處理污水中重金屬的方法范文
時間:2023-11-15 17:57:45
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篇1
關鍵詞:重金屬廢水;處理;工藝
中圖分類號: TU992.3 文獻標識碼:A
重金屬廢水是指礦冶、機械制造、化工、電子、儀表等工業(yè)生產(chǎn)過程中排出的含重金屬的廢水。實際所需處理的廢水中含有的重金屬并不是單一種類, 往往多種重金屬并存,廢水的分類通常以其中含量最高的重金屬為依據(jù),其中含銅廢水、含鉻廢水、含鎳廢水和含鉛廢水等較為多見。廢水中所含重金屬能對環(huán)境及人體產(chǎn)生長遠的不良影響,是對環(huán)境污染最嚴重和對人類危害最大的工業(yè)廢水之一,未經(jīng)處理直接排放,一方面將對環(huán)境造成污染,另一方面也浪費了大量的水資源和貴重金屬資源, 其水質(zhì)水量與生產(chǎn)工藝有關,因此對廢水處理工藝的研究具有十分重要的意義。
1 廢水處理操作方法
廢水中的重金屬一般不能分解破壞,只能轉(zhuǎn)移其存在位置和轉(zhuǎn)變其物化形態(tài)。處理方法是首先改革生產(chǎn)工藝,不用或少用毒性大的重金屬。對已經(jīng)形成的重金屬廢水處理方法很多,一般分為物理法、化學法和生物法, 每種處理方法都有各自的特點和適用條件, 根據(jù)不同的原水水質(zhì)和處理后的水質(zhì)要求, 可單獨應用,亦可幾種方法組合應用。重金屬廢水處理的主要原理是利用金屬離子在堿性條件下的沉淀,經(jīng)分離達到凈化廢水,回收重金屬,進而回用廢水,最終實現(xiàn)降低金屬排放總量,節(jié)約水資源回收貴重金屬的目的。對含有機物、絡離子及螯合物量大的廢水, 要先將妨礙處理重金屬的有機物質(zhì)用氧化、吸附等適當?shù)奶幚矸椒ǔァH缓笤侔阉鳠o機類廢水處理。重金屬廢水經(jīng)處理后形成兩種產(chǎn)物,一是基本上脫除了重金屬的處理水,一是重金屬的濃縮產(chǎn)物。含重金屬廢水最常采用的是化學沉淀法, 把重金屬離子轉(zhuǎn)變成難溶于水的氫氧化物或硫化物等的鹽類, 然后進行共沉淀而除去, 處理后的水中重金屬低于排放標準可以排放或回用。加強混凝方法對重金屬的處理也很有效,形成新的重金屬濃縮產(chǎn)物應盡量回收利用或加以無害化處理。
2 重金屬廢水處理工藝
2.1 硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水
硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水其原理是利用硫酸鹽還原菌SRB在厭氧條件下產(chǎn)生硫化氫,硫化氫和廢水中的重金屬反應,生成金屬硫化物沉淀以去除重金屬離子。生物反應器是一個厭氧反應系統(tǒng),微生物在厭氧條件下分解有機物,還原硫酸鹽生成硫化氫,硫化氫與廢水中的鋅離子反應生成不溶性的硫化鋅。生物反應器的類型可以是上流式厭氧污泥床、厭氧接觸反應器等。
反應生成的硫化鋅沉淀同厭氧污泥混在一起,當其濃度達到一定程度以后,為了保證生物反應器的正常運行,就必然排放一部分污泥。由于污泥中鋅含量較高,可以回收。從沉淀池中的出水,雖然鋅離子的去除率很高,但是出水中還含有比較高的COD和硫化氫,因此必須要進行好氧處理去除COD和硫化氫,使最終出水的指標都達到國家排放標準。
2.2 含銅重金屬廢水處理工藝
焦磷酸銅廢水中銅主要以絡合物形式存在,因此該類廢水在強堿條件下投加酸進行破絡反應,再與其他重金屬廢水混合處理。含銅廢水主要來源于電鍍、化學鍍工序。一般有電鍍銅工序產(chǎn)生電鍍廢水, 工件電鍍銅后清洗工序產(chǎn)生清洗水, 化學鍍銅工序產(chǎn)生化學鍍廢水, 工件化學鍍銅后清洗工序產(chǎn)生清洗水, 線路板鍍銅后蝕刻工序產(chǎn)生蝕刻廢水, 線路板鍍銅后微蝕工序產(chǎn)生微蝕水, 線路板鍍銅后棕化工序產(chǎn)生棕化廢水, 線路板鍍銅后采用表面活性劑清洗產(chǎn)生清洗水等。
2.2.1 工作原理
2.2.2 工藝流程
3 電池廠重金屬廢水的污水處理系統(tǒng)
某電池生產(chǎn)廢水排放量650/d。在生產(chǎn)過程中使用含汞鋅、錳和淀粉等原料。在電液配制、糊化、洗碳棒頭等生產(chǎn)過程中排出的廢水重金屬污染物濃度平均為:汞008mg/L、鋅315m1/L。錳73mg/L,如果直接排放會對環(huán)境造成較嚴重的污染。由于廢水中含有幾種重金屬污染物,處理難度高,該廠針對水質(zhì)制定出一套高效經(jīng)濟的廢水治理方案。
3.1 工藝流程
很多廢水(如電池的含鋅廢水)經(jīng)絮凝反應后能分離出大量的污泥,這些絮狀污泥有一定的吸附能力。針對重金屬離子容易被吸附的特性,EWP高效污水凈化器利用Zn在pH=8-9時能生成的Zn(0H)2絮凝沉淀物,在凈化器內(nèi)形成吸附過濾流化床,并添加重金屬離子吸附劑GPC,對汞和其它重金屬污染物進行吸附過濾,達到同時治理幾種重金屬污染物的效果。廢水從調(diào)節(jié)池自流至反應池,在反應池的入口與出口處分別加入三組藥劑,再由進流泵將經(jīng)過混凝反應的廢水泵入凈化器內(nèi)處理,處理后的清水從頂部流出,污泥從底部排入污泥濃縮罐,經(jīng)污泥濃縮罐及污泥貯罐濃縮后脫水運走。
3.2 工藝設備及主要構筑物設計參數(shù)
(1)調(diào)節(jié)池 調(diào)節(jié)池有效容積為200m3。加設一個反應池。
(2)加藥系統(tǒng) Na2S:用量5×10-5用玻璃鋼作溶藥攪拌器配制成質(zhì)量分數(shù)為5%的溶液;石灰:由固體加藥機投加,用量由pH自動控制器控制;重金屬離子吸附劑GPC:用量3×10,由固體加藥機投加。
(3)主要設備 EWP高效污水凈化器共兩套:EwP-10、EWP-20處理量分別為200m/d和500m/d,污泥脫水機選用10m的板框壓濾機,污泥經(jīng)脫水后外運至固廢中心。
結語
含重金屬廢水的處理要講求實效,可概括為兩個方面:
( 1) 控制污染源, 盡量改革工藝, 實現(xiàn)少排放。
( 2) 使用重金屬的生產(chǎn)過程中采用合理的工藝流程和完善的生產(chǎn)設備,實行科學的生產(chǎn)管理和運行操作,減少重金屬的耗用量和隨廢水的流失量;在此基礎上對數(shù)量少、濃度低的廢水進行有效的處理。處理以化學沉淀法為主, 適當輔以其他處理方法。污水處理系統(tǒng)工程投入正常運行后,使得附近大量的陸源污水得到處理,消減了大量的排海污染物,使得整個海域海洋生態(tài)環(huán)境得到改善。對整個近岸海域的海域生態(tài)環(huán)境的改善將起到積極的作用,同時對周邊的環(huán)境和港區(qū)的開發(fā)建設也起到積極的促進作用,是正效益工程。
參考文獻
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篇2
1•1試驗材料
試驗材料為取自上海浦東新區(qū)、嘉定區(qū)、寶山區(qū)、南匯區(qū)、金山區(qū)以及長寧區(qū)6個區(qū)的8個污水處理廠脫水后的污水污泥(分別用S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8表示)。其中S1、S8接收的污水中大部分是生活污水,S2、S4和S5接納的廢水中工業(yè)廢水占70%以上,其他污水處理廠生活污水和工業(yè)廢水比例相當。污泥的保存及使用參照ISO5667-15:2009進行。
