重金(jīn)屬廢水處(chù)理技(jì)術匯總(zǒng)!
來(lái)源:久久国产av環保 發布(bù)時間(jiān):2020-09-23
1.氫氧化物沉澱法
往重(chóng)金屬廢水中加入堿性溶液,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(qīng)氧化物(wù)沉澱法包括分步沉澱法和(hé)一次沉澱法兩種。分步沉澱法是分段加入石(shí)灰乳,利用不同的金屬氫氧化物在(zài)不同的pH值下沉澱析出的特性,依次回收各金屬氫氧化物。一次沉澱法則是一次性(xìng)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(wù)沉澱的形式析出。
2 .硫化物沉澱法
將(jiāng)重金屬廢水pH值凋節為一定堿(jiǎn)性後,再通過向重金屬廢水中投加(jiā)硫化鈉或硫化(huà)鉀等硫化(huà)物,或者直接(jiē)通人硫化氫氣體,使重(chóng)金屬離子同硫離子反應生成(chéng)難溶的金屬硫化物沉澱,然後被過濾分離。由(yóu)於金屬硫(liú)化物的溶度積比相應的金屬氫氧化物(wù)的溶度積小得多,因此,硫(liú)化物沉澱(diàn)法比(bǐ)氫(qīng)氧化物沉澱法具有更多的優(yōu)點,比如沉渣量(liàng)少,容易脫(tuō)水,沉渣金屬品位(wèi)高,有利於(yú)金屬的(de)回收。可是硫化物沉澱法也有不足之處,比方說硫化物結晶(jīng)比較細小,難以沉降,因而應用(yòng)也不是很廣。
3. 還原(yuán)一沉澱法
這種方法的原理是,用還原劑將重金(jīn)屬廢水中的重金屬離子還(hái)原為金屬單質或者價態較低的金屬離子,先將金屬過濾(lǜ)收集,然後再往處理液中加入石灰乳,使得還原態的重金屬(shǔ)離子以氫氧化物的形式沉澱收集。銅和汞等的(de)回收可以利用這(zhè)種方法。該法也常用於含鉻(gè)廢水的處理。較常使用(yòng)的(de)還原劑有(yǒu)硫酸(suān)亞鐵、亞硫酸氫鈉、鐵粉等。
4. 絮凝浮選沉澱(diàn)法
通過(guò)添加絮凝劑使得重金屬廢水中的小膠(jiāo)體顆粒穩定性變差,聚集(jí)形成大顆粒膠體物質,*終通過重力作用沉澱下來。為增大膠體顆(kē)粒的尺寸,采(cǎi)用浮選的辦法,用於將不(bú)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(shì)加入(rù)含鐵或鋁鹽的絮凝劑,以克服離子間靜電(diàn)排斥導致的穩定作用。
二、 物理化學法
1. 吸附法
(1)物理吸附法。活性炭是*早使用的吸附劑,也是目前使(shǐ)用*廣泛的吸附劑。之所以能夠進行物理吸附,是因為活性炭具有高的比(bǐ)表麵積以及高度發達的(de)孔隙(xì)結構。後來在此基礎上又出現了(le)活性炭纖(xiān)維等衍生物,去除效率高,但(dàn)價(jià)格(gé)比較昂貴。能夠用於物(wù)理吸附的材料還有各種礦物質以及分子(zǐ)篩等(děng)。
(2)樹脂吸附。環(huán)保是樹脂吸附法的一個重要的(de)特點,這種方(fāng)法(fǎ)能夠分離、純化、回收重金屬,效果(guǒ)顯著。主要是由於樹脂中含有各種活性基(jī)團,比較典型的有羥基、羧基、氨(ān)基等,能夠與重金屬離(lí)子進行螯合,因(yīn)而這些功能性(xìng)樹脂材料能有效的(de)吸附重(chóng)金屬離子。根據活性基團(tuán)的種(zhǒng)類不同,分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂(zhī)。
(3)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(jí)酵母)經處(chù)理加(jiā)工成生物吸(xī)附劑(jì),用於處理含重金屬廢水。生(shēng)物體具(jù)有特定的化學結構以及成分特征,
而(ér)生物吸(xī)附法的主要(yào)原理,就是利用生物體的這些特性來(lái)吸附溶於水中的(de)重金屬離(lí)子。生物吸附法具有(yǒu)幾個特點:①生物吸附劑可以降解,一般不(bú)會發生二次汙(wū)染;②來源廣泛,容易獲(huò)取並(bìng)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。
