重金屬廢水(shuǐ)處理技術匯總!
來源:抖阴app成人環保 發(fā)布時間:2020-09-23
1.氫氧化物沉(chén)澱法
往(wǎng)重金屬廢水中加入堿性溶液,利用OH-與重金屬離子反應生成難溶的金屬氫氧(yǎng)化物沉澱(diàn),通過過濾予以分離。氫(qīng)氧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(rǔ),利用不同的金(jīn)屬氫氧化物在不(bú)同的pH值下沉澱析出的特性,依次回收各金屬氫氧(yǎng)化物。一次沉澱法則是一次(cì)性投加石灰乳,使溶液(yè)達到額定的pH值,從而使廢(fèi)水中的各(gè)種重金屬離子同時以氫氧化物(wù)沉澱的形式析出。
2 .硫化物沉澱(diàn)法
將重金屬廢水pH值凋節為一定堿性(xìng)後,再通過向重金屬廢水中投加硫化鈉或硫化鉀等硫化物,或者直接通人硫化氫(qīng)氣(qì)體,使重金屬(shǔ)離子同(tóng)硫離子反應(yīng)生(shēng)成(chéng)難溶的金屬硫(liú)化物沉澱,然後被過濾分離。由於金屬硫化物的溶度積比相應的金屬氫氧化物的溶度積小得多,因此,硫化物(wù)沉澱法(fǎ)比氫氧化物沉澱法具(jù)有更多的優點,比如(rú)沉渣量少,容易脫水,沉渣金屬品位高,有利於(yú)金(jīn)屬的回收。可是硫化物沉澱法也有不足之處,比方說(shuō)硫(liú)化物結晶比(bǐ)較細小,難(nán)以沉降,因而應用也不是很廣。
3. 還原一沉澱法(fǎ)
這種方法的原理是(shì),用還原劑將重金屬(shǔ)廢水中的重金屬離子還原(yuán)為金屬單質或者價態(tài)較低的金屬離子,先將金屬過濾收集,然後再往(wǎng)處理液(yè)中加入石灰乳,使得還原態(tài)的重金屬(shǔ)離子以氫氧化物的形式沉澱收集。銅和汞等的回收可以利用這(zhè)種方法。該法也(yě)常用於含鉻(gè)廢水的處理。較常使用的還原(yuán)劑有硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、鐵粉(fěn)等。
4. 絮凝浮選沉澱法
通(tōng)過添加絮凝劑使得(dé)重金屬廢水中的(de)小膠體顆粒穩定性變差,聚(jù)集(jí)形成大顆粒膠體物質,*終通過重力作用沉澱下來。為增大膠體顆粒的尺寸,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(yī)浮選過程一般包括兩(liǎng)個重要(yào)的步驟,一是調節pH值,二是加入含鐵或鋁鹽的絮凝劑,以克服離子間靜電排斥導致的穩(wěn)定作用。
二、 物理化學法
1. 吸附法
(1)物理吸附法(fǎ)。活性炭是*早使用(yòng)的吸附劑,也是目前使用*廣泛的吸附劑。之所以能夠進行物理吸附,是因為活性(xìng)炭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等衍生物(wù),去除效率高,但價(jià)格比較昂貴。能夠用於物理吸(xī)附(fù)的材料還有各種礦物質以及分子篩(shāi)等。
(2)樹脂吸附。環保是(shì)樹脂(zhī)吸附法的一個重要的特點,這種方法能夠分離、純化、回(huí)收重金屬,效果顯著。主要是由於樹脂中含有各種活性基團(tuán),比較典型的有羥基、羧基、氨(ān)基等,能夠與重金屬離子進行螯合,因而這些功能性樹(shù)脂材料能(néng)有效的吸附重(chóng)金屬離子。根據活性基團的種類(lèi)不同,分為(wéi)陽離子(zǐ)交換樹脂和陰離子交(jiāo)換樹脂。
(3)生物(wù)吸附。近些年來,很多(duō)研究者將各種生物(如植物、細菌(jun1)、真菌、藻類以及酵母)經處(chù)理加(jiā)工成(chéng)生物吸附劑,用於處理含重金屬廢水。生物體具有特定的化學(xué)結構以及成分特征,
而生物吸附法的主要(yào)原(yuán)理,就是利用生物體的這些特性來吸附溶於水中(zhōng)的重金屬離子。生物吸附法具(jù)有幾個特點:①生物吸附劑可以降解,一般(bān)不會發生二次汙染;②來源廣泛,容易獲取並且價(jià)格便宜;③生物吸附劑(jì)容易解析,能夠有效地(dì)回收重金屬。
