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【干貨】重金屬離子工業廢水處理技術匯總

文章出處:未知發表時間:2021-11-16 13:53:46

 

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含重金屬廢水處置新技術主要包括兩方面,一方面是對傳統技術的改良,另一方面是處置重金屬廢水的新辦法。

1.1化學沉淀法

化學沉淀法有中和沉淀法、硫化物沉淀法、鋇鹽沉淀法和鐵氧體法,其中較為新型的技術是鐵氧體法。鐵氧體法是日本電氣公司(NEC)研討出的一種從廢水中去除重金屬離子的新辦法。做法是:在含重金屬離子的廢水中參加鐵鹽,應用共沉法從廢水中制取鐵氧體粉末。鐵氧體法可一次去除廢水中多種重金屬離子,鐵氧體沉淀不再溶解。鐵氧體法處置重金屬廢水效果好,投資省,設備簡單,沉渣量少,且化學性質較為穩定。在自然條件下,普通不易形成二次污染。鐵氧體法捕集金屬離子的機理是經過晶格取代的方式而非普通的化學反響,因而有可能打破溶度積常數的限制而同時對多種重金屬離子產生作用,特別適用于工業消費中所產生的含多種重金屬離子的工業廢水處

1.2吸附法

吸附法是應用多孔性固態物質吸附水中污染物的一種辦法。海泡石是一種自然纖維狀含鎂水合硅酸鹽粘土,對廢水中重金屬的吸附有很好的效果,理想分子式為[Si12Mg8(OH)4] (H2O)48H2O。海泡石對水中的 Ni2+,Co2+,Pb2+,Cu2+ Cd2+有較好的吸附效果,特別對高濃度重金屬有較好的吸附性能。有機硅吸附劑對重金屬也有較好的吸附效果。有機硅吸附劑是一類由碳官能有機硅單體制備的聚合物或經這些單體處置過的無機資料或合成資料。化工及金屬冶煉企業所排出的廢水中常含有有色金屬及有毒金屬元素,采用含NHC(S)CH3NHC(S)NH官能團的有機硅可有效地吸附這些元素,它們具有很高的吸附容量及分配系數。此類有機硅吸附劑對Hg,Cu,As,Sb的吸附容量最大,對Cu,Hg,Te,Th,Bi的分配系數大。應用這些吸附劑能夠同時別離多種金屬,并且能夠在很寬的pH范圍內吸附重金屬,普通不需求特定的pH值,但凈化污水的最佳pH值為5~9。未改解的水解木質素自身能夠作為吸附劑,主要用于吸附去除各種重金屬離子。Karsheva等人研討發現,水溶性木質素是一種有效的吸附劑,可用于去除水中的鉛離子。Lalvani發現一種能夠吸附溶液中的Cr3+Cr6+的木質素,該木質素能夠去除63%Cr6+100%Cr3+

1.3離子交換

由于重金屬廢水中的重金屬大多以離子狀態存在,所以用離子交換法處置能有效地除去和回收廢水中的重金屬。采用微波輻射促進化學反響技術,援用氧化復原引發體系,可在纖維素上接枝丙烯酸/丙烯酰胺來合成具有特定功用的吸附樹脂。研討標明:在最佳的合成工藝條件下,樹脂對Cu2+的吸附率為99.2%,吸附容量為49.6 mg/g,8%NH3H2O作為淋洗液對樹脂洗脫再生,洗脫率在85%以上。大昂吸附樹脂反復運用7次時,對重金屬離子的吸附率仍可堅持在90%以上,具有良好的再生運用壽命。超級吸水樹脂 SAPC 也能夠脫除廢水中的重金屬離子,SAPCCr3+Co2+離子的富集才能強,對Hg2+Pb2+Ni2+富集才能次之。

1.4改性濾料法

同濟大學高乃云教授分別用氧化鋁涂層砂和氧化鐵涂層砂去處水中的金屬鋅,發現pH>9時,涂層砂除鋅率達100%。印度工業學院Jiban K. Satpathy用均勻尺寸為0.71mm的過濾石英砂涂以硝酸鐵,將涂層濾料(15 cm高度)置于直徑1.1 cm的玻璃柱中,完成了分別在不同的pH值條件下從鍍鎘、鍍鉻廢水中有效去除鎘、鉻。Edwards等人用鐵氧化物掩蓋的砂粒柱停止了Pb2+Cd2+Ni3+Cr3+吸附實驗,結果標明:水中溶解態的重金屬離子Pb2+Cd2+Ni3+Cr3+pH8.5時簡直能夠全部除去。高乃云等在用氧化鐵涂層改性濾料除砷,實驗中發現除砷效果顯著,去除率能夠到達95%以上,且遵照pH值、高去除率的規律。