1•2試驗方法
1•2•1污水污泥常規(guī)指標及重金屬的檢測方法根據(jù)我國城鎮(zhèn)建設行業(yè)標準CJ/T221—2005城市污水處理廠污泥檢驗方法測定污泥濕樣的含水率、總磷(TP)、VSS/SS以及6種重金屬(Cu、Cd、Pb、Zn、As、Hg)。污泥中酸揮發(fā)性硫(AVS)采用Hsieh等[11]的“冷擴散法”測定,總有機碳(TOC)的測定采用顆粒有機碳分析儀,總氮(TN)的測定采用元素分析儀。根據(jù)Tessier等[12]提出的連續(xù)提取法進行重金屬形態(tài)分析,增加水溶態(tài)重金屬的分析,其他條件見表1。
1•2•2污水污泥的浸出方法分別采用我國國家環(huán)境保護標準HJ557—2010水平振蕩法、荷蘭NEN7341:1994[13]、美國TCLP法和歐盟EN12457-3:2002法對污泥濕樣進行浸出試驗。浸出液選用0•8μm的玻璃纖維濾膜替代0•45μm的混合纖維膜進行過濾。4種浸出方法的具體操作條件見表2。1•2•3浸出液檢測浸出液中的Cu、Cd、Pb、Zn采用火焰原子吸收分光光度法測定,As和Hg采用原子熒光光度法測定[14]。DOC的測定采用非分散紅外吸收法在TOC分析儀上進行[14],硝酸根離子(NO-3)和磷酸根離子(PO3-4)的測定采用離子色譜法。
2結果與討論
2•1污水污泥的常規(guī)指標
污泥濕樣的含水率、TOC、TN、TP、AVS以及VSS/SS等常規(guī)指標見表3。由表3可知:污泥濕樣的含水率為68•5%~81•7%;TN和TP的變化范圍分別為3•80%~6•84%和0•052%~0•19%,與李艷霞等[15]報道的我國城市污泥中TN和TP的質(zhì)量分數(shù)基本相符,但TN的質(zhì)量分數(shù)偏高,可能與上海市對污水處理廠嚴格的脫氮要求有關[16-17];TOC質(zhì)量分數(shù)為12•2%~21•8%,其中,S2的TOC質(zhì)量分數(shù)最高,增加了重金屬與有機物結合的可能性[18];表征污泥中揮發(fā)性有機物總量的VSS/SS為47%~72%,該值的高低與污水處理廠進水水質(zhì)和污水處理工藝直接相關;AVS是指污泥中通過冷酸處理可揮發(fā)和釋放出H2S的硫化物[19],污泥樣品的AVS質(zhì)量比為30•2~3760mg/kg,與武倩倩等[20]研究的湖泊或近岸污染沉積物中AVS的平均值相比,污泥中AVS的質(zhì)量比非常高,這與污水中大量含硫物質(zhì)的輸入及在處理工藝中的沉降有關。AVS控制著許多二價金屬離子在污泥和間隙水兩相間的分配[21],在污泥傾海處理過程中,海洋環(huán)境條件的變化,如氧化還原電位的升高會促進重金屬硫化物的氧化,進而加速重金屬從污泥中的釋放[22],并最終導致海洋環(huán)境受到污染。
2•2污泥濕樣中重金屬總量及存在形態(tài)
2•2•1重金屬總量污水污泥中重金屬總量測定結果見表4。Zn和Cu在所有污泥樣品中的質(zhì)量比都比較高,之后依次是Pb、As、Cd和Hg,這與來自浙江省12個污水處理廠的污水污泥重金屬總量的范圍基本一致[23]。通過比較所有污泥樣品中重金屬的總量發(fā)現(xiàn),S2、S5和S4樣點中重金屬總量較其他5個樣品高,可能與這3個污水處理廠位于以鋼鐵和汽車制造業(yè)為支柱產(chǎn)業(yè)的重工業(yè)區(qū)而使得進水中含有大量的重金屬有關。之后是S6、S3和S7,這3個污水處理廠的進水中約有一半是工業(yè)廢水,如染料、造紙和化工廢水。S1和S8的進水以生活污水為主,因此樣品中所含重金屬總量最低。通過將污泥樣品中重金屬總量與CJ/T309—2009城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置農(nóng)用泥質(zhì)污染物質(zhì)量比限值進行比較可知,除S2和S5由于Cu和Zn超過B級總量質(zhì)量比限值而不能進行農(nóng)用以外,其余6個污泥濕樣均符合B級污泥的要求,但要作為可能進入食物鏈的糧食、蔬菜等A級農(nóng)用,必須進行處理。另由表4可知,所有污泥樣品中Pb的污染最輕,造成除S2和S5外污泥不能作為A級污泥農(nóng)用的主要原因是Cd污染比較嚴重。這與張增強等[24]調(diào)查發(fā)現(xiàn)常年施用污泥會造成蔬菜(大白菜、菠菜)中Cd嚴重超標、污泥中Cd污染較嚴重的結果基本一致。
2•2•2污水污泥中重金屬形態(tài)分析重金屬的生物活性、遷移性及毒性在很大程度上取決于其存在的形態(tài)[25]。水溶態(tài)、可交換離子態(tài)、碳酸鹽結合態(tài)、鐵錳氧化物結合態(tài)是相對不太穩(wěn)定的形態(tài),而硫化物及有機結合態(tài)是較穩(wěn)定的形態(tài),殘渣態(tài)是非常穩(wěn)定的形態(tài)[25]。由圖1可知:8個污泥樣品中Cd的水溶態(tài)、可交換離子態(tài)、碳酸鹽結合態(tài)和鐵錳氧化物結合態(tài)的質(zhì)量分數(shù)在70%以上,且Cd是毒性最強的元素之一[26],因此,污泥中的Cd最易釋放到水相中,對水環(huán)境具有潛在的危害;Zn的不穩(wěn)定形態(tài)所占比例在20%~50%,在環(huán)境因子適宜的條件下,有相當部分的Zn遷移至水相;而Cu在硫化物及有機結合態(tài)中的質(zhì)量分數(shù)最高,其次是殘渣態(tài),兩者所占比例達90%以上,即Cu主要以穩(wěn)定形態(tài)存在,遷移性較低;Pb、Hg、As主要存在于殘渣態(tài)中,其中Hg的殘渣態(tài)比例幾乎全在90%以上,Pb的4種不穩(wěn)定形態(tài)所占比例在20%~40%,As的不穩(wěn)定形態(tài)比例在20%以下,這3種重金屬在環(huán)境中幾乎不會發(fā)生較大的遷移。同時,6種重金屬在所有污泥中的存在形態(tài)不存在顯著差異,僅S7和S8的硫化物及有機結合態(tài)的As明顯比其余6個樣品高,這可能與S7和S8本身的AVS質(zhì)量比最高有關。
2•34種方法浸出液的分析與評價
2•3•1重金屬的浸出水平振蕩法、NEN7341:1994法、TCLP法和EN12457-3:2002法4種浸出方法浸出液中的重金屬浸出量見圖2。由圖2可知,Zn在6種重金屬中浸出量最高(最大浸出量為2677•53mg/kg),其次是Cu和Pb,As、Hg和Cd的浸出量較低(其中Cd在除NEN7341:1994實際之外的所有方法中都沒有浸出)。Zn的浸出量最高可能與其在污水污泥中總量本來就較高有關,且其不穩(wěn)定形態(tài)比例高達20%~50%。雖然Cu在污泥中的總量與Zn具有相近的數(shù)量級,但由于Cu主要是以相對穩(wěn)定的形態(tài)存在,其浸出量較Zn低很多。根據(jù)總量測定及形態(tài)分析的結果,Pb、As、Hg的總量和遷移性順序均為Pb、As、Hg,這與圖2中3種重金屬的浸出量順序是一致的。雖然Cd主要以不穩(wěn)定形態(tài)存在,但其浸出量最多達0•49mg/kg。這與污泥本身Cd總量較低有關;還可能與Cd在固液相間的遷移轉(zhuǎn)化有關[27],因為浸出液中的Cd可能由于吸附作用而被污泥固體重新吸附和截留。通過分析4種方法的浸出結果可知,NEN7341:1994法對重金屬的浸出量最多,USEPA的TCLP法和歐盟EN12457-3:2002法大致相當,TCLP法對重金屬的浸出量略多,而我國現(xiàn)行的水平振蕩法對重金屬的浸出量最少。這除了與污水污泥中重金屬總量及其存在形態(tài)有關外,也與不同方法的浸出特點有關。