重金屬廢水處理技術匯(huì)總!
來源:国内精品久久久久久久影视麻豆(bǎi)盛環保 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(jīn)屬離子(zǐ)反應(yīng)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(kuò)分步沉澱法和一次沉澱法兩種(zhǒng)。分步沉澱法(fǎ)是分段加入石灰乳(rǔ),利(lì)用不同的金屬氫氧化物在不同的pH值下沉澱(diàn)析出的特(tè)性,依次回收各金屬氫氧化物。一次沉澱法則是一(yī)次性投加石灰(huī)乳(rǔ),使溶液達到(dào)額定的pH值,從而使廢水中(zhōng)的各種重金屬離子同(tóng)時以氫氧化(huà)物沉澱的形式析(xī)出。
2 .硫化物沉澱法
將重金屬廢水pH值(zhí)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(huà)鉀等硫(liú)化物,或(huò)者直(zhí)接通人硫化(huà)氫氣體,使重金屬離子同硫離子反應生成(chéng)難溶的金(jīn)屬硫化物沉澱,然後被過濾分離。由於金屬硫化物的(de)溶度(dù)積比相應的金屬氫氧(yǎng)化物的溶(róng)度積小得多(duō),因此,硫化物沉澱法比(bǐ)氫氧化物沉澱法具有更多的(de)優點,比如沉渣量少,容易(yì)脫(tuō)水,沉渣金屬品位(wèi)高,有利於(yú)金屬(shǔ)的回收。可是硫化物沉澱法(fǎ)也有不(bú)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. 還原一沉澱法
這(zhè)種方法的原理是,用還原劑將(jiāng)重金屬廢水中的重金屬離子還原為(wéi)金屬單(dān)質或者價態較低的金屬離子,先將金屬過(guò)濾收集,然(rán)後再往處理液中加入石灰乳,使得還(hái)原態的重金屬離子以氫氧化物的形(xíng)式沉澱收集。銅和汞(gǒng)等(děng)的回收可(kě)以利(lì)用這種方法(fǎ)。該法也常用於含鉻廢水的處理。較常使用的還原劑(jì)有(yǒu)硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、鐵粉(fěn)等。
4. 絮凝浮選沉澱(diàn)法
通過添加絮凝劑使得重金屬廢水中的小膠體顆粒(lì)穩定性變差(chà),聚集形成大顆粒(lì)膠體物質,*終(zhōng)通過重力作用沉(chén)澱下來。為增大膠體顆(kē)粒的尺寸,采用浮選的辦法,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(kuò)兩個(gè)重要的步驟,一是調節pH值,二是(shì)加入(rù)含(hán)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(yòng)。
二、 物理化學法(fǎ)
1. 吸(xī)附法
(1)物理吸附法。活性炭是*早使(shǐ)用的吸附劑,也是目前使用*廣(guǎng)泛的吸附(fù)劑。之所以能夠進行物理吸附,是因為活(huó)性炭具有高的比表麵積以及高度發達的孔隙結構。後(hòu)來(lái)在此基礎上又出現了活性炭纖(xiān)維等衍生物,去除效率高,但價格比較昂貴。能夠用於物理吸附的材料還有各種(zhǒng)礦物質以及分(fèn)子篩等。
(2)樹脂吸附。環(huán)保是(shì)樹(shù)脂吸附法的一個重要的特點,這種方法能夠分離(lí)、純化、回收(shōu)重金屬,效果顯著。主(zhǔ)要是由於樹脂(zhī)中含有各種活性基團,比較典型的有羥基(jī)、羧基、氨基等,能夠與重金屬離子進行螯合(hé),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(huó)性基團的種(zhǒng)類不同,分為陽離子交(jiāo)換樹脂和(hé)陰離子交換樹脂。
(3)生物吸附(fù)。近些年來,很多研(yán)究者將(jiāng)各種生(shēng)物(如植物、細菌、真菌、藻類以及酵母)經處理加工(gōng)成生物(wù)吸(xī)附劑,用於處理含重金屬廢水。生物體具有特定的化(huà)學結構以(yǐ)及成分特征,
