重金屬污水治理技術(shù)(重金屬怎么處理)
重金屬是指密度大于4.5 g/cm3的金屬,自然界大約有45種。在環(huán)境污染方面,重金屬主要是指汞(水銀)、鉛、鎘、鉻、鎳、銅等金屬元素。砷因其顯著的生物毒性通常也被歸為重金屬。重金屬的污染來源主要是三個(gè):工業(yè)污染、交通污染、生活垃圾污染。工業(yè)污染大多通過廢渣、廢水、廢氣排入環(huán)境。重金屬超標(biāo)的廢水若不經(jīng)處理流入自然界,很容易進(jìn)入到動(dòng)植物體內(nèi),造成生態(tài)系統(tǒng)不可逆的破壞,從而嚴(yán)重危害人類健康。
重金屬污染
最常見的幾種重金屬污水為:
(1)電鍍廢水,從電鍍生產(chǎn)工藝可將電鍍廢水分為后處理廢水以及廢鍍液、廢退鍍液等四類。電鍍廢水的水質(zhì)、水量與電鍍生產(chǎn)的工藝條件、生產(chǎn)負(fù)荷、操作管理與用水方式等因素有關(guān)。電鍍廢水的水質(zhì)復(fù)雜,成分不易控制,其中含有鉻、鎘、鎳、銅、鋅、金、銀等重金屬離子和氰化物等,有些屬于致癌、致畸、致突變的劇毒物質(zhì)。
(2)印刷線路板(PCB)廢水,線路板的需求量非常旺盛,而PCB所產(chǎn)生的廢水量也在逐年增加。PCB廢液是一種含有大量氨鹽和重金屬的無機(jī)廢水。它包括了清洗廢水、油墨廢水、絡(luò)合廢水、濃酸/堿廢水。并且含有大量的銅、鎳、COD、氨氮、氰等。
(3)有色金屬冶煉廢水,有色金屬冶煉是有色金屬行業(yè)中的高污染行業(yè),表現(xiàn)為典型的重金屬污水污染。其中各種酸性的沖洗液、冷凝液和吸收液不僅酸性高,而且含有重金屬污染物。
目前常用的重金屬處理技術(shù)雖然都可以用于去除重金屬,但它們都有其固有的優(yōu)點(diǎn)和局限性。
化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法因?yàn)?/span>其操作相對(duì)簡單并且成本低廉,所以是目前應(yīng)用最廣泛的處理技術(shù)。在沉淀過程中,沉淀劑與重金屬離子反應(yīng)形成不溶性沉淀物。形成的不溶物可以通過沉淀或過濾與水分離。然后將處理過的水倒出并適當(dāng)排放或重新使用。常規(guī)的化學(xué)沉淀方法包括氫氧化物沉淀法和硫化物沉淀法。
化學(xué)沉淀法中,氫氧化物沉淀法相對(duì)簡單、成本低且易于控制pH。通常情況下,金屬氫氧化物的溶解度在8-10的pH范圍內(nèi)最小,然后通過絮凝和沉淀去除。因?yàn)槭业?/span>低成本和易于處理的優(yōu)點(diǎn),所以它成為了工業(yè)中氫氧化物沉淀的首選堿,并且多種氫氧化物已用于廢水中重金屬的沉淀。在氫氧化物沉淀過程中,加入PAC、PFS和有機(jī)絮凝劑等可以增強(qiáng)對(duì)廢水中重金屬的去除。雖然氫氧沉淀法應(yīng)用廣泛,但也有一定的局限性。首先,氫氧化物沉淀法會(huì)產(chǎn)生大量低密度的污泥,這會(huì)造成后續(xù)壓泥的過程中脫水難的問題。其次,一些金屬氫氧化物是兩性的,使用氫氧化物沉淀處理混合金屬離子污水的時(shí)候,因?yàn)橐环N金屬氫氧化物沉淀的最佳pH值可能會(huì)造成另一種金屬的回溶。在很多行業(yè)里絡(luò)合劑是常用的配料,例如電鍍中加入絡(luò)合劑可以擴(kuò)寬電鍍液的pH、溫度和電流密度,使金屬離子具有良好的分散性,有利于提高鍍層表面的平滑和光亮度。但另一方面,廢水中絡(luò)合劑會(huì)穩(wěn)定的與重金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,顯著抑制金屬氫氧化物沉淀。使用過多的石灰不僅不能降低重金屬的含量,反而會(huì)引起廢水鈣化,進(jìn)而影響后期生化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