有研究表明,液固比小,體系處于過飽和狀態(tài),浸出組分含量較高,浸出量低;液固比高,體系可能處于不飽和狀態(tài),組分的含量沒有顯著變化,但組分的浸出量增加[9]。采用NEN7341:1994實際浸出試驗浸出的Zn、Cu、Cd量最多,一方面可能是由于此試驗是多級浸出,除了可以在5次較高的液固比20∶1下浸出更多的Zn和Cu外,還可以在一定程度上克服污泥的吸附性浸出少量的Cd;另一方面,可能是由于浸提劑呈酸性,初始較低的pH值有利于Zn和Cu的釋放[28],而穩(wěn)定的pH值條件(NEN7341:1994潛在浸出試驗中浸提劑的pH值穩(wěn)定在4)對遷移性非常低的Pb、As、Hg的影響較大。水平振蕩法由于以超純水為浸提劑以及采用較低的液固比、過長的靜置時間[9]、相對溫和的振蕩方式[9],浸出的Cu、Zn、Pb、As和Hg量最少。將上述浸出液中重金屬的浸出量與GB5085•3—2007中危害成分質(zhì)量比限值進行比較,所有樣品浸出液中重金屬均未超過規(guī)定的限值。根據(jù)ECCouncildecisionof19December2002[29]中規(guī)定的限值,除S5在NEN7341:1994實際浸出試驗得到的Zn浸出量超過限值以外,其余樣品浸出液中重金屬也均未超過限值。但上述判斷僅是在基于對浸出液單一成分進行化學分析的基礎上得到的,并未考慮多種污染物同時存在的疊加效應。如果能以水生生物或底棲生物作為受試對象對浸出液的毒性進行進一步評價可能更為科學。
2•3•2其他污染物的浸出溶解性有機碳(DOC)是一項表示水中有機物含量的水質(zhì)指標。污水污泥中浸出的有機物進入水體后,將在微生物的作用下進行氧化分解,大量消耗水體中的溶解氧,并對水生生物造成威脅[30]。污水污泥中DOC和營養(yǎng)元素氮磷的浸出結果見圖3。DOC的浸出量為185•1~66397•3mg/kg,其中EN12457-3:2002法和NEN7341:1994法浸出的DOC量相對較多。與ECCouncildecisionof19December2002中的限值相比,所有污泥樣品的DOC浸出量均超過限值,屬于具有浸出毒性特征的危險廢物。這可能與污水污泥樣品中TOC質(zhì)量比本來就較高有關。但我國并未對浸出液中DOC的質(zhì)量比限值作出規(guī)定。另外,由圖3可知,污水污泥浸出過程中也會有相當部分的氮、磷等營養(yǎng)元素浸出。NO-3的浸出量最多可達33532•7mg/kg,且以NEN7341:1994法浸出的NO-3較多;PO3-4的浸出量以EN12457-3:2002法最多,高達4020•6mg/kg。雖然我國GB5085•3—2007和ECCouncildecision均未對浸出液中氮、磷營養(yǎng)元素的質(zhì)量比限值作出規(guī)定,但是過多的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)一旦通過浸出進入水體會使藻類大量繁殖,造成水體的富營養(yǎng)化,減少魚類的生存空間[30]。我國海域富營養(yǎng)化程度和范圍已呈逐年加重和擴大的趨勢,氮、磷含量整體上已超過我國海水二類水質(zhì)標準,導致赤潮頻發(fā)[31-32]。因此,污水污泥在傾海時應對其浸出液中的氮、磷等營養(yǎng)元素進行嚴格控制,否則會進一步加重海洋的富營養(yǎng)化。
3結論
篇3
關鍵詞:優(yōu)化;運行現(xiàn)狀;廢水處理裝置
隨著我國現(xiàn)代化建設的不斷發(fā)展,電力企業(yè)所提供的電力服務無論在模式上還是在質(zhì)量都有了比較大的進步,而在環(huán)境方面的工作也取得了明顯的進步。其中廢水處理裝置對于電力工業(yè)污水的處理起到了十分關鍵的作用。對于電力企業(yè)來說,需要綜合運用各種方法對污水處理裝置進行深層次的優(yōu)化,最大程度上提高廢水處理裝置有脫硫方面的工作性能。
1主要的脫硫廢水處理工藝概述
當前我國電力企業(yè)所廣泛采用的脫硫廢水處理工藝主要為物化法,這種工藝方法基礎傳統(tǒng)的脫硫廢水處理技術,并對傳統(tǒng)的技術進行縮放處理。需要進行脫硫處理的廢水具有呈現(xiàn)酸性狀態(tài),該狀態(tài)下的廢水所含有的金屬離子,其溶解性相對較好。因此,對脫硫廢水采用的主要處理方式為化學法,必要情況下也會結合機械法對部分可沉淀物質(zhì)尤其是對重金屬物質(zhì)進行過濾處理,除重金屬物質(zhì)外,可以通過物理過濾而去除的固體物質(zhì)還包含硫酸鹽、亞硫酸鹽以及氟化物等。另外,還需要對污水自身的PH值進行有效的調(diào)節(jié),使電力企業(yè)所排放的污水能夠在與相關法律法規(guī)的具體要求保持一致。當前我國常用的金屬分離法為沉淀分離,采用這種處理方法能夠?qū)θ芙舛缺容^小、化學性活潑的金屬物質(zhì)進行處理。因此,在具體的處理過程中通常將具有充分可溶性的氫氧化物投入于污水中,能夠生成相應的氫氧化物并對污水中的重金屬物質(zhì)起到良好的分離作用。在污水酸堿度不同的狀態(tài)下,金屬氫氧化物會體現(xiàn)出不同的溶度積,這就需要在對污水進行處理的過程中重要對污水的酸堿度進行嚴格的控制。在處理脫硫廢水的過程中,需要將污水酸堿度嚴格控制在弱堿性狀態(tài),使鉻、銅、鐵等金屬或重金屬物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氫氧化物,所生成的氫氧化物自身溶解性比較差,可以經(jīng)過一段時間的靜置被沉淀下來。當前我國廣泛通過重金屬離子與酸堿度調(diào)節(jié)來形成氫氧化物,在對氫氧化物進行沉淀處理的過程中,所使用的化學藥物主要為氫氧化鈣與氫氧化鈉。其中氫氧化鈉價格相對低廉,市場供應量比較大,而氫氧化鈣的獲取途徑則相對復雜,首先電力企業(yè)需要在市場中購入大量的石灰粉,再對石灰粉進行一系列的處理,生成硫酸鈣、亞硫酸鈣以及氟化鈣等沉淀物,以分離硫酸鹽、亞硫酸鹽以及氟化物等物質(zhì)。通過氫氧化鈣能夠在助凝劑或絮凝劑的幫助下對污水中的氯化鈣起到深沉作用,對其中的氯離子進行分享。因此,通過氫氧化鈣既能夠?qū)ξ鬯械乃釅A度進行調(diào)節(jié),也可以消除污水中的氯離子。對于銅與汞等重金屬元素來說,通常需要加入如硫化鈉等可溶性硫化物,可以生成硫化銅與硫化汞等深沉物,溶解度小是這兩種沉淀物的主要特點。需要注意的是,采用硫化鈉對污水進行處理的過程中,操作人員需要做好各項保護工作,硫化鈉本身就有一定的毒性。為了克服硫化鈉的毒性,部分電廠開始使用TMT15溶液對污水中的重金屬元素進行處理,采用FeClSO4作為混凝劑,用氯化氫對污水酸堿度進行中和,用聚丙烯酰胺作為混凝劑。采用這種工藝技術所需要投入的藥物在采購上比較困難,但是各項具體操作比較單位,對于操作人員基本上不會造成傷害。通過上述藥物對污水進行處理,需要事先性污水反應槽分為三部分,分別為絮凝槽、反應槽與酸堿度調(diào)整槽,并且三種槽相互連通,分別完成混凝、沉淀反應和酸堿度調(diào)整。其中澄清器對深沉前級設備中的膠體轉(zhuǎn)化為絮體,而絮體沉降性較差、絮體密度也相對較小,澄清器停留時間較長并且上升流速比較低。澄清池以間斷排泥方式進行排泥處理,通過泥查泵將泥渣排出。
2國外其他處理方式
2.1離子交換法處理脫硫廢水
以離子交換理論通過大孔巰基對樹脂材料中的汞離子進行吸附,能夠?qū)ξ鬯械墓x子起到消除作用;利用活性炭對—CO、—OH與—COOH進行還原、催化氧化和化學吸附,同時也能夠?qū)χ亟饘龠M行吸附。活性炭吸附法在工藝操作方面非常復雜,通常適用于規(guī)模比較大的污水處理工作。