1.5萃取法

萃取法屬于物化處置法,是水處置技術中的一個重要辦法,大多數重金屬廢水能夠用萃取法處置。傳統重金屬的溶劑萃取,前處置費時費力,還必需運用大量有機溶劑,假如后期處置不當,會對環境形成二次污染。而超臨界CO2流體(CO2SFE),選擇性好,流程煩瑣,萃取速度快,能耗低,后處置簡單,具有溶劑萃取所沒有的優勢。超臨界流體是指處于臨界溫度和臨界壓力以上的流體。SFE化學性質穩定,萃取條件溫和,萃取后可回收,無溶劑殘留,被稱為“綠色溶劑”,是目前應用最為普遍的超臨界流體萃取劑。雖然應用CO2SFE萃取技術大范圍管理環境重金屬污染的經濟性尚無定論,但隨著工業級CO2SFE流體萃取技術的日益完善,其節能、節時、省力的優勢會逐步顯現出來。

1.6新工藝法

1.6.1無害化誘導結晶新工藝

無害化誘導結晶新工藝應用誘導結晶原理,以碳酸鈉為沉淀劑,使重金屬離子構成難溶鹽在流態化的硅砂外表結晶堆積從而到達去除重金屬的目的。這種工藝操作便當,處置量大,占空中積小,而且在硅砂外表產生的金屬堆積物,構造密實,含水率低。對反響飽和后的硅砂可采取加酸溶解回收重金屬或采用水泥固化硅砂的措施,從而到達對重金屬廢水的最終無害化處置。重金屬廢水經流態化結晶堆積法及過濾處置后,重金屬離子去除率可達99%,無需沉淀池,反響速度快,且無污泥產生。

1.6.2微電解生物法組合工藝

采用微電解生物法組合工藝處置含鉻廢水時,在實驗過程中,電鍍廢水中的重金屬離子經過微電解法預處置可去除90%以上,剩余局部被后續工藝的微生物功用菌去除。實驗結果標明:對Cr6+含量為50 mg/LCu2+含量為15 mg/LNi2+含量為10 mg/L的廢水,經處置后,重金屬離子的凈化率達99.9%,且無二次污染。微電解法應用機械加工過程中的廢鐵屑處置電鍍廢水,不只處置效果較好,而且本錢低廉,操作煩瑣。生物法凈化含鉻電鍍廢水的優點是污泥量少,凈化效果好。實踐工程運用中,對電鍍廢水選用低價的鐵碳法停止預處置,再用SR功用菌停止深度處置,也不失為一種降低處置費用進步處置效率的好辦法。應用微電解生物法組合工藝處置含鉻電鍍廢水,完整可以到達國度規則的排放規范。

1.6.3鐵屑固定床工藝

鐵屑固定床處置重金屬廢水工藝是指:電鍍消費工藝過程中產生的含Cr6+廢水,經過鐵屑固定床的綜協作用,出水在進入沉淀池沉淀后,上清液可作為處置水排放或回用。其根本原理是鐵屑對絮體的電附集和對反響的催化作用,以及電池反響產物的混凝、重生絮體的吸附和床層的過濾等作用的綜合效應的結果,其中主要作用是氧化復原和電附集。該工藝具有省水、節電、運轉費用低、無二次污染等特性,能夠處理重金屬廢水管理難題,關于其他重金屬的處置,只需調整工藝參數即可。

1.7生化處置法

生化處置法是借助微生物或植物的絮凝、吸收、積聚、富集等作用去除廢水中重金屬的辦法,包括生物吸附、生物絮凝、微生物代謝等辦法。

1.7.1生物吸附法

生物吸附法是指生物體借助化學作用吸附金屬離子的辦法。藻類和微生物菌體對重金屬有很好的吸附作用,并且具有本錢低、選擇性好、吸附量大、濃度適用范圍廣等優點,是一種較為經濟的吸附劑。用生物吸附法從廢水中去除重金屬的研討,美國等國度已初見效果 。有研討者預處置假單胞菌的菌膠團后,將其固定在細粒磁鐵礦上來吸附工業廢水中Cu2+,發現當濃度高至100 mg/L時,除去率可達96%,用酸解吸,能夠回收95%銅,預處置能夠增加吸附容量。但生物吸附法也存在一些缺乏,例如吸附容量易受環境要素的影響,微生物對重金屬的吸附具有選擇性,而重金屬廢水常含有多種有害重金屬,影響微生物的作用,應用上受限制等,所以還需再停止進一步研討。

1.7.2生物絮凝法

生物絮凝法是應用微生物或微生物產生的代謝物停止絮凝沉淀的一種除污辦法。生物絮凝法的開發固然不到20年,卻曾經發現有17種以上的微生物具有較好的絮凝功用,如霉菌、細菌、放線菌和酵母菌等,并且大多數微生物能夠用來處置重金屬。生物絮凝法具有平安無毒、絮凝效率高、絮凝物易于別離等優點,具有寬廣的開展前景。邵穎和葉玉漢研討了聚合鋁與自然陽離子有機高分子殼聚糖復合后的絮凝特征及復合絮凝劑對重金屬廢水的處置應用。結果標明,聚合鋁與殼聚糖復合能互相促進其絮凝效能,對重金屬廢水的去除率可達97%以上。

結語

由于重金屬廢水處置較為復雜,且水體中含有多種重金屬離子,所以在處置過程中應該思索采用多種辦法和工藝的綜合運用,以到達最好的處置效果。在選擇辦法上也應該遵照經濟、便當、不產生二次污染的準繩。

 


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