重(chóng)金屬廢水處理技術匯總(zǒng)!
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(shuǐ)中加入堿(jiǎn)性溶液(yè),利用OH-與重金屬離子反應(yīng)生成難溶的金屬氫氧化物沉(chén)澱,通過過濾予以分離。氫氧(yǎng)化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石灰乳,利用不同的(de)金屬氫氧化物在不同(tóng)的pH值下沉澱析出的特性,依次(cì)回收各金屬氫氧化物。一次沉澱法則是一次性投加石灰乳,使(shǐ)溶液達到額定的pH值,從而使(shǐ)廢水中的各種重金屬離子同時以氫氧化物沉澱的形式析出。
2 .硫化物沉澱法
將重(chóng)金屬廢水pH值凋節(jiē)為一定堿性後,再通(tōng)過向重(chóng)金(jīn)屬廢水中投加硫化鈉或硫化鉀等硫化物,或者(zhě)直接通人硫化氫氣體,使重金屬離子同硫(liú)離子反應(yīng)生成難溶的金屬硫化物沉澱(diàn),然後被過濾分離。由於金屬(shǔ)硫(liú)化物的(de)溶度積比相應的金屬(shǔ)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(huà)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(pǐn)位高,有利於金屬的回收。可是硫化物沉澱法也(yě)有不足(zú)之處(chù),比方說硫化物結晶(jīng)比較細小,難(nán)以沉降,因而應用也不是很廣。
3. 還原一沉澱法
這種方法的原(yuán)理是,用(yòng)還原劑將重金屬(shǔ)廢水中的重金屬離子還原為金屬單質或者價態較低的金屬離子,先將(jiāng)金屬過濾(lǜ)收集,然後再往處理液中加入石灰乳,使(shǐ)得還原(yuán)態的(de)重金(jīn)屬離子以氫氧化物(wù)的形(xíng)式沉澱(diàn)收集。銅和汞等的回(huí)收可以利用這種方法。該法也常用於含鉻廢水的處理。較常使用的還原劑有硫酸亞鐵、亞(yà)硫酸氫鈉、鐵粉等。
4. 絮凝浮選沉澱法
通(tōng)過添加絮凝劑使得重金屬廢水中的小膠體顆粒穩(wěn)定性變差,聚集形成大顆粒膠體物質,*終通過重力作用沉澱下(xià)來。為增大膠體顆粒的尺寸,采用浮選的辦法,用於將不(bú)穩定(dìng)的膠(jiāo)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(shì)調節pH值,二(èr)是加入含鐵或鋁鹽的絮(xù)凝劑,以克服離子間靜電排(pái)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(de)吸附劑,也是目前使用*廣泛的吸附劑。之(zhī)所以能(néng)夠進行物(wù)理吸附,是因為活性炭(tàn)具有高的比表麵積以及高度發達的孔隙結構。後來在此基礎上又出現了活性炭纖維(wéi)等衍生物,去除效率高,但價格比較昂貴。能夠用於(yú)物理吸附的材(cái)料還有各種礦物(wù)質以及分子篩等。
(2)樹脂吸附。環保是樹脂吸附法(fǎ)的一個重要(yào)的特點,這種方法能夠分離、純化、回收重金屬,效果顯著。主要是由於(yú)樹脂中含有各種活性基團,比較典型的(de)有羥基、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(fèn)為陽離子交換樹脂和陰離子交換(huàn)樹脂。
(3)生物吸附。近些年(nián)來,很多研究者將(jiāng)各種(zhǒng)生物(如植(zhí)物、細菌、真菌、藻(zǎo)類以及酵母)經處(chù)理加工成生物吸附劑,用於處理含重金屬廢(fèi)水。生物(wù)體具有特定的化學結構以及成分特征,
而生物吸(xī)附法的主要原理(lǐ),就是利用生物體(tǐ)的這(zhè)些特性(xìng)來吸(xī)附溶於(yú)水中的重金屬離子。生物吸附法(fǎ)具有幾個(gè)特點:①生物吸(xī)附劑可以(yǐ)降解,一般(bān)不(bú)會發生二次汙染;②來源廣泛(fàn),容易獲取並且價格便宜;③生物吸(xī)附劑容易(yì)解析,能夠有效地回收重金屬。
2. 浮選法
往(wǎng)重金屬廢水中通人氣體產生氣泡,廢水中的(de)膠體顆粒會附著在氣泡表麵,這些膠(jiāo)體粒子可隨氣泡的上浮從而實現將依附在粒子上的(de)重金屬離子加以分離。該方法具(jù)有如(rú)下優點:對粒子(zǐ)的去除效果好(hǎo),操作省(shěng)時,費用低廉,在一定條件(jiàn)下,既可(kě)消除重金屬(shǔ)汙染,又可回收金屬,並且還能(néng)避開(kāi)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重金屬離子交(jiāo)換出來,從而除去(qù)重金屬離子。不過,離子交(jiāo)換樹脂價格昂貴,其再生(shēng)費用也比較(jiào)高,所以,在(zài)廢水處理中使用很(hěn)少。但對(duì)於(yú)少量有回收(shōu)價值的有毒金屬來說是個(gè)不錯的方法。
4.溶劑萃取(qǔ)分離
溶劑萃取法是分離和淨化物質常用的(de)方法。由於液一液接觸(chù),可連續操作,分離效果較好。使用這種方法時,要選擇有較高(gāo)選擇性(xìng)的萃取劑,廢水中(zhōng)重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在,例如在酸(suān)性條件下,與萃取劑發生絡合反應,從水相被萃取到有機相,然後在堿性條件下被(bèi)反萃取到水(shuǐ)相,使溶劑再生以循(xún)環利用。這就要求在萃取操作時注意選擇水相酸度(dù)。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(liú)失和(hé)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(dào)很大的限(xiàn)製。
三、 電化學處理技術(shù)
1. 電解法
電解法(fǎ)的(de)主要原理,是對重金屬廢水進行電解時(shí),重金屬離子在陰極得到電子被還原,這些重金屬要麽沉澱在電極表麵,要麽沉澱到反應槽底部,從而起到降低廢(fèi)水中重金屬(shǔ)含量的效果。
