重金屬廢水處(chù)理技術匯總!
來源:科(kē)柏盛環保(bǎo) 發布時間:2020-09-23
1.氫氧化物沉澱法
往重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。氫氧化物沉澱法包括分步沉澱法和一次沉(chén)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(bú)同的pH值(zhí)下沉澱析出的特性,依次回收各金屬氫氧化物。一次(cì)沉澱法則是一次(cì)性(xìng)投加石灰乳,使溶液達到額定的pH值,從而使廢(fèi)水(shuǐ)中的各種重金屬離子同時以(yǐ)氫氧化物沉澱的(de)形式析出。
2 .硫化物沉澱法
將重金屬廢水pH值凋節為一定堿性後,再通過向重金屬廢水中投加硫化鈉或硫化鉀等硫化物,或(huò)者直接通人硫化氫氣體,使重金屬離子(zǐ)同硫離子反應生(shēng)成難溶的(de)金屬硫化(huà)物沉澱,然(rán)後(hòu)被過濾(lǜ)分離。由於金屬硫(liú)化物的溶度積比相應的金屬氫氧化物(wù)的(de)溶度積小得多,因(yīn)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(diàn)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(ér)應用也不(bú)是很廣。
3. 還原一沉澱法
這種方法的原理是,用還原(yuán)劑將重(chóng)金屬廢水中的重金屬離(lí)子還原為金屬單質或者(zhě)價態(tài)較低的金屬(shǔ)離(lí)子,先(xiān)將金屬過(guò)濾收集,然後再往處理液中加入石灰乳,使得還原態的(de)重金屬離子以(yǐ)氫氧化物的形式(shì)沉澱收集。銅和汞等的回收(shōu)可以利用這種方法。該法也(yě)常用於含鉻廢水(shuǐ)的處理。較常使用的(de)還原劑有硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉(nà)、鐵(tiě)粉等。
4. 絮(xù)凝浮選沉澱法
通過添加絮凝劑使得重(chóng)金(jīn)屬廢水(shuǐ)中的小膠體顆粒穩定性變差,聚集形成(chéng)大顆粒膠(jiāo)體物質,*終通過重力作用沉澱下來。為增大膠體顆粒的尺(chǐ)寸,采用浮(fú)選的辦(bàn)法,用(yòng)於(yú)將不(bú)穩定的膠(jiāo)體(tǐ)粒子變為固相(xiàng)絮凝物。這一浮選過程一(yī)般(bān)包括兩個(gè)重要(yào)的步驟,一是調節pH值(zhí),二是加入含鐵或(huò)鋁鹽的絮凝劑,以克服離子間靜電排斥(chì)導致的(de)穩定作(zuò)用。
二、 物理化學法
1. 吸附法
(1)物理吸附(fù)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(wéi)活性炭具有高的比表麵積(jī)以(yǐ)及高度發達的孔隙結構。後來在(zài)此基礎上又出現了活性炭纖維(wéi)等衍生物,去(qù)除(chú)效率高,但價格比(bǐ)較昂貴。能(néng)夠用於物理吸附的材料(liào)還有各種礦物質以及分子篩等。
(2)樹脂吸附。環保是樹脂吸附法的(de)一個重要的特點(diǎn),這種(zhǒng)方法能夠分離、純(chún)化、回收重金屬,效果顯著(zhe)。主要是(shì)由於(yú)樹脂中含有各種活性基團,比較典型(xíng)的有羥基、羧基、氨(ān)基等,能(néng)夠與重金屬離子進(jìn)行螯合,因而(ér)這些功能(néng)性樹脂材料能有效的吸附重金屬離子。根據活性基團的(de)種類不同,分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂(zhī)。
(3)生物吸附(fù)。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(dìng)的(de)化學結構以及成分特征,
而生物吸附法的主要原理,就(jiù)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(xī)附法具有(yǒu)幾個特點:①生物吸附劑可以降解,一般不會發生二次汙染;②來源廣泛,容易獲取並且價格便宜;③生物吸附劑(jì)容易解析(xī),能夠有(yǒu)效(xiào)地回收重金屬。