2.2電絮凝法處理脫硫廢水
電絮凝技術是當前我國一種比較新興的處理方法,可以與濕法脫硫技術結合起來使用。電絮凝基本于電化學反應理念,可溶性電極可以在電流的催化下被溶解。由于部分離子自身帶有電荷在污水中釋放出電子。污水中的離子在電離作用反應下結合氫氧根離子,所產(chǎn)生的化合物能夠?qū)ξ鬯械哪z體起到絮凝作用。對于污水重金屬處理工作來說,電絮凝技術比較適用,同時也具有處理效果好、設備布置緊湊等方面的優(yōu)點。但該技術的缺點則體現(xiàn)在氯離子處理效果不佳并且工藝相對復雜。目前該技術在重金屬處理與含油污水的處理得到廣泛的應用。
3結語
篇4
關鍵詞:有色金屬冶煉 廢水處理 研究現(xiàn)狀 展望
當前,有色金屬的冶煉過程所排出的廢水是的污染是非常嚴重的,已被列入高污染的領域中。其中,廢水中重金屬的污染是最為常見的,對環(huán)境以及人們的生活都造成了很大的困擾[1]。國家也針對有色金屬行業(yè)的特殊性,制定并頒布了法規(guī)來治理廢水的污染。所以,針對有色金屬及其冶煉過程中產(chǎn)生的廢水的水質(zhì)特點,研究切實可行、成本低、便捷的廢水處理方式,徹底解決當前有色金屬冶煉過程中廢水對環(huán)境和人們的影響,確保有色金屬行業(yè)能良好的發(fā)展下去以及解決重金屬廢水的污染是非常關鍵的[2]。本文從有色金屬在其冶煉過程中排放廢水及廢水的特點出發(fā),對當前有色金屬冶煉領域的污水處理的相關研究進行了統(tǒng)計,并以此為依據(jù)對其發(fā)展和趨勢進行了展望。希望本文能對相關從業(yè)人員有所幫助。
一、冶煉過程中的廢水
1.廢水來源和性質(zhì)
有色金屬在其冶煉的過程中,沖洗液、沖渣水、煙氣的凈化水以及車間用水等都是廢水的主要來源[3]有色金屬的冶煉過程中,會用到多種沖洗液。包括各程序中多種酸的洗液、產(chǎn)生的廢酸,顆粒清除的洗滌用水,硫酸環(huán)節(jié)的廢液,點解過程的廢液等都對車間排除水的污染有非常大的相關性。該過程中排出的各種廢水在其理化性質(zhì)上具有pH值低,重金屬含量大的等特點火法冶煉過程中的沖渣水。在有色金屬的火法冶煉過程中,需要對熔融態(tài)的殘渣進行淬冷處理,這個過程通常是用水進行,相應的產(chǎn)生的廢水也具有殘渣顆粒多、重金屬含量高以及水溫度高的特點
沖洗過程帶來的廢水中也將煙氣中的各種雜質(zhì)都帶到了廢水中冶煉過程中車間沖洗產(chǎn)生的廢水。在有色金屬的冶煉過程中,需要用水對各種設備、車間地板、物料等進行沖洗處理。這個過程中設備表面所殘留的各種原料和產(chǎn)物以及點解車間電解液的滴漏等情況都使得清洗用的廢水中含有大量的重金屬和酸性物質(zhì)有色冶煉過程中設備冷卻過程中的用水。這里主要是指冶煉過程中對爐窯等進行冷卻的環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的廢水。該廢水由于僅作為循環(huán)用的冷卻水,不會接觸到設備的表面和原料,因此其除了溫度較高外,基本上沒有重金屬、酸性等的污染。
2.廢水的危害性[4]
首先,在有色金屬冶煉過程所排出的廢水中,主要的污染物可以說是重金屬。其在廢水中具有含量高的特點,而且其對周圍的環(huán)境、動植物等有非常大的危害。例如當前報道的湖南的鎘超標的毒大米等,從物種的角度會最終影響到整個環(huán)境及人類。
其次,有色金屬在其冶煉過程中所產(chǎn)生和排除的廢水,不經(jīng)處理其中的重金屬和強酸性都會對物種造成危害,包括植物的死亡以及動物的滅絕等,最終對人類造成危害。
再次,有色金屬在其冶煉中所排除的廢水中,還有著各用酸環(huán)節(jié)中帶出的強酸性的污染物。需要對其進行嚴格的處理,否則最終會導致飲用水的pH的降低,對動植物的生存也造成極大的危害。此外,污水中的強酸性物質(zhì)及其揮發(fā)造成的酸雨等會對各中建筑中的金屬及墻體結構造成嚴重的破壞。
二、有色金屬行業(yè)排放廢水有效處理的研究狀況
隨著人們對環(huán)境保護的重視以及技術的提升,當前對于有色金屬冶煉過程中排放的廢水進行綜合治理得到了人們廣泛的重視。從企業(yè)到學校再到可以機構都會廢水的處理展開了研究,并取得了很好的研究成果。本文以《中國知網(wǎng)》等電子資源,對2000年1月至2013年1月間有關有色冶煉過程排放廢水的文章進行了查閱。共發(fā)現(xiàn)有300多篇相關的研究。從的時間上看,呈逐年增加的趨勢。在2005年之前,研究相對較少,每年僅幾篇相關的研究。但進入2010年后,研究論文呈幾何倍數(shù)遞增。這主要是人們對環(huán)境治理要求的增加以及當前出現(xiàn)的各種環(huán)境污染等問題引起的。
在當前的研究過程中,研究人員主要就“中和法”進行了大量的研究[5]。“中和法”的技術在其原理上主要是用石灰對廢水進行中和處理,相關研究也從初期的一級、多級處理改進為當前的HDS改良方法。并以HDS技術為基礎研究發(fā)開出了大量的綜合性處理方法。從2005 年開始,在有色金屬廢水的處理中,人們引入了膜法以及吸附法,并取得了很好的效果。由此,這兩種方法也被大量的研究,并有著代替?zhèn)鹘y(tǒng)中和法的趨勢。但是其固有的缺點限制了其應用的推廣。其缺點主要是其使用過程中,吸附劑使用后需要進行再生,而再生環(huán)節(jié)非常頻繁,這對吸附法的使用造成很大的影響。
三、有色金屬冶煉過程產(chǎn)生廢水的處理的發(fā)展趨勢展望
隨著人們對環(huán)境治理的重視和相關技術的提升,有色金屬冶煉過程所排除的廢水在其處理過程的相關研究在當前有了新的趨勢[6]。
1.高技術含量的處理方法及聯(lián)合處理方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的處理方法
當前,在有色金屬冶煉行業(yè)中,對于排放廢水的處理通常以傳統(tǒng)的一級或者多級的“中和法”進行。該廢水處理方式具有操作簡便、成本小等的優(yōu)點,但在處理的過程中也存在著沉淀難處理、工藝處理結果變化大等問題。基于上述廢水處理中存在的問題,對“中和法”進行改進,并研究開發(fā)出了很多效果好的處理方法。
案例:某鋅業(yè)股份有限公司采用高濃度泥漿法(HDS)對排放污水中的酸性污染物進行處理。
該公司對于冶煉過程中制酸環(huán)節(jié)所排出的廢水中的酸性污染物進行環(huán)保處理。當前,該冶煉工段的廢水中強酸性物的生產(chǎn)為80 m3/h,其中硫酸的含量為2%,濃度約為20 g/L;而且重金屬含量也嚴重超標,Zn離子的含量高達1600 mg/L,Cd離子的含量高達400 mg/L,Pb離子的含量高達500 mg/L,As離子的含量高達1500 mg/L。從這個檢查結果看,該冶煉過程排出的廢水屬于嚴重的重金屬超標和強酸性污染水。利用改進型的處理工藝:高濃度的泥漿法(HDS)+鐵鹽,對廢水進行處理。該廢水的處理過程中,總的投資成本為1200萬元人民幣,每天可處理污水2000 噸,此過程中每立方污染廢水的處理成本僅3.96 元。該強酸高重金屬的廢水經(jīng)改工藝處理后,水質(zhì)完全符合《污水綜合排放標準》GB 8978-1996)的標準。
2.從過去傳統(tǒng)的污染廢水的處理向當前重金屬的回收和水的重復利用轉(zhuǎn)化
