浅谈重金属废水处理方法与应用实例

Posted 2023-01-12 重金属

篇首语：学之广在于不倦，不倦在于固志。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了浅谈重金属废水处理方法与应用实例相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

重金属污染已经给自然环境和人体健康带来了极大的危害。重金属污染根据其种类、含量及形态的不同，其处理方式也存在差异。本文介绍了目前国内重金属废水处理的常用方法，并通过实例指出沉淀法处理重金属废水是目前最佳的可得方案。
目前，在环保和健康领域重点关注的重金属主要有铅、汞、镉、铬和类金属砷5类重金属，此外，镍、钴、锌、铜等重金属所产生的环保与健康问题也逐渐得到重视。含重金属的废水来源很广，矿山开采、有色金属、电镀、石油化工等行业都会产生重金属废水。
1.几种常用的重金属废水处理方法
重金属废水处理方法可分为两大类，一类是使废水中重金属转化为沉淀物，常用的有氢氧化物沉淀法、铁氧体沉淀法、硫化物沉淀法及氧化还原法等，这些方法可根据水质、水量情况单独或组合使用。另一类是在维持重金属形态的情况下进行分离，主要有离子交换法、半透膜分离法等。目前，采用第一类方法的较多，且技术较成熟。
1.1氢氧化物沉淀法
是指向含重金属废水中投加碱性沉淀剂，如石灰乳、氢氧化钠等，使重金属离子与氢氧根反应生成沉淀的方法。常用的沉淀剂主要有石灰、碳酸钠、电石渣、氢氧化钠等。目前，沉淀工艺分一次沉淀和分段沉淀两种，一次沉淀是指一次投加碱剂提高pH值，使各种重金属共同沉淀，此法工艺简单，但不利于重金属的回收，分段沉淀是指通过控制pH值，使各种金属分别沉淀，此法工艺复杂，pH值控制要求严格，同时有利于重金属的回收。
1.2硫化物沉淀法
是指通过加入硫化物使金属离子和硫化物反应生成难溶金属硫化物沉淀的方法。常用的硫化剂有硫化亚铁、硫化氢、硫化钠等。此方法的优点是生成的金属硫化物溶解度很小，相比氢氧化物沉淀法其处理效果更好，产生沉渣较少，沉渣含水率低。缺点是硫化剂价格较高，且若控制不好，硫化剂过量时，会产生硫化氢，并且使水中COD变大。
1.3铁氧体沉淀法
铁氧体是一种具有磁性的半导体，采用铁氧体法处理重金属废水是根据铁氧体制造原理，把废水中的金属离子充填到铁氧体尖晶石晶格中去，从而得到沉淀分离的方法。铁氧体沉淀法处理重金属废水具有投资小，设备简单，处理效果好且沉渣带磁性易分离等优点，其缺点是需投加的硫酸亚铁和氢氧化钠量较多，出水含较多的硫酸钠，沉淀需进行加温曝气处理，处理费用较高。目前，铁氧体沉淀法多用于电镀废水的治理。
1.4还原法
该法主要是利用重金属的多种价态，在废水中加入还原剂使重金属离子向更易生成沉淀或毒性较小的价态转换然后再沉淀去除的方法。常用的还原剂有铁屑、硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、硼氢化钠等。还原法可用于铜、汞、铬等金属废水的处理，最常用于含铬废水的处理。还原法处理含铬废水，不论水量大小和铬浓度高低都能进行，操作管理较为方便，应用较广，但产生沉渣体积较大，低浓度投药量大，产生铬渣为危废需进一步处理。
1.5膜分离法
膜分离技术是利用一种特殊的半透膜，在压力作用下使溶液中的溶质或溶剂渗透出来从而达到分离的方法。膜分离技术可分为扩散渗析、电渗析、反渗析、液膜、纳滤等。膜分离技术目前在实验室中得到较好的效果，处理效率可达99%以上，但在运行中都遇到了电极极化、结垢和腐蚀等问题。
1.6离子交换法
离子交换法是利用离子交换剂同重金属离子进行交换，达到去除水中重金属离子的方法。离子交换法是一种重要的电镀废水治理方法。离子交换法处理重金属废水具有处理水量大，出水水质较好同时可回收重金属资源等优点，但离子交换剂易氧化失效，再生频繁，操作费用较高。
2.沉淀法处理重金属废水实例
2.1铁氧法处理电镀废水
重庆某电镀厂，废水产生量约15m3/d，其电镀废水采用铁氧体法，取得了较好的处理效果，其处理流程如图2-1。

铁氧体法处理效果见表2-1。

铁氧体法处理该厂电镀废水，所需设备简单，一次性投资小，处理量大；净化效果好，最高去除率可达99.9%，处理后的废水完全符合国家排放标准。
2.2铁粉置换-石灰石中和法处理铜矿废水
重庆某铜矿产生的矿坑和废石堆场废水，水量约2850m3/d，该废水采用铁粉置换-石灰石中和法处理，取得了较好的效果，其处理流程如图2-2。

铁粉置换-石灰石中和法处理效果见表2-2。

铁粉置换-石灰石中和法处理该矿山废水，其铜置换率在90%～96%之间，最终处理效率大于99.9%，海绵铜品位大于60%，效果良好。经处理后，废水各污染物均能达到国家排放标准。
3.重金属废水处理研究展望
近年来膜分离、离子交换、生物法絮凝及生物吸附等处理重金属废水的技术正在逐步被关注，这些方法相比沉淀法具有安全、无毒、不产生二次污染等优点，相关技术已在实验室得到论证，部分已得到实际运用，因此利用上述新兴方法处理重金属废水具有很好的发展前景。此外，组合工艺也是提高重金属处理效率的一种可行方法，如何利用各种方法的特点，有效的组合各种重金属处理工艺，提高重金属的治理效率也是重金属废水处理重点研究方向之一。