重金屬廢(fèi)水處理技(jì)術匯總!
來源:亚洲国产一区二区三区波多野结衣環保 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(rù)堿性溶液,利用OH-與重金屬離(lí)子反應生成難溶的金屬氫氧化物沉澱,通過過濾予以分離(lí)。氫氧化物沉澱法包括分(fèn)步沉(chén)澱法和一次沉澱法兩種。分(fèn)步(bù)沉(chén)澱法是分段(duàn)加入石灰乳,利用不同的金屬氫氧(yǎng)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(shǐ)溶液達到額定的pH值,從而使(shǐ)廢水中的各(gè)種重金屬離子同時以氫氧化物沉澱的形式(shì)析出。
2 .硫化物沉澱法
將重金屬廢水pH值凋節為一定堿性後,再通過(guò)向重金屬廢水中投加硫化鈉或硫(liú)化鉀等硫化物(wù),或者直接通人硫化氫氣體,使(shǐ)重金屬離子同硫離子反(fǎn)應生成難溶的金屬硫(liú)化物沉澱,然後被過濾分離。由於金屬硫化物的溶度(dù)積比相應的金屬氫氧(yǎng)化物的溶度積小得多,因此,硫化物沉澱法比氫氧化物沉(chén)澱法(fǎ)具有更多的優點(diǎn),比如沉渣量(liàng)少,容易脫水,沉渣金屬品位高(gāo),有利於金屬(shǔ)的回(huí)收。可(kě)是(shì)硫化(huà)物沉澱法也有不足之處,比方說硫化物結晶比較細小(xiǎo),難以沉降,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,用還原劑將重金屬廢(fèi)水中的重金屬離子還原為金屬單質或者(zhě)價態較低(dī)的金屬離子,先將金屬過濾收集,然後再往處理液中加入石(shí)灰乳,使得還原(yuán)態的重金屬離(lí)子以氫氧化物(wù)的形式沉澱收集。銅和汞等的回收可以(yǐ)利用這種方(fāng)法。該法也常用於含鉻廢水的處理。較常使用的還原(yuán)劑有硫酸(suān)亞鐵、亞硫酸氫鈉、鐵粉等。
4. 絮凝浮選沉澱法
通過(guò)添加絮凝劑使得重金屬廢水中(zhōng)的小膠體顆粒穩定性變差,聚集形成大顆粒膠體物質(zhì),*終通過重力作用沉澱下來。為增大膠體顆粒的尺寸,采(cǎi)用浮選的辦法,用於將不穩定的膠(jiāo)體(tǐ)粒子變(biàn)為固相絮凝(níng)物。這一(yī)浮選過程一般包括兩(liǎng)個重要的步驟,一是調節pH值,二是加入含鐵或鋁鹽的絮(xù)凝(níng)劑,以(yǐ)克服離子間靜電排斥導(dǎo)致的穩(wěn)定作用。
二、 物理化學(xué)法
1. 吸附(fù)法
(1)物理吸附法。活性炭是*早使用的吸(xī)附劑,也(yě)是目前使用*廣(guǎng)泛的吸附劑。之所以能夠進行物理吸附,是(shì)因為(wéi)活性炭具有高(gāo)的比(bǐ)表麵積以及高度(dù)發達的孔隙結構。後來在此基礎上又出現(xiàn)了活性炭纖(xiān)維等衍生物,去除(chú)效率高,但價(jià)格比較昂貴。能夠(gòu)用於物理吸附的材料還有各種礦物質(zhì)以及分子篩等。
(2)樹脂吸附。環保是樹脂吸附法的一個重要的特點,這種方法能夠分離、純化、回收重金屬,效果顯著。主要是由於樹脂中含有各種活性基團,比較典型(xíng)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(xiē)功能(néng)性樹脂材(cái)料能有效的吸附重金屬離子。根據活性基(jī)團的種(zhǒng)類不同,分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹(shù)脂。
(3)生物吸附。近些年來,很多研究者將(jiāng)各(gè)種生物(如植物、細菌、真菌、藻類以及酵母(mǔ))經處(chù)理加工成生物吸附劑,用於處理含重金屬廢水。生物體具有特定的化學結構以及成分(fèn)特征,
而生物吸附(fù)法的主要原理,就(jiù)是利用生物體的這些特性來吸附溶(róng)於水中的重金(jīn)屬離(lí)子。生物吸附法具有幾個特點:①生物吸附劑可以降解,一(yī)般不會發生二次汙(wū)染;②來源廣泛(fàn),容易獲取並且價格便宜;③生物吸附劑容易解析,能夠有效地回收重金屬。
