⑴ 重金属废水的主要治理方法有哪些,它的各自特点是什么
重金属废水的常用处理技术方法及特点:
一、化学沉淀
化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法,包括中和沉法和硫化物沉淀法等。
1、中和沉淀法
在含重金属的废水中加入碱进行中和反应,使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单,是常用的处理废水方法。实践证明在操作中需要注意以下几点:
(1)中和沉淀后,废水中若pH值高,需要中和处理后才可排放;
(2)废水中常常有多种重金属共存,当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时,pH值偏高,可能有再溶解倾向,因此要严格控制pH值,实行分段沉淀;
(3)废水中有些阴离子如:卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物,因此要在中和之前需经过预处理;
(4)有些颗粒小,不易沉淀,则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。
2、 硫化物沉淀法
加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀后从废水中去除的方法。
与中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的优点是:重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低,反应时最佳pH值在7—9之间,处理后的废水不用中和。硫化物沉淀法的缺点是:硫化物沉淀物颗粒小,易形成胶体;硫化物沉淀剂本身在水中残留,遇酸生成硫化氢气体,产生二次污染。为了防止二次污染问题,在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子(该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高)。由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解,这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来,同时能够有效地避免硫化氢的生成和硫化物离子残留的问题。
二、氧化还原处理
1、化学还原法
电镀废水中的Cr主要以Cr6+离子形态存在,因此向废水中投加还原剂将Cr6+还原成微毒的Cr3+后,投加石灰或NaOH产生Cr(OH)3沉淀分离去除。化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一,在中国有着广泛的应用,其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水冲击。根据投加还原剂的不同,可分为FeSO4法、NaHSO3法、铁屑法、SO2法等。
应用化学还原法处理含Cr废水,碱化时一般用石灰,但废渣多;用NaOH或Na2CO3,则污泥少,但药剂费用高,处理成本大,这是化学还原法的缺点。
2、 铁氧体法
铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。在含Cr废水中加入过量的FeSO4,使Cr6+还原成Cr3+,Fe2+氧化成Fe3+,调节pH值至8左右,使Fe离子和Cr离子产生氢氧化物沉淀。通入空气搅拌并加入氢氧化物不断反应,形成铬铁氧体。其典型工艺有间歇式和连续式。铁氧体法形成的污泥化学稳定性高,易于固液分离和脱水。铁氧体法除能处理含Cr废水外,特别适用于含重金属离子种类较多的电镀混合废水。中国应用铁氧体法已经有几十年历史,处理后的废水能达到排放标准,在国内电镀工业中应用较多。
铁氧体法具有设备简单、投资少、操作简便、不产生二次污染等优点。但在形成铁氧体过程中需要加热(约70oC),能耗较高,处理后盐度高,而且有不能处理含Hg和络合物废水的缺点。
3、电解法
电解法处理含Cr废水在中国已经有二十多年的历史,具有去除率高、无二次污染、所沉淀的重金属可回收利用等优点。大约有30多种废水溶液中的金属离子可进行电沉积。电解法是一种比较成熟的处理技术,能减少污泥的生成量,且能回收Cu、Ag、Cd等金属,已应用于废水的治理。不过电解法成本比较高,一般经浓缩后再电解经济效益较好。
近年来,电解法迅速发展,并对铁屑内电解进行了深入研究,利用铁屑内电解原理研制的动态废水处理装置对重金属离子有很好的去除效果。