2. 浮選法
往重金屬廢水中通人氣體產生氣泡,廢水中的膠體顆粒會附著在氣泡表麵,這些膠體粒子可隨氣泡的上浮從而實現將依附(fù)在粒子上的重金(jīn)屬離子加以分離。該方法具(jù)有如下優點:對粒子的去除效果好,操作省時,費用低廉,在一(yī)定條件下,既可消除重金屬(shǔ)汙染,又可回收(shōu)金屬,並且還能避開某些重金屬(shǔ)氫氧化物或碳酸鹽(yán)過濾困難的(de)問題。
3. 離子交(jiāo)換法
用離子交換(huàn)樹脂把廢水中的重金屬(shǔ)離子交換出來,從而除去重金(jīn)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(hěn)少。但(dàn)對於少量有(yǒu)回收價值的有毒金屬來說是個不錯的方法。
4.溶劑萃取分離(lí)
溶(róng)劑(jì)萃取法是分離和淨化物質常用的方法。由(yóu)於液(yè)一液接觸(chù),可連續操作,分離效果較好。使用這(zhè)種方(fāng)法時,要(yào)選擇有較高選擇性的萃取劑,廢水中重金屬一(yī)般以(yǐ)陽離子或陰離子形式存在,例(lì)如在酸性條(tiáo)件下,與(yǔ)萃取劑發生絡合反應(yīng),從水相被萃取到(dào)有(yǒu)機相,然後在堿性條件下被反萃取(qǔ)到水相,使溶劑再生以循環利用(yòng)。這就要求在萃取操作時注意(yì)選擇水(shuǐ)相酸度。盡管萃取法有較(jiào)大優越性(xìng),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(hěn)大的限製。
三、 電化學(xué)處理技術
1. 電(diàn)解(jiě)法
電解法的主要原理,是對重(chóng)金屬廢水(shuǐ)進行電解時,重金(jīn)屬(shǔ)離子(zǐ)在陰極得到(dào)電子被還原,這些重(chóng)金屬要麽沉澱在電極表麵,要麽沉澱到反應(yīng)槽底部,從而起到降低廢水中重金屬含量的效果。
2 .電沉積
這種方法的原理是(shì),在傳統的化學沉澱方法中,加入電壓,通過改變溶液的(de)電勢,促進重金屬離子更好地沉澱。電沉積在酸性和堿性廢液中都(dōu)適用(yòng)。
3. 膜分(fèn)離技術
膜分離法是利(lì)用(yòng)高分子所具有的選擇(zé)性來進行物質分離的技術,包括電滲析、反滲透、膜萃取、超(chāo)過濾等。用電滲析法(fǎ)處理電鍍工業廢水,處理後廢(fèi)水組成不變,有利於回槽使(shǐ)用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理(lǐ),已有成套設備。反滲(shèn)透(tòu)法已大規模用(yòng)於鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合(hé)重金屬廢水處(chù)理。采用反滲透法處理電鍍(dù)廢水,已處理(lǐ)水可以回用,實現閉(bì)路(lù)循環。液膜法治理電鍍廢水(shuǐ)的研究報道很多,有些領域液膜法已(yǐ)由基礎理論研究(jiū)進入到(dào)初步工業應用階段,如我國和奧地利(lì)均(jun1)用乳狀液膜(mó)技術(shù)處理含Zn廢水,此(cǐ)外也應用於鍍(dù)Au廢液處理中。膜(mó)萃取技術是一種高效、無二次汙染的分離技(jì)術,該項技術在金(jīn)屬萃取方麵有很大進展。
四、生物(wù)化學法
1. 生物塘淨(jìng)化法
該方法的原理,是利用(yòng)複合的水生生態係統的(de)協同作(zuò)用,完成對重金屬(shǔ)汙染物的吸收、積累、分解以及(jí)淨化(huà)作(zuò)用。
2. 動物處理
動物法處理重金屬廢水現今尚處於起步階段。尤其是無脊椎動物對Zn和Cd具有很大的富集能力。可見,利用水生動物處理重(chóng)金屬廢水存在一定的可行性。研究發現,利用雙殼(河(hé)蚌)處理重金屬廢水,在(zài)重金屬濃度為3.125 mg/L時,雙殼(ké)生物對(duì)重金屬Zn、Cd、Pb2+ 、Ag 的脫除係數達到72.0%~89.9%,對雙殼法處理重金屬廢水的可行性作了(le)肯定(dìng)。
