重金属废水处理方法概述

重金属废水处理方法概述何佳2015-4重金属废水的主要来源铬铜铀铅铬铜铀铅矿冶机械制造化工电子仪表2013年全国污染管控点1、化学沉淀法包括中和沉淀、硫化物沉淀、铁氧体沉淀、电化学法和高分子重金属捕集剂法2、物理处理法包括吸附法、萃取法、离子交换法、膜分离法、蒸发和凝固法3、生物处理法包括生物絮凝法、生物化学法及植物修复法等重金属废水处理方法一、化学沉淀法原理：通过化学反应使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物，通过过滤和分离使沉淀物从水溶液中去除。常用沉淀剂：石灰、氢氧化钠、硫化钠等。弊端：由于受沉淀剂和环境条件的影响，沉淀法往往出水浓度达不到要求，需作进一步处理，产生的沉淀物必须很好地处理与处置，否则会造成二次污染。化学沉淀法1、中和沉淀法：在含有重金属离子的废水中加碱进行中和反应，使重金属生成难溶于水的氢氧化物从而进一步分离。此方法操作简单，但转移污染物容易造成二次污染注意事项：1.中和沉淀后，如PH高，需中和处理后方能排放；2.废水中如有多种重金属离子共存，如Zn同Al共存，PH偏高，可能有再溶解现象，如AL生成偏铝酸；3.废水中有些阴离子如氰根、腐殖质、硫氢根等，可能同重金属离子反应生成络合物，需预处理去除4、有些颗粒小，不容易生成沉淀，需要加入絮凝物进一步生成沉淀5、此法对于处理低浓度的重金属废水效果不明显化学沉淀法2、硫化物沉淀法：向重金属废水中加入硫化物，使重金属离子同硫化物反应生成硫化物沉淀析出常用的硫化剂为：硫化钠、硫化氢、硫化亚铁（最常用的）与中和沉淀法相比，重金属硫化物的溶解度要低于氢氧化物，沉渣含水量低，不易造成二次污染，但硫化物有毒，价格贵，硫化物沉淀颗粒小，易形成胶体。化学沉淀法3、铁氧体沉淀法：向重金属废水中加入FeSo4，重金属离子同FeSo4反应生成铁氧体晶体析出铁氧体通式：M2FeO4或MOFe2O3(M表示其它金属),呈尖晶石状立方结晶构造过程：a、ＦeSO4++Ｃr6+→→Ｆe3++Ｃr3+b、加碱后,过量Ｆe2++Ｆe3++Ｃr6+→→M（OH）r沉淀c、在60-80℃下通风氧化,一部分Ｆe(ＯＨ)2转化为Ｆe(ＯＨ)3,这样就逐渐形成了铁氧体晶体而沉淀。化学沉淀法4、化学还原法：利用重金属的多种价态，在重金属废水中加入一定剂量的氧化剂和还原剂，从而得到人们所需的价态。这种方法可以使水中的重金属离子向更容易生产沉淀或毒性更小的价态转换，然后再沉淀去除。常用的还原剂：硼氢化钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁等。根据此法衍生出的“还原沉淀法”极其广泛的应用在电镀废水处理中5、电解法原理：利用金属的电化学性质，金属离子在电解时能够从相对高浓度的溶液中分离出来，然后加以利用。应用：电解法主要用于电镀废水的处理。例如：含铬废水的处理以铁板为电极，通以直流电时，在阳极：Fe-2e-→Fe2+CrO42-+3Fe2++8H+→Cr3++3Fe3++4H2O在阴极：2H++2e-→H2CrO42-+3e-+8H+→Cr3++4H2O膜分离吸附吹脱蒸发浓缩常用吸附剂活性炭硅藻土二氧化硅活性氧化铝天然高分子及离子交换树脂二、物理处理法物理处理法1、吸附法：用多孔吸附材料吸附废水中重金属其核心为：吸附剂的选择，之前常用吸附剂为活性炭目前由于活性炭再生率低，价格较高，且处理往往达不到国标，应用逐渐被限制聚壳糖和衍生物具有良好的吸附效果，且重复利用率较高，一般可重复利用十次，且吸附容量没有降低氧化石墨烯SMGO的制备磁功能化磺酸改性氧化石墨烯（GO）磺基化磁性氧化石墨烯（SMGO）磁性氧化石墨烯纳米片的制备和改性及其在水体重金属污染控制中的应用SMGO的制备TEM处理前处理后物理处理法2、离子交换法：重金属离子与离子交换剂进行交换，达到去除废水中重金属离子的方法常用的离子交换剂：活性炭、硅藻土、二氧化硅、活性氧化铝、天然高分子及离子交换树脂等离子交换法是一种重要的电镀废水治理方法，出水水质好，且可回收重金属资源，但交换剂容易氧化，更换频繁，操作费用及处理成本较高物理处理法2、膜分离技术：利用特殊的半透膜，在外界压力的作用下，不改变溶液的化学形态，使溶液中溶质或溶剂析出，从而达到去除目的根据膜的不同可以分为扩散渗析、电渗析、反渗析、纳滤等此方法占地面积小，使用广泛，处理效果好，但浓水是一个问题三、生物处理法借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法。1.生物吸附主要包括：2.生物絮凝3.植物修复植物修复法•利用高等植物通过吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金属含量,以达到治理污染、修复环境的目的。生物絮凝法•利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法生物吸附法•利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液两相分离去除水溶液中的金属离子的方法。生物化学法•指通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。生物处理技术分类生物处理法1、生物絮凝法：利用微生物或植物的代谢产物进行絮凝沉淀的一种方法。目前的生物絮凝剂主要由五大类：淀粉类、纤维类、衍生物类、微生物多糖类、复合型生物絮凝剂生物处理法2、生物化学法：该法利用有些菌类具有的氧化还原能力，从而改变重金属离子的价态，从而改变重金属离子的化学性质。其典型方法为硫酸盐生物还原法，弄够把硫酸盐还原为硫化氢，使重金属离子同硫化氢发生反应，从而沉淀去除生物处理法3、植物修复法：富集机理是通过利用植物发达的根系对重金属废水的吸收过滤作用，达到对重金属的富集和积累。利用微生物的活性原则和重金属与微生物的亲和作用，把重金属转化为较低毒性的产物。通过收获或移去已积累和富集了重金属的植物的枝条，降低土壤或水体中的重金属浓度，达到治理污染、修复环境的目的。ThankYou!