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重金属废水如何处理,重金属废水处理方法

文章出处:澳门十大网上博网址/ 人气:发表时间:2019-06-04 21:03
        在环境和人类健康领域,重金属主要指汞( Hg )、镉( Cd )、铅( Pb )、铬( Cr )、砷( As )、铜( Cu )、锌( Zn )、钴( Co )、镍( Ni )等重金属[ 1 ]。它们以不同的形式存在于环境中,并在环境中迁移和积累。采矿、冶金、化工等行业是水体中主要的人为污染源。食物链中重金属的过度富集将对自然环境和人类健康造成极大危害。有效处理水中过量的重金属可以有效降低食物链中各种动植物的重金属含量,从而减少对人类的危害。
 
重金属污水
 
1重金属废水处理方法进展
 
1.1沉淀法
 
1.1.1氢氧化物沉淀法
 
向重金属废水中加入碱性溶液,羟基与重金属离子反应生成不溶性金属氢氧化物沉淀,通过过滤[ 2 ]将其分离。氢氧化物沉淀法包括两种:分步沉淀法和一次沉淀法。分步沉淀法是分阶段加入石灰乳,利用不同金属氢氧化物在不同酸碱度下的沉淀和沉淀特性,依次回收各种金属氢氧化物。主要沉淀规律是加入石灰乳一次,使溶液达到额定的酸碱度,使废水中的各种重金属离子同时以氢氧化物沉淀的形式沉淀出来。
 
1.1.2硫化物沉淀法
 
重金属废水的酸碱度调节到一定碱度后,向重金属废水中加入硫化钠或硫化钾等硫化物,或直接引入硫化氢气体,使重金属离子与硫离子反应生成不溶性金属硫化物沉淀,然后过滤分离[ 2 ]。由于金属硫化物的溶度积远小于相应的金属氢氧化物,硫化物沉淀法比氢氧化物沉淀法具有沉淀少、易脱水、沉淀金属品位高、有利于金属回收等优点。然而,硫化物沉淀法也有其缺点。例如,硫化物晶体相对较小且难以沉淀,因此其应用不是很广泛。
 
1.1.3还原-沉淀法
 
该方法的原理是用还原剂将重金属废水中的重金属离子还原成金属单质或价态较低的金属离子。过滤并收集金属,然后向处理液中加入石灰乳,沉淀并收集氢氧化物形式的还原重金属离子[ 2 ]。该方法可用于回收铜、汞等。这种方法也常用于处理含铬废水。更常用的还原剂包括硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、铁粉等。
 
1.1.4絮凝浮选沉淀法
 
重金属废水中小胶体颗粒的稳定性因添加絮凝剂而变差,大胶体颗粒通过聚集形成,后通过重力沉淀[ 3 ]。为了增加胶体颗粒的尺寸,浮选被用来将不稳定的胶体颗粒变成固体絮凝物。这种浮选过程一般包括两个重要步骤,一是调节酸碱度,二是加入含铁或铝盐的絮凝剂,以克服离子间静电排斥造成的稳定作用。
 
重金属污水处理设备
 
1.2物理化学法
 
1.2.1 吸附法
 
(1)物理吸附法
 
活性炭是早的吸附剂,也是目前应用广泛的吸附剂。物理吸附是可能的,因为活性炭具有高比表面积和高度发达的孔结构。后来,在此基础上,活性炭纤维等衍生物出现了,去除效率高但价格相对较高。可用于物理吸附的材料还包括各种矿物和分子筛。
 
(2)树脂吸附
 
环境保护是树脂吸附法的一个重要特点[ 4 ]。该方法能分离、纯化和回收重金属,效果显著。主要原因是树脂含有各种活性基团,通常是羟基、羧基、氨基等。可与重金属离子螯合,因此这些功能性树脂材料可有效吸附重金属离子。根据活性基团的类型,它们分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。
 
(3)生物吸附
 
近年来,许多研究人员已经将各种生物(如植物、细菌、真菌、藻类和酵母)加工成生物吸附剂,用于处理含重金属的废水。生物体具有特定的化学结构和组成特征,生物吸附的主要原理是利用生物体的这些特征来吸附溶解在水中的重金属离子。生物吸附法有几个特点:①生物吸附剂可降解,无二次污染;( 2 )来源广泛,容易获得,价格低廉;( 3 )生物吸附剂易于分析,能有效回收重金属。
 
1.2.2浮选法
 
气体被引入重金属废水中产生气泡。废水中的胶体颗粒会附着在气泡表面。这些胶体颗粒可以随着气泡向上漂浮,以分离附着在颗粒上的重金属离子。该方法具有以下优点:去除小颗粒效果好,操作省时,成本低;在一定条件下,可以消除重金属污染,回收金属,避免某些重金属氢氧化物或碳酸盐过滤困难的问题。
 
1.2.3离子交换法
 
废水中的重金属离子与离子交换树脂交换以去除重金属离子。然而,离子交换树脂价格昂贵,再生成本相对较高,因此很少用于废水处理。但对于少量有回收价值的有毒金属,这是一种很好的方法。
 
重金属污水处理设备
 
1.3电化学处理技术
 
1.3.1电解法
 
电解法[ 4 ]的主要原理是,当重金属废水被电解时,重金属离子在阴极获得电子并被还原,这些重金属要么沉淀在电极表面,要么沉淀在反应槽底部,从而达到降低废水中重金属含量的效果。
 
1.3.2电沉积
 
该方法的原理是,在传统的化学沉淀方法中,通过改变溶液的电位来增加电压以促进重金属离子的更好沉淀。电沉积适用于酸性和碱性废液[ 4 ]。
 
1.4生物化学法
 
1.4.1生物塘净化法
 
该方法的原理是利用复杂水生生态系统的协同效应,完成重金属污染物的吸取、积累、分解和净化[ 5 ]。
 
1.4.2植物修复法
 
重金属污染植物修复是指利用植物生命活动提取、吸取和固定污染水中的重金属离子,从而达到降低重金属废水危害的目的。
 
2 重金属废水处理技术展望
 
上述方法各有利弊。在使用这些方法时,需要根据重金属废水的具体特点进行方案设计。大多数时候,单一的方法往往难以取得好的效果,而使用两种或两种以上的方法可以更好更快地达到处理重金属废水的目的。因此,今后在重金属废水处理领域,各种处理方法的综合应用将会收到更好的效果。

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