2. 浮選法
往重金屬廢水中通人氣體(tǐ)產生氣泡,廢水中的膠體顆粒會附著在氣泡表麵(miàn),這些膠體(tǐ)粒子可隨氣泡(pào)的上浮(fú)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)有如下優點:對粒子的去除效果(guǒ)好,操(cāo)作省(shěng)時,費用低廉(lián),在一定條件下,既(jì)可消(xiāo)除重金屬汙染,又可回收金(jīn)屬,並且還能避開某些重金屬(shǔ)氫(qīng)氧化(huà)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(shuǐ)中的重金屬離子交換出來,從而除去重金屬離子。不過(guò),離子交換樹脂價格昂貴,其再生(shēng)費用也比較高,所以,在廢水處(chù)理中使用很少。但對於(yú)少量有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(yòng)的方法。由於液一液接觸,可連續操作,分(fèn)離效果較好(hǎo)。使用這種(zhǒng)方法時,要選擇有較高選擇性的萃取劑,廢(fèi)水中重金屬一般以陽(yáng)離子或陰(yīn)離子形式存在,例如在酸性條件下,與萃取劑(jì)發生絡合反應,從水相被萃取到有機相,然後在堿性(xìng)條件下被反萃取到水相(xiàng),使溶劑(jì)再(zài)生(shēng)以循(xún)環利用(yòng)。這(zhè)就要求在萃取操(cāo)作時注意選擇(zé)水相酸度。盡管萃取法有較(jiào)大優越(yuè)性,然而溶劑在萃取過程中(zhōng)的流(liú)失和再生過程中能源消耗大,使這種(zhǒng)方法存在一定局限性,應用受到很大的(de)限製。
三、 電化學(xué)處理技術
1. 電解法
電解法的主(zhǔ)要原理,是對重金屬廢水進行電解時,重金屬離子在陰極得到電子被還原,這些重金屬要麽(me)沉澱在(zài)電極表麵,要(yào)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(xiào)果。
2 .電沉積
這種方法的原理是,在傳統的化學沉澱(diàn)方法中,加入電壓,通過改(gǎi)變溶液的電勢(shì),促進重金屬離子更好地沉澱。電(diàn)沉積在酸性(xìng)和堿性廢(fèi)液中都(dōu)適用。
3. 膜分離(lí)技術
膜分離法是利用高分子所具有的選擇性(xìng)來進行物質分離的技術,包括電滲析、反(fǎn)滲(shèn)透、膜萃取、超過濾等。用電滲析法處(chù)理電鍍工(gōng)業廢水,處理後廢水組(zǔ)成不變,有利於回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等(děng)金屬離子廢水都(dōu)適宜用電滲析處理,已有成套(tào)設備。反滲透法已大規(guī)模用於鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混(hún)合重金屬廢水處理。采用反滲透法處(chù)理電鍍廢水,已處理水(shuǐ)可以回(huí)用,實現(xiàn)閉路循環。液膜法治理(lǐ)電鍍廢水的研究報道很多,有些領域液膜法已由(yóu)基礎理論(lùn)研(yán)究進入到初步工業應用階段,如我國和奧地利均用乳狀液膜技術處理含Zn廢水,此外也(yě)應用(yòng)於鍍Au廢液處理中。膜萃取技術是一種高效、無二次(cì)汙染的分離技術,該項技術在金屬萃取方麵有很大進(jìn)展。
四、生物化學法
1. 生物塘淨化法
該方法的原理,是利用複合的水(shuǐ)生生態係統(tǒng)的協同作用,完成對重金屬汙染物的吸收、積累、分解以及淨(jìng)化作用。
2. 動物處理
動物(wù)法處理重(chóng)金屬廢水(shuǐ)現今尚處於起(qǐ)步階段。尤其是無脊椎動物對Zn和Cd具有很大的富集能(néng)力。可見,利用水生動物(wù)處理(lǐ)重金屬廢水存在一定的可行(háng)性。研(yán)究發現,利用雙殼(河蚌)處理重金屬廢水(shuǐ),在重金屬濃度為3.125 mg/L時,雙殼生物對(duì)重金屬Zn、Cd、Pb2+ 、Ag 的(de)脫除係數(shù)達到72.0%~89.9%,對(duì)雙殼法處理重金屬廢(fèi)水的可行性作了肯定。