3. 微生物及藻類處理
通過生物絮凝,生(shēng)物吸附,生物(wù)沉(chén)澱等(děng)作用實現廢水中(zhōng)重金屬的轉化,沉積和固定(dìng)。研究表(biǎo)明,廢(fèi)水中金屬汙染濃度為10~l000 時,傳統(tǒng)的處理工藝成本很高,而廉價、易得(dé)的微生物(wù)可(kě)從稀溶液中富集、分離,通常能(néng)將濃縮幾千倍或更多。目前(qián),微生物處理工藝得到工業應用較多的是生物硫化法,其(qí)他的如,生物吸附,生物絮凝等尚未得到大規模的(de)工業應用(yòng)。
4. 植(zhí)物修複法
重金屬汙染植物修複,是指(zhǐ)利用植物的生命活動,提取,吸(xī)收並固定被汙染水體中的重金屬離子,從而達(dá)到減輕重(chóng)金屬廢水危害的目的。
5.生物絮凝法
生物(wù)絮凝(níng)法是利用微生物或微生(shēng)物產(chǎn)生的代謝物進行絮凝沉澱的一種除汙方法。微生物絮凝劑是一類(lèi)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(chéng),分子中含有多種官能團,能使水中膠體懸浮物相互(hù)凝聚沉澱。至目前為(wéi)止,對重金屬有絮凝(níng)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(chóng)金屬離子形成穩定的鼇合物而沉澱下來。應用微生物絮(xù)凝法處理廢水安全方便無毒、不產生二次汙染、絮凝(níng)效果好,且生長快、易於實現工(gōng)業化等(děng)特點。此外,微生物可以通(tōng)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(fǎ)具有廣(guǎng)闊的(de)應用前景。
6. 生物吸附法
生物吸附(fù)法是利用(yòng)生物體本身的化學結構及成(chéng)分特性(xìng)來吸附溶於水中的金屬離子(zǐ),再(zài)通過固液(yè)兩(liǎng)相分(fèn)離去除水溶液中(zhōng)的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離(lí)子,有些細(xì)菌在生長過(guò)程中釋放的蛋白質,能(néng)使溶液中可溶性(xìng)的重金屬離子(zǐ)轉化為沉澱物而去除。生物(wù)吸附劑(jì)具有來源廣、價格低、吸附能力強、易於分離(lí)回收重金屬等特點,已經(jīng)被廣泛應用。
7.生物化學法
生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢(fèi)水,將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。硫(liú)酸鹽生物(wù)還原法是一種典型生物化學法。該法是在厭氧條(tiáo)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(hé)所產生的H2S反(fǎn)應生成溶(róng)解度很低的金屬硫化物沉(chén)澱而被去除,同時H2S的(de)還原作用可將SO42-轉化為S2-而使廢水(shuǐ)的pH值升高。因許多重金屬離(lí)子(zǐ)氫氧化(huà)物的(de)離子(zǐ)積很小而沉澱。有關研究表明(míng),生物化學法處理含Cr6+濃度為30~40mg/L的(de)廢水去除率可達99.67%~99.97%。有人還(hái)利用家畜糞便厭(yàn)氧消化汙(wū)泥進行礦山酸性廢水重金屬離子的處理,結果表(biǎo)明該方法能(néng)有效去除廢水中的重金屬。趙曉紅(hóng)等人(rén)用脫硫腸杆菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅(tóng)離(lí)子(zǐ),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%。