在當前的有色金屬冶煉行業(yè)中,對于強酸及重金屬超標的污染廢水,企業(yè)在處理過程中通常是采用傳統(tǒng)的一級或者多級的石灰中和法進行處理,進而到達國家規(guī)定的標準后進行排放處理。在企業(yè)的廢水的處理過程中,每噸的成本也較高,重金屬離子經(jīng)處理后會以沉淀的形式隨著廢水排除,這樣的處理方式,使得廢水中的重金屬無法得到回收利用,相當一部分的重金屬都這樣被浪費掉,進而對環(huán)境也造成了嚴重的影響。當前,人們認識到環(huán)境保護的重要性以及潛在的重金屬回收的價值,開始對廢水中的重金屬回收進行了大量的研究,也成為了為了研究的方向之一。
當前的新技術-膜分離在使用過程中不僅能夠?qū)⒅亟饘匐x子回收,對廢水處理后能完全達到國家對于污水排放的要求。當前的研究結果表明,膜分離技術能有效的對重金屬離子進行截留,當前的研究的截留效果高于百分之八十五,相比與傳統(tǒng)的常規(guī)處理方式,截留效果能提升五個百分點。同時,膜分離技術的處理工藝過程可以實現(xiàn)自動化,這樣就使得對于處理工藝的維護等非常的便捷。此外,膜分離技術進行污水處理,占用的場地是傳統(tǒng)方法的三分之一。楊曉松等在其研究過程中對于韶關冶煉廠的膜分離技術進行了研究。該廠當前使用的廢水處理方式為具有超濾和納濾功能的膜分離技術的結合,在實際的應用過程中,有著非常好的廢水處理效果。采用該復合膜分離技術后,這個水處理的過程的脫鹽率超過了百分之八十以上,水經(jīng)過處理后滿足了工業(yè)上循環(huán)用水的標準。該標準為Ca2+離子濃度小于100 mg/L,F(xiàn)-離子濃度小于10 mg/L,SO42-離子濃度小于100 mg/L,溶液的電導率小于250 μs/cm,Pb2+離子濃度小于0.05 mg/L,Zn2+離子濃度小于0.05 mg/L,Cd2+離子濃度小于0.005 mg/L。 廢水經(jīng)過雙層膜分離技術處理后,重金屬離子的濃度也得到了極大的降低,也完全滿足了國家污水排放的要求。其中超濾膜分離過程水的產(chǎn)出率高于百分之九十,納濾膜分離過程水的產(chǎn)出率大于百分之七十五,污水處理過程的總水的產(chǎn)出回收率大于百分之六十五。該水處理工藝的成本價格為4元每噸。
常皓等人在其研究研究中采用復合吸附法進行近身離子的吸附,結果表明在金屬離子的富集過程中,采用有效的“生物制劑A 配位+二段水解+深度脫鈣”的工藝。該工藝能實現(xiàn)重金屬離子例如Zn2+離子濃度、Cu2+離子濃度等到達國家用水標準。Pb2+離子濃度可控制在0.05 mg/L,Cd2+離子濃度控制在0.05 mg/L ,也非常接近國家水質(zhì)的標準。王勇等在其研究中對于銅冶煉中的廢水進行了處理,結果表明向廢水中加入一定量的硫酸銅,可以讓廢水中的砷離子轉(zhuǎn)化為亞砷酸銅,進一步的就可以利用二氧化硫?qū)ζ溥M行還原,最終可以得到三氧化二砷。該工藝技術過程在一定程度上完成了對含有砷的廢水進行處理的目的。此外,對回收的殘渣進行氧化反應就可以將硫酸銅進行回收處理,在很大程度上使得硫酸銅可以在改技術工藝過程中進行循環(huán)使用。
四、結語
綜上所述,當前對于有色金屬冶煉過程中排放的廢水的有效處理的研究呈逐年增加的趨勢。且從研究的重點來看,除了傳統(tǒng)的“中和法”工藝技術的改進,也出現(xiàn)了新的膜法和其他技術。這些研究開發(fā)的綜合性技術在當前的廢水處理過程中發(fā)揮了重要的作用。從相關研究的重點上也能夠看出,未來有色冶煉廢水研究的趨勢是將傳統(tǒng)的“中和法”進行改進以及開發(fā)綜合型處理工藝。此外,當前很多研究也集中在從過去廢水的處理向重金屬的回收以及水的重復利用的方向轉(zhuǎn)化的趨勢。相信隨著研究的進一步深入,我們的有色金屬冶煉領域所產(chǎn)生的廢水,將得到有效的控制,并能進一步的提升行業(yè)的利潤空間。
參考文獻
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[4] 楊曉松, 劉峰彪. 高密度泥漿法處理鉛鋅冶煉綜合廢水[J]. 有色金屬,2009,61(4):166-169.
篇5
關鍵詞:污水處理;現(xiàn)狀分析;發(fā)展前景
引言
在工業(yè)生產(chǎn)的過程中,所產(chǎn)生的有毒以及有害還有高熱量的廢水就是工業(yè)廢水,工業(yè)廢水中大多都有著隨水而流失的生產(chǎn)所用的材料,生產(chǎn)過程中所包含的污染物還有中間的產(chǎn)物等。工業(yè)廢水在我國的污水中是最大的主體,工業(yè)污水的防治不僅僅關系著自然資源的可持續(xù)發(fā)展,對于我國國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展也有著一定程度的影響。由于我國工業(yè)的迅猛發(fā)展,使得工業(yè)廢水的污染源還有廢水量大幅度增加,進而使得水源受到了嚴重的污染,甚至威脅到我國國民的生存空間,影響了身體的健康。所以工業(yè)廢水比城市污水的處理顯得更加的重要。近些年,我國在工業(yè)廢水的處理上越來越重視,并且也采取了很多的對策,用以緩解工業(yè)廢水對環(huán)境的污染。
1 工業(yè)廢水的類別以及處理的原則
我國工業(yè)廢水的類別通常分為三種。一種是根據(jù)工業(yè)廢水所包含的污染物其化學性質(zhì)定性為有機廢水以及無機廢水;有機廢水包括食品類的廢水還有石油加工的中間廢水等,而無機廢水多為電鍍廢水還有礦物質(zhì)加工中間廢水等。而根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品還有加工的對象,其分為:冶金廢水、制革廢水、金屬酸洗廢水、染料廢水、煉焦煤氣廢水、電站廢水、造紙廢水、紡織印刷廢水、農(nóng)藥及化學肥料廢水等。三是根據(jù)廢水污染物的成分,分為:堿性以及酸性廢水、含鉻、氰、汞、鎘、醛、硫、油、磷以及放射性物質(zhì)等廢水。第一種以及第二種工業(yè)廢水并沒有涉及到廢水污染物的成分,也不能清晰的明確該類別廢水的危害。而最后分類的方法,不但可以清晰的指出污染物的成分,還能夠了解廢水的危害性。我國工業(yè)廢水處理的基本原則可以分為七點。第一點是廢水處理工藝的改造,其次就是環(huán)保原料的使用,在生產(chǎn)時,盡最大努力將這些有毒有害的物質(zhì)摒棄掉或者大幅度的減少使用,將有毒原料替換為無毒原料。第二點是在生產(chǎn)的過程中,選擇最合適的工藝還有生產(chǎn)相關的設備,對相關執(zhí)行操作守則嚴格的執(zhí)行。第三點是劇毒廢水例如含放射性物質(zhì)以及重金屬還有高濃度酚廢水和無毒廢水進行分流處理,在處理的同時還能夠?qū)⒂杏玫奈镔|(zhì)回收二次使用。第四點是輕污染廢水比如說冷卻廢水,這樣的廢水是不可以直接排入下水道中的,這樣會造成污水處理廠以及城市下水管道的負荷,其應該經(jīng)過處理之后再次循環(huán)使用。第五點是污水中的成分如果與城市污水有所類似的有機廢水,比如食品廢水造紙廢水等,可以經(jīng)過簡單的處理之后,排入城市的污水處理指定的污水處理廠。第六點是如果廢水可以通過生物降解,那么在廠內(nèi)經(jīng)過處理之后,并且達到相關的要求后,排放到城市下水管道。最后一種是廢水中含有難以降解的有害物,應該單獨的處理不能排入到城市的下水管道以及污水處理廠中。
2 工業(yè)廢水的特點以及處理措施
2.1 農(nóng)藥廢水