硫化物沉淀法也是一種有效的處理有毒重金屬的方法。其中一個(gè)最主要的優(yōu)點(diǎn)是重金屬硫化物的沉淀相對(duì)于氫氧化物的溶解度更小,并且不是兩性化合物。因此,相較于氫氧化物沉淀法,硫化物沉淀法在很寬的pH范圍內(nèi)都能夠取得很有效的重金屬去除效果。硫化金屬污泥也表現(xiàn)出比相應(yīng)的氫氧化金屬污泥更好的濃縮和脫水特性。然而,硫化物沉淀法的使用存在著潛在的危險(xiǎn)。我們知道,重金屬離子經(jīng)常在酸性條件下存在,硫化物沉淀在酸性條件下會(huì)產(chǎn)生有毒的硫化氫氣體,操作不當(dāng)會(huì)引發(fā)生命危險(xiǎn)。因此硫化物沉淀過程也必須在中性或堿性條件下進(jìn)行。此外,金屬硫化物沉淀傾向于形成膠體沉淀,在沉降或過濾過程中也會(huì)造成分離問題。廢水中殘余的可溶性硫化物還會(huì)影響后期COD的去除效果。
離子交換法
離子交換法由于具有許多優(yōu)點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于廢水中重金屬的去除。例如處理能力強(qiáng),去除率高,吸附動(dòng)力學(xué)速度快。離子交換樹脂,無論是人工合成還是天然固體樹脂,都具有與廢水中金屬陽離子交換的特殊能力。在離子交換過程中使用的材料中,合成樹脂通常是首選的,因?yàn)樗鼈兛梢愿咝У厝コ芤褐械闹亟饘?。但是離子交換樹脂對(duì)重金屬離子的吸附還受到某些變量的影響,如pH值、溫度、初始金屬濃度和接觸時(shí)間。并且,當(dāng)離子交換樹脂飽和后,必須用化學(xué)試劑進(jìn)行再生,再生會(huì)造成二次污染。而且成本昂貴,尤其是在處理含重金屬量大的廢水時(shí),不能大規(guī)模使用。
膜分離技術(shù)
膜分離技術(shù)具有效率高、操作方便、節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn),在重金屬去除方面具有廣闊的前景。用于從廢水中去除金屬的膜工藝有超濾、反滲透、納濾和電滲析。膜分離技術(shù)去除重金屬離子雖然效率高,但其成本高、工藝復(fù)雜,以及膜污染、滲透通量低等問題限制了其在重金屬去除中的應(yīng)用。
電化學(xué)方法
電化學(xué)方法包括在陰極表面對(duì)金屬離子進(jìn)行電沉積,并進(jìn)一步回收致密均勻的金屬單質(zhì),是一種“清潔”技術(shù)。電化學(xué)廢水處理技術(shù)投資較大,供電費(fèi)用昂貴,尚未得到廣泛應(yīng)用。
重金屬污水治理技術(shù)推薦
斯邁特®SMZ系列重金屬去除劑是博士后創(chuàng)新實(shí)踐基地最新研發(fā)出的一種專門處理廢水中重金屬的高效水處理劑,尤其適用于重金屬深度去除及絡(luò)合態(tài)重金屬的去除。
斯邁特®SMZ系列重金屬
它的作用機(jī)理是通過多種螯合基團(tuán)對(duì)重金屬離子螯合,產(chǎn)生疏水性結(jié)構(gòu)的不溶物,同時(shí)在高分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的作用下,通過絮集和網(wǎng)捕作用顯著提高沉淀速率和去除率,從而擺脫線性螯合沉淀的缺點(diǎn)。
SMZ系列重金屬去除劑應(yīng)用范圍廣:電鍍行業(yè)廢水、有色金屬冶煉行業(yè)廢水、鋼鐵制造行業(yè)廢水、線路板行業(yè)廢水、鋅鎳合金制造行業(yè)廢水、石油化工行業(yè)廢水等等。能在常溫和很寬的pH范圍(3-13)內(nèi)反應(yīng);并且適用于多種重金屬離子的脫除,對(duì)絡(luò)合態(tài)重金屬依然具有很好的去除效果。尤其適用于重金屬的深度去除,及重金屬處理降成本提標(biāo)。
推薦閱讀:《重金屬捕捉劑(快速去除重金屬)》