3. 微生物及藻類處理
通過生物絮凝,生物吸附,生物沉澱等作用實現廢水中(zhōng)重金屬的轉化,沉積和固定。研究表明,廢水(shuǐ)中金屬汙染濃(nóng)度為10~l000 時,傳統的處理工藝成(chéng)本很高,而廉價、易得的微生(shēng)物可從(cóng)稀溶液中富集、分離,通常能將濃縮幾(jǐ)千倍或更多。目前,微(wēi)生物處理工藝得到工業應用較多的是生物硫化法,其他的(de)如,生物吸附,生物絮凝(níng)等尚未得到大規模的工業應用。
4. 植物修複(fù)法
重金屬汙染(rǎn)植物修複,是指利用植物的生命活動,提(tí)取,吸收並固定被汙染水(shuǐ)體中的(de)重金(jīn)屬離子,從而達到減輕(qīng)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(wēi)生物或微生(shēng)物產生的代謝物進行絮凝沉澱的一種除汙方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產生並(bìng)分泌(mì)到細(xì)胞外,具有絮(xù)凝活性的代謝物。一般由(yóu)多糖、蛋白(bái)質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基(jī)酸等高分子物質構成,分子中含有多種官能團,能使水中(zhōng)膠體懸浮物相互凝聚沉澱。至目前(qián)為(wéi)止,對重金屬有絮凝(níng)作用的(de)約有十(shí)幾個品種,生(shēng)物絮凝劑中(zhōng)的氨基和羥基可與Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定的鼇合物而沉澱下來。應用微生物絮凝法處(chù)理廢(fèi)水安(ān)全方便無毒、不產生二次汙染、絮凝效果好(hǎo),且生(shēng)長快、易(yì)於實現工業化(huà)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功能的菌株。因而微生物絮凝法具有(yǒu)廣闊的應用(yòng)前景。
6. 生物吸附法
生(shēng)物吸附法是利用生物體本身的化學結構及(jí)成分特性來吸附溶於水中的(de)金屬離子,再通過(guò)固液兩相分離去除水(shuǐ)溶液中(zhōng)的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子(zǐ),有些細菌在生長(zhǎng)過程中釋放的蛋白質,能使溶(róng)液中可溶性的(de)重(chóng)金屬離子轉化為沉澱物而去除。生物吸附(fù)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(wù)化學法指通過(guò)微生物處理含重(chóng)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(yán)生物(wù)還原法是一種典型生物化學(xué)法。該法(fǎ)是在厭氧(yǎng)條件下硫酸鹽還原菌通過異化的(de)硫酸鹽還原(yuán)作用(yòng),將硫酸鹽還原成H2S,廢水中的(de)重金屬離子可以和所產生的H2S反應生(shēng)成溶解度很低的金屬硫化物沉澱而被去除,同時H2S的還原作用可將SO42-轉化為S2-而使廢水的pH值(zhí)升(shēng)高。因許多重金(jīn)屬離子氫氧化物的離(lí)子積很小而沉澱。有關研究表明,生物化學法處理含Cr6+濃(nóng)度為30~40mg/L的廢水(shuǐ)去除率可達99.67%~99.97%。有(yǒu)人還利用(yòng)家畜(chù)糞便(biàn)厭氧消化汙泥進行礦山酸性廢水重金屬離子(zǐ)的處理,結果表明該方法能有(yǒu)效去除廢水中的重金屬。趙曉紅等人用脫硫腸杆菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅(tóng)離子,在銅質(zhì)量濃度為246.8 mg/L的溶液(yè),當pH為4.0時,去除率達99.12%。