我國的農(nóng)藥種類非常的多,所以農(nóng)藥廢水中的水質(zhì)非常的復雜,其主要的特點是廢水中的有機濃度比較高,而且化學需氧量最高時每升數(shù)萬mg,而且這種廢水的毒性非常大,除卻農(nóng)藥還有相應的中間體之外,還有例如酚以及汞等劇毒且難以降解的物質(zhì);農(nóng)藥廢水多伴隨著惡臭,對生物的呼吸道還有粘膜造成了很大的影響。農(nóng)藥廢水的處理,首先一點是要降低生產(chǎn)廢水中污染物的濃度,有效的增加回收利用率,最大程度達到對環(huán)境無害,該類別的廢水處理方法可以使用活性炭進行吸附,或者是蒸餾以及實施氧化法等等。但是,研究含毒量低,殘留少,效果高的新型農(nóng)藥才是最正確的手段。世界上很多國家已經(jīng)禁止使用666等有機汞還有有機氯的生產(chǎn)以及使用。
2.2 食品工業(yè)廢水
我國食品工業(yè)所使用的原料非常廣泛,而且其種類也是非常的多,所以所產(chǎn)生的廢水水質(zhì)差異比較大。食品廢水所包含的多是固體漂浮物,例如碎肉以及果皮,再有就是懸浮的油脂以及淀粉等等。食品廢水的特點就是懸浮物以及有機物含量特別高,極易腐敗,通常沒有太多的毒性,但是食品廢水呈現(xiàn)出富營養(yǎng)化,進而會導致水生物的死亡,導致水源惡化污染環(huán)境。食品廢水的處理應該設計兩級生物濾池或者是兩級曝氣池進行處理。
2.3 重金屬廢水
重金屬廢水多是來自于電鍍以及油漆還有冶煉等企業(yè)的廢水。所以廢水中重金屬的種類還有含量等根據(jù)企業(yè)類型的不同而發(fā)生改變。重金屬難以進行分解,所以只能轉(zhuǎn)移存在的位置還有物理化形態(tài)。例如經(jīng)過化學沉淀之后,廢水中的重金屬可以從溶解粒子形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性化合物沉淀下來,從水中轉(zhuǎn)移到污泥中,再者經(jīng)過離子交換處理后,重金屬離子會轉(zhuǎn)移到離子交換樹脂上。所以重金屬廢水處理的原則,首先一點就是從根本上改變生產(chǎn)的工藝,盡量不使用毒性較大的重金屬,其次就是選擇最合理的工藝流程,進行科學的操作,減少重金屬使用量以及流失量。而除此之外就是盡量就地處理重金屬廢水,與其他廢水進行分流處理,避免污水處理復雜化。最重要的一點,就是堅決不能夠在沒有處理的情況下,直接排入城市下水管道,避免重金屬污染擴大。重金屬污水的處理,應該將游離的重金屬轉(zhuǎn)化為不溶或者是難溶的化合物,再經(jīng)過物理的沉淀或者是上浮進行祛除。
2.4 印染廢水
印染行業(yè)的用水量非常的大,通常每加工印染一噸的紡織品,會消耗水量一百到二百噸,而在這些消耗的水中,有百分之八十是以廢水排除的。所以印染廢水的處理多為回收再利用以及無害化處理。回收再利用所指的,是根據(jù)廢水的特點,進行分類回收,例如漂白煮煉工序的廢水就不能與染色印花工序的廢水進行合流,漂白煮煉的廢水可以進行對流洗滌處理,這樣一來可以一水多用,減少廢水排放。還有就是堿液的回收利用,其采用的多是蒸發(fā)的處理方法,如果水量比較足,還可以采用三效蒸發(fā),如果水量比較少,就選擇用薄膜進行蒸發(fā);染料的回收上,例如士林染料利用酸化成為印巴酸,并呈現(xiàn)為膠體微粒狀懸浮在殘葉中,之后經(jīng)過沉淀過濾回收就可以。而無害化處理包含了化學法以及物理法和生物法。物理法包括了沉淀法以及吸附法,沉淀是榱巳コ廢水中的懸浮物,吸附法是為了去除溶解污染物并進一步脫色。化學法包括了中和法以及氧化法,中和法是調(diào)節(jié)廢水的酸堿度降低色度,氧化法則可以氧化廢水中的可還原性物質(zhì)。生物法包含了活性污泥法以及生物轉(zhuǎn)盤法以及接觸氧化法等等。而想要達到回收的標準,最好是幾種方法一起使用。
3 結束語
綜合本文所述,污水處理的工作需要不斷的探索,根據(jù)所在區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展實際情況,對污水處理工藝進行改進,以可循環(huán)發(fā)展角度對污水進行治理。而污水處理的過程中,必須要堅持科學發(fā)展觀,也就是走上環(huán)境保護還有經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的道路。
參考文獻
[1]楊娜,葉樹強,周朝勇.活性炭吸附在工業(yè)廢水處理中的應用[J].企業(yè)技術開發(fā),2016,06.
篇6
在所有產(chǎn)生的廢水中,以硒回收工段廢水、分金工段廢水和分銀工段廢水的水量最大,并且處理難度也最高。因此,本文主要針對幾股濃度較高、水量較大的廢水進行介紹。
1.1硒回收工段廢水根據(jù)圖1所示的生產(chǎn)工藝流程,陽極泥首先采用馬弗爐硫酸焙燒升華蒸硒工藝對硒進行回收。馬弗爐車間產(chǎn)生的焙燒煙氣廢氣采用三級水吸收和一級堿液吸收的工藝進行處理,其中水吸收塔采用逆流吸收以回收產(chǎn)生稀硫酸,得到的稀硫酸回用于除銅工序,末端堿液吸收塔廢水則排入污水站進行處理,末端吸收液的水質(zhì)情況如表2所示。此廢水中重金屬離子濃度相對較低,但是COD濃度較高,經(jīng)過分析,可能是由于在蒸硒過程中產(chǎn)生SO2氣體經(jīng)堿液吸收后生成大量還原物性亞硫酸鈉所引起的。
1.2分金工段產(chǎn)生的廢水分金廢水為分金壓濾后產(chǎn)生的還原母液,再經(jīng)亞硫酸鈉還原回收鈀、鉑后產(chǎn)生的廢水,其廢水特性如表3所示。根據(jù)表3的數(shù)據(jù)可以看出,分金工段產(chǎn)生的廢水呈強酸性,pH均小于1,其中氨氮、六價鉻和砷的濃度相對較低,但銅、鉛、鋅等重金屬污染物濃度相對較高。另外還注意到,分金工段廢水中COD濃度相對較高,平均COD高達5120mg/L,但是根據(jù)生產(chǎn)工藝來看,廢水中并未混入有機污染物,分析其可能原因為分金工序大量使用亞鈉酸鈉并進入廢水。亞硫酸鈉是還原性物質(zhì),在檢測COD時會消耗氧化劑,導致廢水出現(xiàn)較高的表觀COD。對分金廢水沒有進行單獨處理,而直接進入總污水處理站進行處理。
1.3分銀工段產(chǎn)生的廢水經(jīng)分金處理后的Ag基本以AgCl和硫酸銀的形式出現(xiàn),加入氨水后生成絡合物從而進入溶液,經(jīng)分離后浸出液加水合肼并加熱,得到純度較高的銀粉。生成的銀粉進入中頻爐中鑄錠,鑄錠完畢后再電解、鑄錠制得高純度銀錠。分銀工段產(chǎn)生的廢水水質(zhì)如表4所示。從表4可以看出,分銀工段產(chǎn)生的廢水呈強堿性,平均pH為13.2,由于在生產(chǎn)過程中大量使用氨水,因此該工段產(chǎn)生的廢水中含有較高濃度的氨氮,平均濃度高達47275mg/L,其他重金屬離子濃度相對較低。氨氮不同于重金屬離子,重金屬離子可以通過沉淀的方式得以去除,對分銀工段廢水中氨氮的去除是這股廢水處理的重點。采用加堿蒸餾+降膜吸收的方法回收分銀廢水中的氨,得到的稀氨水回用于分銀工序,氨回收率可以達到95%左右。經(jīng)過蒸氨預處理后的廢水再進入污水處理站進行最終的處理。對分銀廢水的蒸氨處理工藝流程如圖2所示。
1.4提純工段產(chǎn)生的廢水對粗金、粗銀提純采用電解工藝,其中金電解槽液含鹽酸80g/L、銀電解槽液含硝酸3~5g/L,電解槽液定期排放,電解槽液中所含污染物主要為HCl、HNO3及少量鉛、銀等重金屬污染物,廢水pH在1~2之間,COD小于100mg/L,重金屬污染物銀濃度約為80mg/L、鉛2mg/L。這股廢水在車間內(nèi)通過加堿沉淀預處理,降低重金屬離子濃度后排入廢水處理站進行最終處理。
2綜合廢水處理工藝及去除效率