另外,高压脉冲电凝系统()为当今世界新一代电化学水处理设备,对表面处理、涂装废水以及电镀混合废水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有显著的治理效果。高压脉冲电凝法比传统电解法电流效率提高20%—30%;电解时间缩短30%—40%;节省电能达到30%—40%;污泥产生量少;对重金属去除率可达96%一99%。
三、溶剂萃取分离溶剂萃取法是分离和净化物质常用的方法。由于液一液接触,可连续操作,分离效果较好。使用这种方法时,要选择有较高选择性的萃取剂,废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在,例如在酸性条件下,与萃取剂发生络合反应,从水相被萃取到有机相,然后在碱性条件下被反萃取到水相,使溶剂再生以循环利用。这就要求在萃取操作时注意选择水相酸度。尽管萃取法有较大优越性,然而溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大,使这种方法存在一定局限性,应用受到很大的限制。
四、吸附法
吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种有效方法。利用吸附法处理电镀重金属废水的吸附剂有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖树脂等。活性炭装备简单,在废水治理中应用广泛,但活性炭再生效率低,处理水质很难达到回用要求,一般用于电镀废水的预处理。腐植酸类物质是比较廉价的吸附剂,把腐植酸做成腐植酸树脂用以处理含Cr、含Ni废水已有成功经验。有相关研究表明,壳聚糖及其衍生物是重金属离子的良好吸附剂,壳聚糖树脂交联后,可重复使用10次,吸附容量没有明显降低。利用改性的海泡石治理重金属废水对Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力,处理后废水中重金属含量显著低于污水综合排放标准。另有文献报道蒙脱石也是一种性能良好的粘土矿物吸附剂,铝锆柱撑蒙脱石在酸性条件下对Cr6+的去除率达到99%,出水中Cr6+含量低于国家排放标准,具有实际应用前暑。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。
五、膜分离法
膜分离法是利用高分子所具有的选择性来进行物质分离的技术,包括电渗析、反渗透、膜萃取、超过滤等。用电渗析法处理电镀工业废水,处理后废水组成不变,有利于回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金属离子废水都适宜用电渗析处理,已有成套设备。反渗透法已大规模用于镀Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金属废水处理。采用反渗透法处理电镀废水,已处理水可以回用,实现闭路循环。膜萃取技术是一种高效、无二次污染的分离技术,该项技术在金属萃取方面有很大进展。
六、离子交换法
离子交换处理法是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法,应用的离子交换剂有离子交换树脂、沸石等等,离子交换树脂有凝胶型和大孔型。前者有选择性,后者制造复杂、成本高、再生剂耗量大,因而在应用上受到很大限制。离子交换是靠交换剂自身所带的能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子通过离子交换来实现的。推动离子交换的动力是离子间浓度差和交换剂上的功能基对离子的亲和能力,多数情况下离子是先被吸附,再被交换,离子交换剂具有吸附、交换双重作用。这种材料的应用越来越多,如膨润土,它是以蒙脱石为主要成分的粘土,具有吸水膨胀性好、比表面积大、较强的吸附能力和离子交换能力,若经改良后其吸附及离子交换的能力更强。但是却较难再生,天然沸石在对重金属废水的处理方面比膨润土具有更大的优点:沸石是含网架结构的铝硅酸盐矿物,其内部多孔,比表面积大,具有独特的吸附和离子交换能力。研究表明,沸石从废水中去除重金属离子的机理,多数情况下是吸附和离子交换双重作用,随流速增加,离子交换将取代吸附作用占主要地位。若用NaCl对天然沸石进行预处理可提高吸附和离子交换能力。通过吸附和离子交换再生过程,废水中重金属离子浓度可浓缩提高30倍。沸石去除铜,在NaCl再生过程中,去除率达97%以上,可多次吸附交换,再生循环,而且对铜的去除率并不降低。