而(ér)生物吸附法(fǎ)的主要(yào)原理,就是利用生物體(tǐ)的這些特性來吸附溶於水中的重金屬離子。生物吸附法(fǎ)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(yǒu)效地回收重金屬。
2. 浮選法
往重金屬廢水中通人(rén)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在粒子上的重金屬離子加(jiā)以分(fèn)離。該方法具有如下優點:對粒子的去除效果好(hǎo),操(cāo)作省(shěng)時,費用低廉,在一定條件下,既可消除重(chóng)金屬(shǔ)汙染,又可回收金屬,並且還能避開某些重金(jīn)屬氫氧化物(wù)或碳酸鹽過濾困難的問題。
3. 離子交換法
用離子交換(huàn)樹脂把廢水中的(de)重金屬離子交換出來,從而除(chú)去重金(jīn)屬離子。不過,離子(zǐ)交換樹脂價格昂貴,其再生費用也比較高,所以,在廢(fèi)水處理中使用很少(shǎo)。但對於少量有回收價值的有毒金屬(shǔ)來說是(shì)個不錯(cuò)的方法。
4.溶劑萃取分離
溶劑萃取法是分離和淨化(huà)物質常用的方法。由於液一液接觸(chù),可連續操作,分離效果較(jiào)好。使用這(zhè)種(zhǒng)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(lí)子形式存在,例如在酸性條件(jiàn)下,與萃取劑發生絡(luò)合反應,從水相被萃取(qǔ)到有機相,然後在堿性條件下被反萃取到水相(xiàng),使溶劑再生以循環利用(yòng)。這(zhè)就要求(qiú)在萃取操作時注意(yì)選擇水相酸(suān)度。盡管(guǎn)萃取法有較大優越性,然而溶劑在萃取過程中(zhōng)的流失和再生過程中能源消(xiāo)耗大,使這種方法(fǎ)存在一定局限性,應用受到很大的限製。
三、 電化(huà)學處理技術
1. 電解法
電解法的主要原理,是對重(chóng)金(jīn)屬廢水進行電解時,重金屬離子在陰極得到電子被還原,這些重金屬要麽(me)沉(chén)澱在電極(jí)表麵,要麽沉澱到反應槽底部,從而起(qǐ)到降低(dī)廢水中重金(jīn)屬含量的效果。
2 .電(diàn)沉積
這種方法(fǎ)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(de)電勢,促進重金屬離子更(gèng)好地沉澱。電沉積在(zài)酸性(xìng)和堿性廢液中都適用。
3. 膜分離技術
膜分(fèn)離法是利用(yòng)高分(fèn)子(zǐ)所具有的選擇性來(lái)進行物質分離(lí)的技術,包括電滲析、反滲(shèn)透、膜(mó)萃取、超過濾等。用(yòng)電滲(shèn)析法處理電鍍工業廢水,處理後廢水組成(chéng)不變,有利於回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬離子廢(fèi)水都適宜用電滲析處理(lǐ),已有成套設備。反滲透法已大(dà)規模用於鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和(hé)混合重金(jīn)屬廢水處理。采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(fèi)水的(de)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(hé)奧地利均用乳狀液(yè)膜技術處(chù)理含Zn廢水,此外也應用於鍍Au廢液處理中。膜萃取技術是一種高效、無二次汙染的分離技術,該項(xiàng)技術在(zài)金屬萃取(qǔ)方(fāng)麵有很(hěn)大進展。
四、生物化學法
1. 生物塘淨(jìng)化法(fǎ)
該方法的原理,是利用複合的水生生態係統的協同(tóng)作用,完成對重金屬汙染物的吸收、積累、分解以及淨化作用。
2. 動物處理(lǐ)