2.1綜合廢水處理工藝污水處理站的處理流程如圖3所示。主要收集經(jīng)過預處理的廢水和其他工段產(chǎn)生的廢水。單股廢水經(jīng)過各車間的預處理后,排入綜合廢水處理站。廢水首先經(jīng)格柵去除大顆粒雜質(zhì),然后進入調(diào)節(jié)池,用耐酸泵把廢水提升到繞帶式聚丙烯中和沉淀器,用泵投加石灰水或液堿,取樣分析廢水的pH,調(diào)整好 pH后,自然沉降2h,清水潷入集水沉淀池,投加稀硫酸,調(diào)整pH至8左右,自然沉降2h后用泵浮動取水,經(jīng)過石英砂過濾器進一步去除懸浮SS和金屬沉淀之后進行排放。
2.2綜合廢水處理效率廠區(qū)經(jīng)過預處理的工業(yè)廢水、直接排入綜合污水處理站的廢水以及生活污水在綜合處理站進行最后的處理。處理效率如表5所示。在廢水處理過程中,一方面由于氯氣吸收得到的次氯酸鈉溶液進入廢水站使得亞硫酸根被氧化成硫酸根;另一方面通過在廢水處理過程中通過添加石灰,使得亞硫酸根與石灰反應生成難溶的亞硫酸鈣得以去除;因此,出水中由于還原性無機物引起的表觀COD得以消除,從而使得廢水COD能做到達標排放。通過表5可以看出,經(jīng)過連續(xù)70幾天的運行,在綜合污水處理站的排水口取樣分析,COD和各重金屬離子均能達到納管排放標準。
3結論
篇7
關鍵詞:重金屬;廢水處理;廢水回收
【分類號】:TU992.3
1 化學沉淀法
化學沉淀法指向重金屬廢水中加入藥劑通過化學反應使呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒幕衔锍恋矶コ0ㄖ泻统恋矸ā⒘蚧锍恋矸ā^鹽沉淀法和鐵氧體共沉淀法等。其中中和沉淀法是應用最廣的一種方法,向重金屬廢水中投加堿中和劑(通常為Ca(OH)2)使廢水中的重金屬形成溶解度較小的氫氧化物或碳酸鹽沉淀而去除。鐵氧體共沉淀法是日本電氣公司(NEC)研究出來的一種新技術,是近十年來剛出現(xiàn)的方法。向重金屬廢水中投加鐵鹽,通過工藝控制,達到有利于形成鐵氧體的條件,使污水中多種重金屬離子與鐵鹽生成穩(wěn)定的鐵氧體晶粒共沉淀,再通過磁力分離等手段,達到去除重金屬離子的目的。化學沉淀法是目前發(fā)展時間較長,工藝較成熟的方法。去除范圍廣、效率高、經(jīng)濟簡便。但要投加大量化學藥劑,并以沉淀物的形式沉淀出來,存在二次污染問題。
2吸附法
吸附法是選擇一些比表面積比較大的物質(zhì)作為吸附劑對廢水中的重金屬進行吸附。活性炭是使用最早、運用最廣泛的吸附劑,比表面積大,處理率高,但價格較貴且使用壽命短,限制了其在重金屬廢水處理方面的發(fā)展。因此,尋找吸附性好,價格低廉的吸附劑成為了近幾年的研究熱點。目前工業(yè)中常采用礦物材料、工農(nóng)業(yè)廢棄物以及改性物質(zhì)等作為吸附劑。沸石是最早應用于重金屬廢水的礦物材料,架狀結構使之具有巨大的比表面積和較強的吸附性。趙啟文等采用斜發(fā)沸石吸附的方法去鋅冶煉廢水中的重金屬,吸附80min后,Zn2+的去除率為98.52%。一些工業(yè)或農(nóng)業(yè)的廢棄物由于來源富裕、價格低廉,在近幾年也得到廣泛的運用。李榮華等用玉米秸稈粉作為吸附劑探討玉米秸稈對Cr(Ⅵ)的去除規(guī)律及最佳條件,實驗證明在25℃時去除率可達97.77%。由于這些物質(zhì)不需要再生,可以直接處理,從而大大降低了處理費用。此外,對傳統(tǒng)的吸附材料進行改性,可以增加有效比表面積,提高吸附性能。
3離子交換法
由于重金屬廢水中的重金屬大多以離子狀態(tài)存在,所以用離子交換法處理能有效地除去和回收廢水中的重金屬。采用微波輻射促進化學反應技術,引用氧化還原引發(fā)體系,可在纖維素上接枝丙烯酸/丙烯酰胺來合成具有特定功能的吸附樹脂。研究表明:在最佳的合成工藝條件下,樹脂對 Cu2+的吸附率為 99.2%,吸附容量為 49.6 mg/g, 用 8%NH3?H2O 作為淋洗液對樹脂洗脫再生,洗脫率在85%以上。大昂吸附樹脂重復使用 7 次時,對重金屬離子的吸附率仍可保持在 90%以上,具有良好的再生使用壽命。超級吸水樹脂 SAPC也可以脫除廢水中的重金屬離子,SAPC 對 Cr3+,Co2+離子的富集能力強,對Hg2+,Pb2+,Ni2+的富集能力次之。
4膜分離法
膜分離技術是利用一種特殊的半透膜,在外界壓力作用下,不改變?nèi)芤褐谢瘜W形態(tài)的基礎上,將溶劑和溶質(zhì)進行分離或濃縮的方法。膜分離技術包括反滲透、超濾、電滲析、液膜、滲透蒸發(fā)等。目前反滲透、超濾膜在電鍍廢水處理中已得到廣泛應用。與其它技術相比,膜技術設備簡單,占地面積少,使用范圍廣,處理效率高,節(jié)能并能實現(xiàn)重金屬的回收,另外不需加化學試劑,不會造成二次污染。但膜組件昂貴和使用過程中膜的污染和通量下降。隨著膜技術在廢水領域研究的進一步深入,將膜技術與其它工藝組合起來處理重金屬廢水,同時發(fā)揮各自的長處,取得了較好效果。膠束強化超濾 (Micellar-enhanced ultrafiltration)是最近發(fā)展起來的與表面活性劑技術相結合的方法。當表面活性劑濃度超過其臨界膠束濃度時,大的兩性聚合物膠束形成,溶液經(jīng)過超濾膜時,吸附有大部分金屬離子和有機溶質(zhì)的膠束被截留,透過液可回用,含重金屬的濃縮液則進一步被電解,回收重金屬。
5生物法
生物法是通過生物體及其衍生物對水中重金屬離子的吸附作用,達到去除重金屬的目的。能夠吸附重金屬及其它污染物的生物體及其衍生物稱為生物吸附劑,主要包括細菌、真菌、藻類及一些細胞提取物。與傳統(tǒng)的吸附劑相比,生物吸附劑具有以下主要特征(1)適應性廣,能在不同 pH、溫度及加工過程下操作;(2)選擇性高,能從溶液中吸附重金屬離子而不受堿金屬離子的干擾;(3)金屬離子濃度影響小,在低濃度(100mg/L)下都有良好的金屬吸附能力;(4) 對有機物耐受性好,有機物污染(≤5000mg/L)不影響對金屬離子的吸附;(5)再生能力強、步驟簡單,再生后吸附能力無明顯降低。生物吸附法為重金屬廢水的處理提供了一種經(jīng)濟可行的技術,它的原料來源廣泛且廉價,可達到以廢治廢的效果,隨著對生物吸附劑研究的不斷深入,生物吸附技術應用于重金屬廢水的凈化具有廣闊的發(fā)展前景。但國內(nèi)外對于生物吸附的研究處于實驗室階段,且主要集中在影響因素的探討上,對機理的研究還不透徹。
上述處理重金屬廢水的各種方法具有很多優(yōu)點,但也在技術、運行成本、二次污染等方面存在缺陷,對現(xiàn)有技術的改造、對吸附材料的改造、研究開發(fā)高效環(huán)保型的工藝和技術是重金屬廢水處理的方向。重金屬廢水水質(zhì)比較復雜,通常含有多種重金屬離子,為了達到更好的處理效果,需要將幾種工藝組合起來確保出水達標排放。如離子交換-電解組合工藝、混凝沉淀/膜處理組合工藝。對于含重金屬離子廢水的處理, 僅將廢水處理達標排放是不夠的。處理后將重金屬離子充分回收,處理后的廢水回用,真正實現(xiàn)廢水的“零排放”,取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益,是當前重金屬廢水處理技術的發(fā)展趨勢。
參考文獻:
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篇8
1中和沉淀法的優(yōu)化