2. 浮選法(fǎ)
往重金屬廢水中(zhōng)通人氣體產生氣泡(pào),廢水中的膠體顆粒會附著在(zài)氣泡表麵,這些膠體粒子可隨氣泡的上浮(fú)從而實現將依附在粒子上的重金(jīn)屬離子(zǐ)加以分離。該方法(fǎ)具(jù)有如(rú)下優點:對粒子的去除效果好,操作省時,費用低廉,在一定條件下,既可消除重金屬汙染,又可回收金屬(shǔ),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。
3. 離子交換法
用離子交換樹脂把廢水中的(de)重(chóng)金屬離子交換出來,從而除去重金屬(shǔ)離(lí)子。不過(guò),離(lí)子交換樹脂(zhī)價格(gé)昂貴,其再生費用也比較高,所(suǒ)以(yǐ),在廢水處理中使用(yòng)很少。但(dàn)對於(yú)少量有回收價(jià)值的有(yǒu)毒金屬(shǔ)來說是個不(bú)錯的方法(fǎ)。
4.溶劑萃取分離
溶(róng)劑萃取法是分(fèn)離和淨化物質常用的方法。由(yóu)於液一液接觸,可(kě)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(bān)以陽離子或陰離子形式存在,例(lì)如在酸性條件下,與萃取劑發(fā)生絡合反應,從水相被萃取到(dào)有機(jī)相(xiàng),然後在堿性條件下(xià)被反萃取到水相,使溶劑再生以循環利用(yòng)。這就(jiù)要求在萃取(qǔ)操作時注意選擇水相酸度。盡管萃取法有(yǒu)較大優越(yuè)性,然而溶劑在(zài)萃取過程中的流失和再生過程中能源(yuán)消耗大,使這種方(fāng)法存(cún)在一定局限性,應用(yòng)受到很大的限製。
三、 電(diàn)化學處理技(jì)術
1. 電解法
電解(jiě)法的(de)主要原理,是對重金屬廢(fèi)水進行電解時,重金屬離子在陰極得到(dào)電子被還原,這些重金屬要麽沉澱在電極表麵,要麽沉澱到反(fǎn)應槽底(dǐ)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(lǐ)是(shì),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(hǎo)地沉澱。電沉積在酸性和堿性廢液中都適用。
3. 膜分離(lí)技術
膜分離(lí)法是利用(yòng)高分子所具有的選擇性來進行物(wù)質分離的技術(shù),包括電滲析、反滲透、膜萃取、超過(guò)濾等。用(yòng)電滲析法處理電鍍工業(yè)廢水,處理(lǐ)後廢水組成不(bú)變,有利於回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬離(lí)子廢水都適宜用電滲析處理(lǐ),已(yǐ)有(yǒu)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(shuǐ)處理。采用反(fǎn)滲(shèn)透法處理電鍍廢水,已處理水可以回用,實現閉路循環(huán)。液膜(mó)法治理電鍍廢水的研(yán)究報道很多(duō),有些(xiē)領(lǐng)域液(yè)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(hé)奧地利均用乳狀液膜技(jì)術處理(lǐ)含Zn廢水,此外也應用於鍍Au廢液處理中。膜萃(cuì)取技術是一種高效(xiào)、無二次汙(wū)染的分(fèn)離技(jì)術,該項技術在金屬萃取方麵有很大進展。
四、生物化學法
1. 生物塘淨(jìng)化法
該方法的原理,是利用(yòng)複(fù)合的水生生態係統的協同作用,完成對(duì)重金屬汙染物的吸收、積累、分解以及淨化作用。
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(shì)無脊椎(zhuī)動物對(duì)Zn和Cd具(jù)有很大的富集能力。可見,利用(yòng)水生動物處理重金屬廢水存在一定的可行性(xìng)。研究發現,利(lì)用雙殼(河蚌)處理重金屬(shǔ)廢(fèi)水,在重(chóng)金屬濃(nóng)度(dù)為3.125 mg/L時,雙殼生物對重金屬Zn、Cd、Pb2+ 、Ag 的脫除係數達到72.0%~89.9%,對雙殼法處理重金屬(shǔ)廢水的可行性作了肯定。