2 .電沉積
這種方法的原理是,在傳統(tǒng)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地沉澱。電沉積(jī)在酸性和堿性廢液中都適用。
3. 膜分離技術
膜分離法是利用(yòng)高(gāo)分子所具有的選擇性來進行物質分離的技術,包括電滲(shèn)析、反滲透、膜萃取、超過濾(lǜ)等。用電(diàn)滲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+等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理,已有成套設備。反滲透法已(yǐ)大規模用於鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合(hé)重金屬廢水(shuǐ)處理。采用反滲透法處理電鍍廢水(shuǐ),已處理水可以回用,實現(xiàn)閉路(lù)循環(huán)。液膜法治理電鍍廢水的研究報(bào)道很多,有(yǒu)些領(lǐng)域液膜法已由基礎理論研究進(jìn)入到初(chū)步工業應用階段,如我國(guó)和奧地利均用乳狀液膜技術處理含(hán)Zn廢水,此外也應用於鍍Au廢液處理中。膜萃取技術是(shì)一種高效(xiào)、無二次汙染的分離技術,該項技術在金屬萃取方麵(miàn)有很大進展。
四、生物化學法
1. 生(shēng)物塘淨化法
該方(fāng)法(fǎ)的原理,是利用複合的水生生態係統的(de)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(shǔ)廢水現今尚處於(yú)起(qǐ)步階(jiē)段。尤其是無脊椎(zhuī)動物對(duì)Zn和Cd具有很大的富集能力。可見,利(lì)用水生動物處理重金屬廢水存在一定的可(kě)行性。研究發現,利(lì)用雙殼(ké)(河蚌)處(chù)理重金屬廢水(shuǐ),在重金屬濃度為3.125 mg/L時,雙殼生(shēng)物(wù)對(duì)重(chóng)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(fèi)水的可行性作了肯定。
3. 微生物及(jí)藻類處理(lǐ)
通過(guò)生物絮凝,生物吸附,生物沉澱等作用(yòng)實現廢水中重(chóng)金屬的轉(zhuǎn)化,沉積和固定。研究表明,廢水中金屬汙染濃度為10~l000 時,傳統的處理工藝成本很高,而廉價、易得的微(wēi)生物(wù)可從稀溶(róng)液中富集、分離(lí),通常能將濃(nóng)縮幾千倍或更多。目(mù)前,微生物處理工藝得到工業應(yīng)用較(jiào)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的工業應用。
4. 植物修複法(fǎ)
重金屬汙(wū)染植物(wù)修(xiū)複,是指利用植物的生命活動,提取,吸收(shōu)並固定(dìng)被汙染水體中的重金屬離子(zǐ),從而達到減輕重金屬廢水危害(hài)的目的。
5.生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮(xù)凝沉澱的一種除汙方法。微生物絮凝劑是一類由微(wēi)生物產生並分泌到細胞外,具有絮凝活性的代(dài)謝物(wù)。一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分(fèn)子物質構成,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,生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬(shǔ)離子形成穩定的鼇合物而沉澱下來。應用微(wēi)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,且生長快、易於實現工業化等特點。此外,微生物可以通過遺傳工程、馴化或構造出具有特殊(shū)功能的菌株。因(yīn)而微生(shēng)物絮凝法具有廣闊的應用前景。
6. 生物吸附法
生物吸附法是利用生物體本身(shēn)的化(huà)學結構及(jí)成分特性來吸(xī)附溶於水中的金屬離子,再通過固液兩相分離去除水(shuǐ)溶液中的金屬離子的方法。利用胞外聚合(hé)物分離金屬離子,有(yǒu)些細菌在生長過程(chéng)中釋放的蛋白質,能使溶(róng)液中可溶性的重金屬離子轉化為沉澱物而去除。生物吸(xī)附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易於分離回收重(chóng)金屬等特點,已經被廣泛應用。
7.生物化學法
生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水,將可溶性離子轉化為不溶性化(huà)合物而去除。硫酸鹽生物還(hái)原法是(shì)一種典型生物化學法。該法是在厭氧(yǎng)條件下硫酸鹽(yán)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和所產生的H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物(wù)沉澱(diàn)而被去除,同時H2S的還原作用可將SO42-轉化為S2-而使廢水的pH值升高。因許多(duō)重金屬離子(zǐ)氫(qīng)氧化物的離子積很小(xiǎo)而沉澱。有關研究表明,生物化學法(fǎ)處理含Cr6+濃度為(wéi)30~40mg/L的廢水(shuǐ)去除率可達99.67%~99.97%。有人還利用家畜糞便厭氧消化(huà)汙泥進(jìn)行礦山(shān)酸性廢水重金(jīn)屬離子的處理,結果表明該方法能有效去除廢水中的(de)重金屬。趙曉紅等人用脫硫(liú)腸杆(gǎn)菌(SRV)去除電鍍廢水中的(de)銅(tóng)離子,在銅質(zhì)量濃度為(wéi)246.8 mg/L的溶(róng)液,當(dāng)pH為4.0時(shí),去除率達99.12%。