第一類方法特別是中和沉澱法、硫化物沉澱法和電解沉澱法應用最廣。從重金屬廢水回用的角度看,第二類方法比第一類優越,因為用第二類方法處理,重金屬是以原狀濃縮,不添加任何化學葯劑,可直接回用於生產過程。而用第一類方法,重金屬要藉助於多次使用的化學葯劑,經過多次的化學形態的轉化才能回收利用。一些重金屬廢水如電鍍漂洗水用第二類方法回收,也容易實現閉路循環。但是第二類方法受到經濟和技術上的一些限制,目前還不適於處理大流量的工業廢水如礦冶廢水。這類廢水仍以化學沉澱為主要處理方法,並沿著有利於回收重金屬的方向改進。
電解法:比較廣泛地用於處理含氰的重金屬廢水。以電解氧化使氰分解和使重金屬形成氫氧化物沉澱的方式去除廢水中的氰和重金屬。硫化汞廢渣用電解法處理能高效地回收純汞或汞化物。
上浮法:廢水中的重金屬氫氧化物和硫化物還可用鼓氣上浮法去除,其中以加壓溶氣上浮法最為有效。電解上浮法能有效地處理多種重金屬廢水,特別是含有重金屬絡合物的廢水。這是因為在電解過程中能將重金屬絡合物氧化分解生成重金屬氫氧化物,它們能被鋁或鐵陽極溶解形成的活性氫氧化鋁或氫氧化鐵吸附,在共沉作用下完全沉澱。廢水中的油類和有機雜質也能被吸附,並藉助陰極上產生的細小氫氣泡浮上水面。此法處理效率高,在電鍍廢水處理中往往作為中和沉澱處理後的進一步凈化處理措施。
離子浮選法:往重金屬廢水中投加陰離子表面活性劑,如黃原酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、明膠等,與其中的重金屬離子形成具有表面活性的絡合物或螯合物。不同的表面活性劑對不同的金屬離子或同一種表面活性劑在不同的pH值等條件下對不同的重金屬離子具有選擇絡合性,從而可對廢水中的重金屬進行浮選分離。此法可用於處理礦冶廢水。
離子交換和吸附:廢水中的重金屬如果以陽離子形式存在,用陽離子交換樹脂或其他陽離子交換劑處理;如果以陰離子形式存在,如氯鹼工業的含汞廢水中的氯化汞絡合陰離子(HgCl4)-2,氰化電鍍廢水中的重金屬氰化絡合陰離子Zn(CN)厈、Cd(CN)+、Cu(CN),含鉻廢水中的鉻酸根陰離子CrO-,則用陰離子交換樹脂處理。
活性炭能在酸性(pH值2~3)條件下從低濃度含鉻廢水中有效地去除鉻。含硫活性炭能有效地去除廢水中的汞。活性炭還可用於處理含鋅和銅的電鍍廢水。活性炭能吸附CN-,並在有Cu2+和O2存在的條件下使CN-氧化,從而使吸附CN-的部位得到再生。
膜法:主要有電滲析和反滲透法。電滲析的特點是濃縮倍數有限,須經多級電滲析處理,才能把廢水中有用物質濃縮到可回用的程度。反滲透法用於處理鍍鎳、鍍銅、鍍鋅、鍍鎘等電鍍漂洗廢水。對鎳、銅、鋅、鎘等離子的去除率大都大於99%。因此重金屬廢水通過反滲透處理就能濃縮和回用重金屬,反滲透水(產水)質量好時也可回用。
納米重金屬水處理技術:
納米材料因其比表面積遠超普通材料,故同一種物質將會顯示出不同的物化特型,很多新型的納米材料都不斷地在水處理行業中實驗、實踐。被環保部、科技部、工信部、財政部四部委聯合審批立項為「2011年國家重大科技成果轉化項目」———納米水處理工藝及系列產品,在江西銅業股份有限公司應用取得了歷史性的突破,填補了國內空白 。
國內通常採用的重金屬廢水處理方法,包括石灰中和法和硫化法等。這些傳統的處理工藝,雖然可以將廢水中的重金屬去除掉,但是處理效果並不穩定,處理後回收的清水水質仍難以確保穩定達標排放,而且還會產生二次污染。納米重金屬水處理技術不僅能使處理後的出水水質優於國家規定的排放標准且穩定可靠,投資成本和運行成本較低,與水中重金屬離子反應快,吸附、處理容量是普通材料的10倍到1000倍,而且使沉澱的污泥量較傳統工藝降低50%以上,污泥中雜質也少,有利於後續處理和資源回收。有數據顯示,同樣是每日處理300立方米重金屬污水量,傳統工藝每天要產生25噸石灰渣污泥,而採用納米技術後每月只產生25噸納米金屬泥。尤其值得關注的是,這種污泥中的重金屬單位含量提高了30倍。若以銅冶煉廠的廢水處理為例,其回收的納米銅泥品位已達到20%,完全可以作為銅礦資源再生利用。