2. 浮選法
往重(chóng)金屬廢水中通人氣體產生氣泡(pào),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以分離(lí)。該方法具有如下優點:對粒子(zǐ)的去除效(xiào)果好,操作省時,費用低廉(lián),在一定條件下,既(jì)可消除重金屬汙染,又可回收金屬,並且還能避開某些(xiē)重金屬(shǔ)氫(qīng)氧化物或碳酸鹽過濾困難(nán)的問題。
3. 離子交(jiāo)換法
用離子交換樹(shù)脂把廢水中(zhōng)的重(chóng)金(jīn)屬離子交(jiāo)換出來,從而除去(qù)重金屬離子(zǐ)。不過,離子交換樹脂價格昂貴,其再生費用(yòng)也比較高,所以,在(zài)廢水處理中使用很少。但對於少量有(yǒu)回收價值的有毒金屬來說是個不錯的方法。
4.溶劑萃取分離
溶劑萃取法是分離和淨化物質常用的方(fāng)法。由於液一液接觸,可連續操作,分離(lí)效果較好。使用這種方法時,要選擇有較高選(xuǎn)擇性的萃取劑,廢水中重金屬一(yī)般以(yǐ)陽離子或陰離(lí)子形式存在,例如在酸性條件下,與萃取劑發生絡合反應,從水相被萃取到有機相,然後(hòu)在堿性條件下被反萃取到水(shuǐ)相,使溶劑(jì)再生以循(xún)環利用。這(zhè)就要求在萃取操作(zuò)時注意選擇水相酸度。盡管萃取法有(yǒu)較大優越性,然而溶劑(jì)在(zài)萃取過程中的流失和再(zài)生過程中能源消耗大,使這種方法存在一定局限性,應用(yòng)受到很大(dà)的限製。
三、 電化學處理技術
1. 電解法(fǎ)
電解(jiě)法的主要原理,是(shì)對重金屬廢水進行電(diàn)解時,重金屬離子在陰極得到電子被還(hái)原,這些重金屬要麽(me)沉澱在電極表麵,要麽沉澱到反應槽底部,從而起到降低廢水中重金屬含量的效果。
2 .電沉(chén)積
這(zhè)種方(fāng)法的原理是,在傳(chuán)統(tǒng)的化學沉澱(diàn)方(fāng)法中,加入電壓,通過改變溶液的電勢,促(cù)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(yòng)。
3. 膜分離技術
膜分離法是(shì)利用高分子所(suǒ)具有(yǒu)的選(xuǎn)擇性來進行物質分離的技(jì)術,包括電滲析、反滲透、膜萃取、超過濾等。用電滲析法(fǎ)處理電鍍工業廢(fèi)水,處理後廢水組成不變,有利於(yú)回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬離子廢水都適宜用電滲析(xī)處理(lǐ),已有成套設備(bèi)。反滲透法已大(dà)規模用於鍍Zn、Ni、Cr漂洗水(shuǐ)和混合重金屬廢水處理。采用反滲透法(fǎ)處理電鍍廢水,已處理水可以回用,實現閉路循環。液膜(mó)法(fǎ)治理電(diàn)鍍廢水的(de)研(yán)究報道很多,有些領(lǐng)域液膜法已由基礎理(lǐ)論研究進入到初步工業應用階段(duàn),如(rú)我國和奧地利均用(yòng)乳狀液膜技(jì)術處理含(hán)Zn廢水,此外也應(yīng)用於鍍Au廢液處理中。膜萃(cuì)取技術是一種(zhǒng)高效、無二(èr)次汙染的分離技術,該項技術在金屬萃(cuì)取方麵(miàn)有很(hěn)大進展(zhǎn)。
四、生物化學法(fǎ)
1. 生物塘淨化法
該方法的原理,是利用複合的水生(shēng)生態係統的協同(tóng)作(zuò)用,完成對重金屬汙染(rǎn)物的吸收、積累、分解以及淨化作用。
2. 動物處理
動物(wù)法處理重金屬(shǔ)廢水現今(jīn)尚處於起步階段。尤其是無脊椎動物對(duì)Zn和Cd具有(yǒu)很大的富集能力。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(jiū)發現(xiàn),利用雙殼(河蚌)處理重金屬廢水,在重金屬濃度(dù)為3.125 mg/L時,雙殼生物對重金(jīn)屬Zn、Cd、Pb2+ 、Ag 的脫除係數(shù)達到(dào)72.0%~89.9%,對雙(shuāng)殼法處理重金屬廢水的可行性作了肯定(dìng)。
