重金屬(shǔ)廢水處理技術匯(huì)總!
來源(yuán):科柏盛環保(bǎo) 發布時(shí)間:2020-09-23
1.氫氧化物沉澱(diàn)法
往重(chóng)金屬廢水(shuǐ)中加入堿性溶液,利用OH-與重金屬離子反應(yīng)生成難溶的金屬氫氧化物沉澱,通過(guò)過濾予以分離。氫氧化(huà)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(rù)石灰(huī)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(wù)。一次(cì)沉澱法則是一次性投加石灰乳,使溶液達到(dào)額定(dìng)的pH值,從而使廢水中(zhōng)的各種重金屬離子同時以氫氧化物沉澱的形式析出。
2 .硫(liú)化物(wù)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(huà)物,或者直接通人硫化氫氣體,使重金屬離子同硫離子反(fǎn)應生成(chéng)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(jī)比相應的金屬氫氧化(huà)物的(de)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(huí)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。
3. 還原一沉澱(diàn)法
這種方法的原理(lǐ)是,用還原劑將重金屬廢水中的(de)重金屬(shǔ)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(zhōng)加入石灰乳,使得還原態的重金屬離子以氫氧化物(wù)的形式沉澱收集。銅和汞等的回收可以利用這種方法。該法(fǎ)也常用於含鉻廢水的處理。較常使用的還(hái)原劑有硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、鐵粉等。
4. 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(jiāo)體(tǐ)顆粒穩定性變差,聚集形成大顆粒膠(jiāo)體物質,*終(zhōng)通過重力作用(yòng)沉澱下來。為增(zēng)大膠(jiāo)體顆粒的尺寸,采用浮選(xuǎn)的辦法,用於將不(bú)穩定(dìng)的膠體(tǐ)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(jiē)pH值,二是加入含鐵(tiě)或鋁(lǚ)鹽的絮凝劑,以克服離(lí)子間靜電(diàn)排斥導致的穩(wěn)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,也是目前使用*廣泛(fàn)的吸附劑。之(zhī)所以能夠進行物理吸附(fù),是因為活性(xìng)炭具有高的比表麵積以及高度發達的孔隙結構。後來(lái)在(zài)此(cǐ)基礎(chǔ)上又出現了活性炭纖維等衍生(shēng)物,去除效率高,但(dàn)價格比較昂貴。能(néng)夠(gòu)用於物(wù)理吸附的材(cái)料還(hái)有各種礦物質以及分子篩等。
(2)樹脂吸附。環保是樹脂吸(xī)附法的一個重要的(de)特點,這種方法(fǎ)能夠分離、純化、回收重金屬,效果顯著。主要是由於樹脂(zhī)中含有(yǒu)各種活性基團,比較典型的有(yǒu)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(cái)料(liào)能有(yǒu)效的吸附重金屬離子。根據活性基團的種類不同(tóng),分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。
(3)生物(wù)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(chóng)金屬廢水(shuǐ)。生物體具有特定的化學結構以(yǐ)及成分特征,
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(zhōng)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,一般不會發生二次汙(wū)染;②來源廣泛,容易獲取(qǔ)並且價格便宜;③生物(wù)吸附劑(jì)容易(yì)解析,能夠(gòu)有效(xiào)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(qì)泡表麵,這些膠體粒子可隨(suí)氣泡的上浮從而實現將依附在粒子上的重金屬(shǔ)離子加以分離。該方法具有如下優點:對粒子的去除效果好,操作(zuò)省時,費(fèi)用低廉,在一定條件下,既可消除重金屬汙染,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(de)問題。
3. 離子交換(huàn)法
用離子交換樹脂把廢水中的重金屬(shǔ)離子交換出來,從而除去(qù)重金屬離子。不過,離子交換(huàn)樹脂價格昂貴,其再生費用也比較高,所(suǒ)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。
4.溶劑萃取分離
溶劑萃取法是分離和淨化物質常用(yòng)的方法。由於液一液接觸,可連續操作,分離(lí)效果較好(hǎo)。使用這種方(fāng)法時,要選擇有較高選擇性的萃取劑,廢(fèi)水中(zhōng)重金(jīn)屬一(yī)般以陽離(lí)子或(huò)陰離子形式存在,例如在酸(suān)性(xìng)條件下,與萃取劑發生絡合反應(yīng),從水相被萃取到有機相,然後在堿性條件下被反萃取到水相(xiàng),使(shǐ)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(qǔ)法有較大優越性,然而溶劑在萃取(qǔ)過程中的流失(shī)和再生過(guò)程(chéng)中能源消耗大(dà),使這種方(fāng)法存在一定局限性,應用受到很大的限製。
三、 電化學處理技術
1. 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(bèi)還原,這些重金屬要麽沉澱在電極表麵,要(yào)麽沉澱到反應槽底部,從而起到降低廢水中重金屬含量的效果。