⑵ 【乳化液】乳化液的作用 乳化液处理工艺
乳化液是一种高性能的半合成金属加工液,特别适用于铝金属及其合金的加工,但不适用于含铅的材料,比如一些黄铜和锡类金属。乳化液采用不含氯的特制配方,专门用于解决铝金属及其合金加工时出现的种种问题。乳化液亦能有效地防止加工工件生锈或受到化学腐蚀,还能有效的防止细菌侵蚀感染。
乳化液是一种含矿物油的半合成加工液产品,它具有当前最先进的配方技术,特别适用于大规模的铝铸件生产厂商。当用我们的产品更换其他普通的可溶性切削油时,应将整个冷却循环系统彻底的进行杀菌清洗。
乳化液的主要化学成分包括:水、基础油(矿物油、植物油、合成酯或它们的混合物)、表面活性剂、防锈添加剂(环烷酸锌、石油磺酸钠(亦是乳化剂)、石油磺酸钡、苯并三唑,山梨糖醇单油酸酯、硬脂酸铝)、极压添加剂(含硫、磷、氯等元素的极性化合物)、摩擦改进剂(减摩剂或油性添加剂)、抗氧化剂。
乳化液的外观为橙黄色透明液体,折射计矫正因数为1.1,40oC时的粘度为0.89,闪点(浓缩液)没有,20oC时的密度为0.89,pH值(1:35的稀释液)为7.2-7.6,乳化稳定性合格,发泡性合格。
乳化液的优点包括:使用本产品能充分保持环境的清洁,加工后产品能留下一层轻质的液膜,方便了清洁维护管理;有效的防止了细菌和真菌的侵蚀影响,节约了保管维护的成本,该品亦有良好的润湿粘附特性,减少了切削液的溅出损失,也清洁了环境;特别能够防止金属焊粘,防止切屑在刀刃或工件上的累积焊连;有效防止普通铁制金属材料发生腐蚀;含有润滑增效剂,改进加工部件的表面质量,并延长刀具寿命,能和绝大部分的加工材料相容;用户利用现有的技术、设备,并按照通用的处理方法就能进行产品的废弃处理。
乳化液的稀释比例为:轻负荷加工和研磨4到6%,中负荷加工和研磨6到8%,重负荷加工和研磨8到12%,材料、低合金铝、高合金铝,车销、钻4%,5%,自动车床4%,5%,重度研磨、铣削5%,5%,拉削、扩孔5%,7-8%,功螺纹、绞孔。
乳化液的管理为充分发挥轧制油的特性,必须对乳化液进行日常的分析、管理,管理项目有轧制油、使用的水、乳化液以及水的分析管理、乳化液净化装置的运行状况的管理等等。通常,为管理好乳化液需进行项目分析,其项目为浓度、ESI、温度、pH、氯离子、铁粉、抽出油酸值、皂化值。
乳化液的处理工艺包括:调节池预处理,来自冷轧厂的废乳化液及部分含油废水首先进入格栅,然后进入预处理调节池,调节池接收间断和连续来的含油废水,起均质均量调节作用,同时起到浮油直接回收和颗粒沉淀作用。经预处理后的含油废水通过提升泵送至纸带过滤机,调节池上设有刮油刮渣机,浮油通过悬浮式吸油泵送至废油回收箱,沉渣将被泵往冷轧其它系统浓缩处理或集中挖出焚烧。废水提升泵受调节池和循环池液位计的控制,由在线温度检测仪调节蒸汽加热,由在线pH表指示调节池酸碱性。
纸带过滤机过滤处理,调节池中含油废水被泵送至超滤循环池前,通过具有磁过滤纸带的过滤机进行过滤,去除废水中大于5μm的金属或非金属颗粒。
超滤处理及辅助装置,供料泵将循环池含油废水送至循环泵入口,与大回流液混合进入超滤膜,一部分通过膜,成为净化的渗滤液,大部分进行大回流,还有一部分回流至循环池。通过供料泵连续给料,循环泵工作,并经调节形成一个超滤管正常工作所必须的压力网。该系统包括循环池、超滤管、供料泵、循环泵、液位传感器、压力传感器、温度传感器、流量传感器及各种自控阀门。蒸汽加热管、压力和温度报警和保护装置与有机膜系统相同。
超滤膜处理系统清洗,系统共设一套清洗装置,清洗过程分漂洗、碱洗、酸洗。清洗时,先漂洗一段时间,而后自动投入酸洗和碱洗工作。正常清洗采用碱性清洗液清洗,并定期加用酸性清洗液清洗,以提高清洗质量。清洗后达到的效果以在清洗过程中超滤净水量的增量为指标,由流量传感器计算机数模转换CRT显示并参与控制,清洗结束后即可重新投入超滤运行。
乳化油分解处理,从调节池废油收集池输送来的含油废水和循环箱排出的浓乳化液,含油量为20%~40%,通过将浓缩液加温至一定温度,并加硝酸酸化,使油水进一步分离,并利用水比油的比重大的特点,使水沉降在槽罐底部,将下部含油废水排至地坑,水放出后可得到含油浓度为50%~90%的废油液体,而后送至废油收集箱。乳化油分解装置由分解槽、加温装置、加酸装置(硝酸贮罐 硝酸泵)、在线温度计和液位计及管路阀门组成。根据池内的在线温度表检测废水温度,并通过装设在管道上的阀门控制蒸汽加量,以得到超滤管所需的最佳工艺温度。硝酸贮罐酸液由硝酸泵送至乳化油分解槽。
废油收集与输送,收集调节池分离出的废油及分解箱废油。蒸汽将废油加热至80℃,以便于输送。运输车定期将废油送出。