重金属废水治理

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产品介绍

一、含重金属废水的来源及特性

受重金属污染的废水,主要含有汞、铬、锌、镉、钴、砷、钛、锰、矾、钼、铋、锡等有毒重金属离子。含重金属的废水来源很广,金属矿山、有色冶炼、钢铁、电镀、石油化工、制革、照相等行业都有重金属废水产生。废水中重金属的种类、含量及存在形态随生产种类而异,变化很大。

重金属能在土壤中积累,并且无法被微生物降解,而只能转移其存在位置和改变其物理、化学形态。重金属是一种“3.png”的污染物,因此重金属废水必须进行妥善处理。首先应设法减少废水产生量,尽量回收有用金属,废水处理后再进行循环利用,尽可能不排或少排。对必须排放的废水要进行净化处理,使之达到排放标准。对处理生产的污泥和浓缩液,如无回收价值,也应该进行无害化处理,也应该进行无害化处理,以免产生二次污染。重金属随废水排出时,即使浓度很小,也可能对环境造成危害。重金属废水具有以下特点:

①天然水体中重金属浓度随低,但其毒性长期持续。水体中某些重金属可在微生物作用下,转化为毒性更强的金属有机化合物。

②生物富集浓缩,构成食物链,危及人类。生物从环境中摄取重金属,并在体内或某些器官中富集,其富集倍数可高达成千上万倍,水生动植物、陆生农作物都有这种现象。然后作为食物进入人体,在人体的某些器官中积蓄起来构成慢性中毒,严重危害人体健康。

③重金属无论用何种处理方法或微生物都不可能降解,只会改变其化合价和化合物种类。

④在天然水体中只要有微量重金属,即可产生毒性反应。

二、含重金属废水的处理方法

重金属废水的处理方法很多,可分为两大类。

一类是使溶解性的重金属转变为不溶或者难溶的金属化合物,从而将其从水中除去。常用的由氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、氧化还原法、铁氧体法。这些方法可根据水质、水量单独或组合使用。

另一类是在不改变重金属化学形态的情况下进行浓缩分离,例如反渗透法、电渗析法、蒸发浓缩法等。

1、氢氧化物沉淀法


向重金属废水投加碱性沉淀剂(如石灰乳、碳酸钠等),使金属粒子与氢氧根反应生成难溶的金属氢氧化沉淀,从而予以分离。


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沉淀工艺一般指有一次沉淀和分段沉淀两种。一次沉淀法是指一次投加碱剂提高pH值,使各种金属粒子共同沉淀。此法工艺流程简单,操作方便但沉淀物含有多种金属,不利于金属回收。分段法是根据不同金属氢氧化物,在不同pH值下沉淀的特性,分段投加碱剂,控制不同的pH值,使各种重金属分别沉淀。此法工艺复杂,pH值控制要求较严,但有利于分别回收不同金属。

2、硫化物沉淀法

向废水中投加硫化剂,使金属粒子与硫化物反应,生成难溶的金属硫化物沉淀。硫化剂可采用硫化钠、硫化氢或硫化亚铁等。此法的优点是生辰的金属硫化物的溶解度比金属氢氧化物的溶解度小,处理效果比氢氧化物沉淀更好,而且沉渣量少,含水率低,便于回收有用金属。缺点是硫化剂价格高。此外,如控制不好,硫化剂过量时,处理水会产生硫化氢,造成二次污染或出水参与硫化物使COD增大。

3、还原法

向废水中投加还原剂,使金属还原为金属或低价金属离子,再投加石灰使其成为金属氢氧化物沉淀。还原法可用于铜、汞等金属离子的回收,常用语含铬废水的处理。

根据投加还原剂的不同,可分为硫酸亚铁法、亚硫酸氢钠法、二氧化硫法、铁粉或铁屑法等。

4、离子交换法

离子交换法是利用离子交换剂的交换基因,与废水中的金属离子进行交换反应,将金属置换到交换剂上予以除去。

用离子交换法处理重金属废水,金属粒子,如Cu2+、Zn2+、Cd2+等,可以采用阳离子交换树脂;而以阴离子形式存在的金属离子络合物或酸根(HgCl42+、Cr2O72-等),则需要用阴离子交换树脂予以除去。为了同时除去水中的阴阳离子,可以将阴离子和阳离子交换器串联使用。

5、铁氧体法

铁氧体是由铁离子、氧离子以及其他金属离子所组成的氧化物,是一种具有铁磁性的半导体。采用铁氧体法处理重金属废水是根据铁氧体的制造原理,利用铁氧体反应把废水中的二价或三价金属粒子,充填到铁氧体尖晶石晶格中去,从而得到沉淀分离。

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铁氧体法具有净化效果好、投资省、设备简单、沉渣带磁性、容易分离且可综合利用等优点。但需要投加较多的硫酸亚铁和氢氧化钠,处理出水含硫酸钠量较高,沉渣需加温曝气,运行费用较高,不适用于大量废水的处理。

5、电解法

利用铝(或铁)作为可溶性阳极,以不锈钢或钼、铁作为阴极,在直流电场下对废水进行电解。通电后,阳极金属(铝或铁)放电称为金属离子溶于废水中,水解形成氢氧化铝或氢氧化铁胶体,同时废水中的重金属离子与在阴极产生的OH-结合形成金属氢氧化物,并吸附在阳极处形成的氢氧化物胶体上,一起沉淀除去。此外,废水中的金属离子还可直接在阴极上获得电子,还原为金属沉积在阴极上。

电解上浮法是将电解反应、絮凝沉淀以及上浮分离结合起来的一种方法。在电解过程中,废水中的金属离子可随可溶性阳极(铝或铝合金)剥离生成胶状氢氧化物,借助于电解时产生的氢气和氧气泡浮升到液面,经刮除予以分离。采用电解上浮法能同时除去多种金属离子,具有净化效果好,泥渣量少、占地面积小、噪声小等优点,但电耗较大。

6、吸附法

利用吸附剂可将废水中的重金属离子除去,吸附剂的种类很多,如活性炭、含腐蚀酸镁、硅钙石、沸石、经碱处理的锯末等对重金属都有不同的吸附效果。

7、膜分离法

膜分离法是利用膜渗透分离重金属的方法,包括反渗透法、电渗析法、扩散渗析法、液膜法和超滤法。

三、含重金属废水的处理实例

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