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鋅的危害及含鋅廢水常用處理方法

文章出處:未知發表時間:2021-11-23 14:27:59


 

圖片1 

鋅是一種在地球上儲量較為豐厚的重金屬資源。我國鋅礦資源儲量居世界第二位,鋅資源并普遍應用于現代工業消費如冶煉、制藥及食操行業之中。鋅是人體安康不可短少的元素,它普遍存在于人體肌肉及骨骼中,但是含量甚微,假如超量就會發作嚴重結果。含鋅廢水的排放對人體安康和工農業活動具有嚴重危害,具有耐久性、毒性大、污染嚴重等危害,一旦進入環境后不能被生物降解,大多數參與食物鏈循環,并最終在生物體內積聚,毀壞生物體正常生理代謝活動,危害人體安康。在鋅酸鹽溶液中,加適量酸也可析出Zn(0H)2 白色沉淀,再加過量的酸、沉淀又復溶解。鋅的氫氧化合物為兩性化合物,pH 值過高或過低,均能使沉淀返溶而使出水超標。所以在用化學沉淀法處置含鋅廢水的過程中,要留意pH 值的控制。

 

一、鋅的危害

 

鋅污染(zinc pollution)指鋅及其化合物在環境中所形成的污染。在鋅礦的開采,冶煉加工,機器制造以及鍍鋅、儀器儀表、有機合成和造紙等工業的排放物中。都含有大量鋅化合物。熔煉鋅礦、廢棄物燃燒、汽車輪胎磨損以及煤熄滅產生的煙塵、粉塵中均含有鋅的金屬或其化合物會污染大氣。工業廢水中常見的為鋅的羥基絡合物。鋅對魚類和水生生物的毒性比對人和溫血動物大很多倍。鋅在土壤中富集,并會使植物體中也富集而招致食用這種植物的人和動物受害。用含鋅污水灌溉農田對農作物特別是小麥影響較大,會形成小麥出苗不齊,分蘗少,植株矮小,葉片萎黃。過量的鋅還會使土壤失去活性,細菌數目減少,土壤中的微生物學用削弱。中國規則生活飲用水的鋅含量不得超越1.0mg/L,空中水中鋅最高允許濃度為1.0mg/L,漁業用水中鋅的最高允許濃度為0.1mg/L,工業廢水中鋅及其化合物的最高排放濃度為5.0mg/L,車間空氣中氧化鋅的最高允許濃度為5.0mg/L

 

二、含鋅廢水的處理方法

 

含鋅工業廢水處辦法有很多,本文引見幾種常見的處置辦法。

 

1、物理化學法

 

1.1 混凝沉淀法

 

混凝沉淀法其原理是在含鋅廢水中參加混凝劑(石灰、鐵鹽、鋁鹽),在pH=810 的弱堿性條件下,構成氫氧化物絮凝體,對鋅離子有絮凝作用,而共沉淀析出。尹庚明等采用混凝沉淀法對江門粉末冶金廠錳鋅鐵氧體消費廢水停止處置,處置范圍為30-80m3/d。實驗室實驗和工廠實踐運轉結果標明,本法土建及設備投資少,工藝煩瑣,運轉費用低,處置效果好。懸浮物去除率可達99.9%,濁度去除率可達99%,懸浮物由200-350mg/L 降為0.002-0.005mg/L ,濁度由600-1200 度降為6-8 度,出水水質到達GB8978-1996 中的一級規范。且出水和廢水中的金屬氧化物均可回收應用。

 

1.2 硫化沉淀法

 

硫化沉淀法應用弱堿性條件下Na2SMgS 中的S2+與重金屬離子之間有較強的親和力,生成溶度積極小的硫化物沉淀而從溶液中除去。硫參加量按理論計算過量50%80%。過量太多不只帶來硫的二次污染,而且過量的硫與某些重金屬離子會生成溶于水的絡合離子而降低處置效果,為防止這一現象可參加亞鐵鹽。

 

1.3 鐵氧體法

 

鐵氧體即為鐵離子與其它金屬離子組成的氧化物固溶體,該工藝最初由日本電氣公司(NEC)研制勝利。依據構成鐵氧體構成的工藝條件,可分為氧化法和中和法,氧化法需求加熱和通氣氧化,請求添加新的設備,而中和法能夠經過恰當控制參加廢水中亞鐵離子和鐵離子的濃度等條件構成鐵氧體,能夠不用增加設備,投資費用較低。在構成鐵氧體的過程中,鋅離子經過包裹、夾帶作用,填充在鐵氧體的晶格中,并嚴密分離,構成穩定的固溶物。湯兵等人研討了鐵氧體法處置含鋅、鎳混合廢水的工藝條件。在pH=8.0-10.02=Fe2+:M2+=8(M2+以廢水中總離子含量計),外加磁場強度為200T 的條件下,鋅、鎳離子可以同時去除,其去除率可達99%以上,沉渣沉降時間可縮短為10min