3. 微生物及藻類處理
通過生物絮凝,生物(wù)吸附(fù),生物沉澱等作(zuò)用實(shí)現廢(fèi)水中重金屬的(de)轉化,沉(chén)積和固定。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(chéng)本很高,而廉價、易得的微(wēi)生(shēng)物(wù)可從稀(xī)溶液(yè)中富集、分離,通常能將濃縮幾千倍或(huò)更多。目前,微生物處理工藝得到工(gōng)業應用較多的是生物硫(liú)化法,其他的如,生物吸附,生物絮凝(níng)等尚未得到大規(guī)模(mó)的工(gōng)業應用。
4. 植物修複法
重金屬汙染植物修複,是指利用植物的生命活動,提取,吸收並固定被汙染水體中的重金屬離子,從而達到減輕重金屬廢水危害的目的。
5.生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生(shēng)物或微生物產(chǎn)生的代謝物進行絮凝沉澱的一種除汙方法。微(wēi)生物絮(xù)凝劑(jì)是一類由微生物產生並(bìng)分泌到細胞外,具有絮凝活性的代謝物。一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖(táng)蛋白、聚氨基酸等(děng)高分子物質構成,分子(zǐ)中含有多種官能(néng)團,能使(shǐ)水中膠體懸浮物(wù)相互凝聚沉澱。至目前為止,對重金屬有絮凝作用(yòng)的約(yuē)有十幾(jǐ)個品種,生物絮凝劑中的氨基和(hé)羥(qiǎng)基可與Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬(shǔ)離子形成穩定(dìng)的(de)鼇合物而沉澱下(xià)來。應用微生物絮凝法處(chù)理廢水安全方(fāng)便無(wú)毒(dú)、不產生二次(cì)汙(wū)染、絮凝效果好,且生長快、易於實現工業化等(děng)特點。此外,微生物可(kě)以(yǐ)通過遺傳工程、馴(xùn)化或構造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有廣闊的應用前(qián)景。
6. 生物吸附法
生物吸附法是利用生物(wù)體本身的化學結構及成分特性來吸(xī)附溶於水中的金屬離子,再通過固液兩相分離去除水溶液(yè)中的金屬離子的方法。利用胞外(wài)聚合物分離(lí)金屬離子(zǐ),有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質,能使溶液中可(kě)溶性的重金屬(shǔ)離子轉化為沉澱(diàn)物而去除。生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能(néng)力強、易(yì)於分離回(huí)收重金(jīn)屬等特點,已經被廣泛(fàn)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合物而去除。硫酸鹽生物(wù)還原法是一種典型生物化學法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異(yì)化的硫酸鹽還原作用,將(jiāng)硫酸鹽還原成H2S,廢水中的重金屬離子可(kě)以和所產生的H2S反(fǎn)應生成溶解度很低的金(jīn)屬硫化物沉澱而被去除,同時H2S的還原作用(yòng)可將SO42-轉化為S2-而使廢水的pH值升高。因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉澱。有關研究表明,生物化學法處理含(hán)Cr6+濃度為30~40mg/L的廢水去除率可達99.67%~99.97%。有人還利用家畜糞便厭氧消化汙泥進行礦山酸性廢水重金屬離子的處理,結果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬。趙曉紅等人用脫硫腸杆菌(SRV)去除電鍍廢(fèi)水中的銅離子,在銅質量濃度為246.8 mg/L的溶(róng)液,當pH為(wéi)4.0時,去除率達99.12%。