動物法處理重金屬廢水(shuǐ)現(xiàn)今尚(shàng)處於起(qǐ)步階段(duàn)。尤其是無脊椎動(dòng)物對Zn和(hé)Cd具有很大(dà)的富集能力。可見,利用水生動物處理重金屬廢水存在一定的可行性。研究發現,利用雙殼(河蚌)處(chù)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Zn、Cd、Pb2+ 、Ag 的脫(tuō)除係數達到72.0%~89.9%,對雙殼法處(chù)理重金(jīn)屬廢水的可(kě)行性作了肯定(dìng)。
3. 微生物及藻類處理
通過(guò)生物(wù)絮凝,生物吸附,生(shēng)物沉澱等作用實現廢水中重金屬的轉化,沉積和(hé)固定。研究表明,廢水中金屬汙染濃度為10~l000 時(shí),傳統的處理工藝成本很高,而廉價、易得的微生物可從稀(xī)溶液中富集、分離,通(tōng)常能將濃縮幾千倍(bèi)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,其他的如,生物吸附,生物絮凝等尚未得到大規模(mó)的工業應用。
4. 植物修複法(fǎ)
重(chóng)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(dìng)被汙染水體中的重金屬離子,從而(ér)達到減輕重金屬廢水危害的目的。
5.生物絮(xù)凝法
生物絮凝法是(shì)利用微生物或微(wēi)生物產生的(de)代(dài)謝物進行絮凝沉澱的一種除汙方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產生並分泌到細胞(bāo)外,具有絮凝活性的代謝(xiè)物。一般由(yóu)多(duō)糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物(wù)質構(gòu)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(wù)絮凝劑中(zhōng)的氨基和羥基可(kě)與Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定(dìng)的鼇合物而(ér)沉澱下來。應(yīng)用微生物絮(xù)凝法處理廢水安全方便(biàn)無毒、不產生二次汙染、絮凝效果好,且生長快、易於實(shí)現工業化等特點。此外,微生物可以通過遺傳工程、馴化或構(gòu)造出具有特殊功能的菌株(zhū)。因而微生物絮凝法具有廣闊的(de)應用前景。
6. 生物(wù)吸附(fù)法
生物吸附法是利用生(shēng)物體(tǐ)本身的化學結構及成分特性來吸附溶於水中的金屬(shǔ)離子,再(zài)通過固(gù)液兩相分離去(qù)除水溶(róng)液中的(de)金屬離子的方法。利用胞(bāo)外聚合物分離金屬離子(zǐ),有些細菌在生長過程中釋放(fàng)的(de)蛋白質,能使溶(róng)液中可溶性的重金屬離子(zǐ)轉化為沉(chén)澱物而去除。生物吸附劑(jì)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(jīng)被廣泛應用。
7.生物化學法
生物化學(xué)法指通過微(wēi)生物處理含重金屬廢水,將可溶性離(lí)子轉化為不溶性化合物而(ér)去除。硫酸鹽生物(wù)還原(yuán)法是一種典型(xíng)生(shēng)物化(huà)學法。該法是在厭氧條(tiáo)件下硫(liú)酸鹽(yán)還原(yuán)菌通過異化的硫酸鹽還(hái)原作用,將硫酸鹽還原(yuán)成(chéng)H2S,廢水中的重金屬(shǔ)離子可以(yǐ)和所產生的H2S反應生成(chéng)溶解度很低的金屬硫化物沉澱而被去除,同時(shí)H2S的還原作用可將SO42-轉化為S2-而使廢水的pH值(zhí)升高。因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而(ér)沉澱。有關研究表(biǎo)明,生物化學法處理含Cr6+濃度為30~40mg/L的廢水去除率可達99.67%~99.97%。有人(rén)還利用(yòng)家畜糞便(biàn)厭(yàn)氧消化汙泥進行礦山酸性(xìng)廢水重金屬離子的處理,結果(guǒ)表明該方法能有效去除廢水中的重(chóng)金屬。趙曉紅等(děng)人用脫硫腸杆菌(SRV)去除電鍍廢(fèi)水中的銅離子,在銅質(zhì)量濃度為246.8 mg/L的溶液,當pH為4.0時,去除率達99.12%。