 

1.4 電解法

 

電解法是應用金屬的電化學性質,在直流電作用的下,鋅(II)的化合物在陽極離解成金屬離子,在陰極復原成金屬,而除去廢水中的廢水中的鋅離子。該辦法是處置含有高濃度含鋅廢水的一種有效辦法,處置效率高并便于回收應用。但這種辦法缺陷是水中的鋅離子濃度不能降得很低。所以,電解法不適用于處置含較低濃度的含鋅廢水,并且此種辦法電耗大,投資本錢高。

 

1.5 離子交流法

 

與沉淀法和電解法相比,離子交流法在從溶液中去除低濃度的含鋅廢水方面具有一定的優勢。離子交流法在離子交流器中停止,此辦法借助離子交流劑來完成。在交流其中按請求裝有不同類型的交流劑(離子交流樹脂),含鋅廢水經過交流劑時,交流機上的離子同水中的鋅離子停止交流,到達去除水中鋅離子的目的。這個過程是可逆的,離子交流樹脂能夠再生,普通用在二級處置。陳文森等人應用靜態吸附辦法,實驗結果標明,酸的存在對樹脂吸附Zn2+影響很大,酸度越大吸附量越小,鹽的存在在一定范圍內有利于Zn2+的吸附,但超越一定濃度則不利于Zn2+的吸附。

 

不溶性淀粉黃原酸醋,是一種優秀的重金屬離子脫除劑,遭到各國普遍的注重。張淑媛等人討論了用不溶性淀粉黃原酸醋脫除廢水中鋅離子的辦法和最佳條件,脫除效果和影響要素,該法脫除率高,經一次處置脫除率大于98%,鋅離子剩余濃度小于0.2mg/L。反響疾速,順應范圍廣。殘渣穩定,無二次污染。

 

1.6 吸附法

 

吸附法是應用多孔吸附資料吸附處置含鋅廢水的一種辦法,傳統吸附劑是活性炭及磺化煤等,近年來人們逐步開發出具有吸附才能的吸附資料,這些吸附資料包括陶粒、硅藻土、浮石、泥煤等及其各種該性資料,目前,有些曾經應用到工業消費中去。王士龍等人對陶粒處置含鋅廢水停止了實驗研討,討論了陶粒用量、廢水酸度、接觸時間、溫度等要素對除鋅效果的影響。結果標明:在廢水pH4-10 Zn2+濃度為0 mg/L-200 mg/L 范圍內,按鋅與陶粒質量1:80 的比例投加陶粒處置含鋅廢水,鋅的去除率達99%以上,處置后的含鋅廢水達排放規范。

 

經過對以上傳統的物理化學辦法的引見能夠看出,這些辦法不同水平上存在投資大,運轉費用高,管理后的水難以達標,污泥產量大等問題。表11 是局部傳統電鍍廢水處置辦法與生物法及活性污泥法之間的比擬。

 

11 電鍍廢水處置辦法的比擬

圖片2 

 

經過表1-1 的比擬能夠看出,生物法相比傳統物理化學法有投資小、運轉費用低、無二次污染等優點,使得越來越多的研討人員開端對生物法停止研討。

 

2.2 生物法

 

生物法是經過生物有機體或其代謝產物與金屬離子之間的互相作用到達凈化廢水的目的,具有低本錢、環境友好等優點,日趨成為世界各國研討的焦點。生物處置辦法依據其原理不同大致能夠分為兩類:生物吸附法和生物沉淀法。

 

2.2.1 生物吸附法

 

由于許多微生物具有一定的線性構造,有的外表具有較高的電荷和較強的親水性或疏水性,能與顆粒經過各種作用(比方離子鍵、吸附等)相分離,好像高分子聚合物一樣起著吸附劑的作用。國內外關于用生物吸附技術處置含鋅廢水的研討很多,主要集中在純菌種的別離提取、基因工程菌的結構、混合菌的培育等方面。

 

2.2.2 生物沉淀法

 

以硫酸鹽復原菌為代表的生物沉淀法處置含鋅廢水具有處置費用低、去除率高的優點。在研討獲得停頓的同時,也暴露了營養源不能被生物充沛應用,招致出水的COD 值高; 金屬離子的毒害作用影響處置效果等缺陷。

 


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