2 .電沉積
這種方法的原理(lǐ)是(shì),在傳統的化學沉(chén)澱方法中,加入(rù)電壓,通過改變溶液的電勢,促(cù)進重金屬離(lí)子更好地沉澱。電沉積在酸性(xìng)和堿性廢液中都適用。
3. 膜分離技術
膜分離法是利用高分子所具有(yǒu)的選擇性來進行物質分離的技術,包(bāo)括電滲(shèn)析、反滲透(tòu)、膜萃取、超(chāo)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(yǒu)利於回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬(shǔ)離子廢水都(dōu)適宜用電滲析(xī)處理,已(yǐ)有成套設備。反滲透法已大規模用於鍍Zn、Ni、Cr漂洗(xǐ)水和混合(hé)重金屬廢水處理(lǐ)。采用反滲透法處理電鍍廢水,已處(chù)理(lǐ)水可(kě)以回用,實現閉路循環。液膜法治理電鍍廢水的(de)研究報道很(hěn)多(duō),有些領域(yù)液膜法已由基礎理(lǐ)論研究進入到初步工業應用(yòng)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。膜萃取技術是一種(zhǒng)高效、無二次汙染的分離技術,該(gāi)項技術在金屬萃取(qǔ)方麵有很大進展。
四、生(shēng)物化學法
1. 生物塘淨化法
該方(fāng)法的原理,是利(lì)用複合的水生生(shēng)態係統的協同作用,完成對重金屬(shǔ)汙(wū)染物的吸收、積累、分解以及淨(jìng)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(yóu)其是無脊(jǐ)椎(zhuī)動物對Zn和Cd具有很(hěn)大的富集能力。可見,利用水生動物處理(lǐ)重金屬廢水存在(zài)一定的可行性。研究發現(xiàn),利用雙殼(河蚌)處理重金屬廢水,在重金屬濃度為3.125 mg/L時,雙殼生物對重金屬(shǔ)Zn、Cd、Pb2+ 、Ag 的脫除(chú)係數(shù)達到72.0%~89.9%,對雙殼法處理(lǐ)重金屬廢水的可行(háng)性作了(le)肯定。
3. 微生物及藻類處理(lǐ)
通過生物絮凝,生物吸附,生物沉澱等作(zuò)用實(shí)現廢水(shuǐ)中重金屬的轉(zhuǎn)化,沉(chén)積和固定。研究(jiū)表明,廢水中金屬汙染濃度為(wéi)10~l000 時,傳統的處理工藝成本很高,而廉價、易得的微生物可從稀溶液中富集、分(fèn)離,通常能將(jiāng)濃縮(suō)幾千(qiān)倍或更多。目前,微生物處(chù)理工藝得到工(gōng)業應用較(jiào)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工業應(yīng)用。
4. 植物修複(fù)法
重金屬汙染植物修複,是指利用植物的生命活動,提取,吸收並固定被汙染水體中(zhōng)的重金屬離子,從而達到減輕重金屬廢水危(wēi)害的目的(de)。
5.生物絮凝法(fǎ)
生物絮凝法是利用微生物或微生物(wù)產生的代謝物進行絮凝沉澱(diàn)的一種(zhǒng)除汙方法。微生物絮凝劑是一類由(yóu)微生物產生並(bìng)分泌到細胞外,具有絮凝活性的(de)代謝物。一般由(yóu)多(duō)糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋(dàn)白、聚氨基酸(suān)等高分子物質構成,分子(zǐ)中(zhōng)含有多種官能(néng)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(de)約(yuē)有十幾個(gè)品種,生物絮凝(níng)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鼇合物而沉澱下來。應用微生物絮凝法(fǎ)處理(lǐ)廢水安全方便無毒、不產生(shēng)二次汙染(rǎn)、絮凝效果好(hǎo),且生長快、易於實(shí)現工業化等特(tè)點。此外,微生物可以通過遺傳工程(chéng)、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(yòng)前景。
6. 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(fèn)特性來吸(xī)附溶(róng)於水中的(de)金屬離子,再通過固液(yè)兩相分(fèn)離去除水溶液中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物(wù)分離金屬離子,有些細菌在生(shēng)長(zhǎng)過程(chéng)中釋放的蛋白(bái)質,能使溶液中可溶性的重金屬離子轉(zhuǎn)化為沉澱物(wù)而去除。生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力(lì)強、易(yì)於分離回收重金屬等特(tè)點,已經被廣泛應用。
7.生物化學法(fǎ)
生物化學法指通過(guò)微生物處理含重金屬廢水(shuǐ),將可溶性離子(zǐ)轉化為不溶(róng)性化合物而去除。硫酸鹽生物還(hái)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(liú)酸鹽還原作(zuò)用,將硫酸鹽還原成H2S,廢(fèi)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(huà)物沉澱而被去除,同時H2S的還原作用(yòng)可將SO42-轉化為S2-而使廢水的pH值升高。因許多重金(jīn)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(lǐ)含Cr6+濃度為30~40mg/L的廢水去除率可達99.67%~99.97%。有(yǒu)人還利用家畜糞便厭氧消化汙(wū)泥進行礦山酸性廢水(shuǐ)重金屬離子的處理,結果表明該(gāi)方法能有效去除廢水中的重金屬。趙曉(xiǎo)紅等人(rén)用脫硫腸杆菌(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%。