3. 微生物及藻類處理(lǐ)
通過生物絮(xù)凝,生物吸附,生物沉澱等作用實現廢水中(zhōng)重金屬的轉化,沉積和固定。研究(jiū)表(biǎo)明,廢(fèi)水(shuǐ)中金屬汙染濃度為10~l000 時(shí),傳統的處理工藝成本很高,而廉價、易得(dé)的微生(shēng)物可從稀溶液中富集、分離,通(tōng)常能將濃縮幾千倍或更多(duō)。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,其他的如,生物吸附,生物絮凝(níng)等尚未得到大規模的工業應用。
4. 植物修複法
重金屬(shǔ)汙染(rǎn)植物修複,是指利用植物的生命活動,提取,吸收並固定被汙染水體中的重金屬離子,從而達到減輕重金屬廢水危害的目的。
5.生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生(shēng)物或微生物產生的代謝物進行(háng)絮凝沉(chén)澱的一種除汙方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產生並分泌到細(xì)胞外,具有絮凝活(huó)性的代(dài)謝物。一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖(táng)蛋白、聚氨基酸等高分(fèn)子物質構(gòu)成,分子(zǐ)中含有多種官能團,能使(shǐ)水中膠體懸浮物相互凝聚沉澱。至目前(qián)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(hé)羥基可與Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重(chóng)金屬離子形成穩定的鼇合物而(ér)沉澱下來。應用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、不產生二次汙染、絮凝效果好,且(qiě)生長快、易(yì)於(yú)實(shí)現工業化等特點。此外,微生(shēng)物可以通過遺傳(chuán)工程、馴化或構造出(chū)具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有廣闊的應用(yòng)前景。
6. 生物吸附法
生物(wù)吸附法是利用生物體本身的化學結構及(jí)成分特性來吸附(fù)溶於水中的金屬離(lí)子,再通過固液兩(liǎng)相(xiàng)分離去除水溶液中的金屬離子的方(fāng)法。利(lì)用胞外聚合物(wù)分離金屬離子,有些細菌在生長過程(chéng)中釋(shì)放的蛋白質,能使溶液中可溶性的(de)重金屬離子轉化為沉澱(diàn)物而(ér)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(tè)點,已經被(bèi)廣(guǎng)泛應用。
7.生物化學法
生(shēng)物化學法指通過微生物處理含重金(jīn)屬廢水(shuǐ),將可溶(róng)性離子轉化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生(shēng)物還原法是一種典型生物化(huà)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(chéng)H2S,廢水中的重金屬離子可以(yǐ)和所產生的H2S反應生成溶解(jiě)度很低的金屬硫化物沉(chén)澱(diàn)而被去除,同時H2S的還原作(zuò)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(qīng)氧化物的離子(zǐ)積很(hěn)小而沉澱。有關研究表明,生物(wù)化學法處理含Cr6+濃度為30~40mg/L的廢水去(qù)除率可(kě)達99.67%~99.97%。有人(rén)還利用家畜糞便厭氧消化汙泥(ní)進行礦山酸性廢水重金屬離子的處理,結果(guǒ)表明該(gāi)方法能有效(xiào)去除廢水中的(de)重金屬。趙曉紅等人用脫硫腸杆菌(SRV)去除電鍍(dù)廢水中的銅離子(zǐ),在銅質量(liàng)濃度為246.8 mg/L的溶液,當pH為(wéi)4.0時,去除率達99.12%。