研究鎳系電鍍廢水處理工藝,在這篇簡短的論文中,筆者首先介紹中和沉淀法的優(yōu)化。要使鎳系電鍍廢水中鎳離子容易被去除,不難知道,首先要想方設法將鎳離子變成含有鎳元素的沉淀,然后通過其他的一些先進化學工藝,把沉淀從鎳系電鍍廢水中過濾出去即可。下面筆者針對中和沉淀法,給一個簡單的分析。所謂的中和沉淀法,就是在鎳系電鍍廢水中加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)廢水的酸堿度到達某一個值,再在此基礎上,加入一定質(zhì)量分數(shù)的助凝劑PAM,使鎳系電鍍廢水中鎳離子變成氫氧化鎳沉淀的方法。然而,經(jīng)過大量的實驗研究和資料分析,得出中和沉淀法對于鎳系電鍍廢水處理的最大限度只能到達86%,因此,鎳系電鍍廢水中還是存在著相當多的重金屬鎳。采用中和沉淀法去除鎳系電鍍廢水中的鎳離子時,由于鎳系電鍍廢水中還含有一定量的絡合鎳離子,在這種情況下,加入氫氧化鈉和助凝劑并不能實現(xiàn)對鎳系電鍍廢水的更好優(yōu)化。中和沉淀法,可以去除鎳系電鍍廢水中的鎳離子,但是效果并不是很好,具有一定的局限性,為了提高鎳系電鍍廢水的處理度,在下面的闡述中,筆者將在中和沉淀法的基礎上,提出更好的處理工藝。
2硫化鈉沉淀法的優(yōu)化
在上面的論文中,筆者著重介紹了鎳系電鍍廢水的沉淀法處理工藝,該方法可以去除鎳系電鍍廢水中鎳離子,但是由于鎳系電鍍廢水中含有一定量的絡合鎳離子,而使得中和沉淀法在處理鎳系電鍍廢水時,具有一定的局限性。為了突破由中和沉淀法帶來的局限性,筆者提出了鎳系電鍍廢水的硫化鈉沉淀法優(yōu)化工藝。硫化鈉沉淀法,顧名思義,就是在鎳系電鍍廢水中加入硫化鈉,實現(xiàn)鎳系電鍍廢水中重金屬轉(zhuǎn)化為沉淀的方法。與中和沉淀法相比,硫化鈉沉淀法的效果更勝一籌,但其基本操作在中和沉淀法的基礎上,也多了一些繁瑣。首先,是在鎳系電鍍廢水中加入氫氧化鈉,調(diào)節(jié)廢水的酸堿度至10,然后加入助凝劑PAM,在不斷的攪拌過程中,加入硫化鈉,然后在進行一定時間的攪拌,并加入助凝劑PAC,最后再次加入助凝劑PAM。助凝劑的作用,就是為了幫助沉淀的形成。在硫化鈉沉淀法中,總共需要加三次助凝劑,步驟比較多。當最終觀察鎳系電鍍廢水的處理情況時,還是存在著許多的絡合鎳離子。雖然硫化鈉沉淀法對于絡合鎳離子的去除,具有一定的作用,但是作用還不是很大。為了將鎳系電鍍廢水處理得最好,達到國家相關標準,需要在中和沉淀法和硫化鈉沉淀法的基礎上,再進行一定的改進和提高。
3Fenton試劑破絡+化學沉淀法的優(yōu)化
Fenton試劑破絡加化學沉淀法的優(yōu)化,這個方法對于鎳系電鍍廢水的處理,具有不可估量的作用。一方面,本法應用,促進了鎳系電鍍廢水中鎳離子的去除;另一方面,它還能在中和沉淀法和硫化鈉沉淀法的基礎上,實現(xiàn)對鎳系電鍍廢水中絡合鎳離子的破絡。本方法的使用,能夠?qū)崿F(xiàn)對鎳系電鍍廢水的最佳工藝優(yōu)化,提高處理廢水優(yōu)化的效果,在一定程度上減少廢水排放對于人體健康的危害。Fenton試劑法加化學沉淀法,它的基本原理就是氧化機理和自由基機理。通過鐵二價離子和過氧化氫的反應,生成羥基自由基,達到沉淀形成和有效破絡的方法。在本方法中,F(xiàn)enton試劑的反應過程如下:先是二價鐵離子與過氧化氫反應,生成羥基自由基,然后生成的羥基自由基與二價鐵離子反應,生成氫氧根離子和三價鐵離子,三價鐵離子又與過氧化氫反應,生成水,最后,水和三價鐵離子反應生成二價鐵離子和氧氣。就是在這樣的過程中,實現(xiàn)了對鎳系電鍍廢水的最佳優(yōu)化處理。本方法是對中和沉淀法和硫化鈉沉淀法的補充,值得大力推廣和使用。
這篇簡短的論文中,筆者針對鎳系電鍍廢水處理,提出了三條優(yōu)化策略,他們分別是中和沉淀法、硫化鈉沉淀法和Fenton試劑加化學沉淀法,三條策略之間的關系層層遞進,其中,最后一條策略的鎳系電鍍廢水處理效果最佳,值得在處理工藝中使用。
作者:丁一舒 單位:常州賽藍環(huán)保科技有限公司
參考文獻:
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篇9
重金屬污染對我們來說已經(jīng)不是一個陌生的話題。那么究竟什么是重金屬污染?它對我們的健康到底有多大的危害呢?它有是怎樣跑到我們的體內(nèi)去的呢?下面將一一介紹。
重金屬指比重大于4或5的金屬,約有45種,如銅、鉛、鋅、鐵、鈷、鎳、釩、鈮、鉭、鈦、錳、鎘、汞、鎢、鉬、金、銀等。盡管錳、銅、鋅等重金屬是生命活動所需要的微量元素,但是大部分重金屬如汞、鉛、鎘等并非生命活動所必須,而且所有重金屬超過一定濃度都對人體有毒。體內(nèi)重金屬的正常含量及超標的癥狀如下:
鉛:人體內(nèi)正常的鉛含量應該在0.1毫克/升,如果含量超標,容易引起貧血,損害神經(jīng)系統(tǒng)。而幼兒大腦受鉛的損害要比成人敏感得多。
砷:俗稱“砒霜”,如果24小時內(nèi)尿液中的砷含量大于100微克/升就使中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生紊亂,并有致癌的可能,而且如果孕婦體內(nèi)砷超標還會誘發(fā)畸胎。
鎘:正常人血液中的鎘濃度小于5微克/升,尿中小于1微克/升。如果長期攝入微量鎘容易引起骨痛病。
汞:正常人血液中的汞小于5-10微克/升,尿液中的汞濃度小于20微克/升。如果急性汞中毒,會誘發(fā)肝炎和血尿。
重金屬進入人體的途徑主要有三種,分別是吃的食物、水和大氣。
據(jù)中科院陳同斌博士透露,北京有部分古老的城市公園里表層土壤的重金屬含量較高。這是因為,那些古老公園里亭臺樓閣相對多,雕梁畫棟更是比比皆是,由于早些年的油漆為了增強防腐性,其中的鉛、砷等重金屬含量超標。這些油漆內(nèi)的重金屬跑到了土壤里,就造成了公園土壤重金屬超標。由于北京起風比較平常,這些細小的塵土攜帶著人們根本察覺不到的重金屬,通過人的呼吸作用就會進入人體。除北京外,國內(nèi)其他比較古老的城市公園也有這中情況出現(xiàn)。
水的污染通常都是由當?shù)毓S廢水排放造成的,這種現(xiàn)象在京城各大區(qū)縣幾乎都有。通州就是其中一個比較明顯的地方,雖然這些年通州在現(xiàn)代化建設方面做得比較好,但是那里是污水灌溉時間比較長的地區(qū),過去的污水中重金屬含量往往較高,澆灌土壤后容易產(chǎn)生污染。這些含有超標重金屬的廢水一旦排到干凈下游,就會污染大片水源。由于這種受重金屬污染的水在顏色、氣味等方面與正常水沒有差別,農(nóng)民根本看不出來,一旦用這些水來灌溉,必然會讓土壤及農(nóng)作物成為重金屬污染對象。蔬菜是最易“吸收”重金屬元素的農(nóng)作物,因此土壤被環(huán)境重金屬污染后生長的蔬菜與其它作物相比,蔬菜對多種重金屬富集量要大得多,經(jīng)證明,在被污染的土壤里生產(chǎn)出的蔬菜的有毒物質(zhì)含量可達土壤中有害物質(zhì)含量的3-6倍。(按:人畜食用了被重金屬污染的蔬菜后,在體內(nèi)濃縮積累會帶來嚴重的后果,如被列為世界公害典型之一的日本富山縣的骨痛病,就是由重金屬鎘污染引起的;我國廣西一些被鎘污染的地區(qū),人體的鎘含量高出正常人的7倍,經(jīng)X光檢驗,人體骨骼也已顯著病變。)人吃了在重金屬污染的土壤上種出來的農(nóng)作物,很容易受到重金屬的毒害。
蔬菜水果是我們?nèi)粘I钪凶钪匾牟糠帧<热恢亟饘傥廴疚:@么大,那么那些受到重金屬污染的蔬菜水果我們能不能通過多浸泡、多清洗或多煮來去除重金屬呢?陳同斌博士表示,這些效果都不大,因為重金屬污染是從植物根系中上來的,它存在于植物的體內(nèi),不像農(nóng)藥那樣大部分都噴灑在農(nóng)作物外表,多洗就可以清除干凈。
有一種比較可行的辦法就是注意選購一些蔬菜品種,比如生菜、萵苣容易富集鎘,可以盡量少食。另外,葉類菜是所有蔬菜中最容易受重金屬污染的,最好也要少食用。但這只是治標不治本,最根本的解決方法還是要防治土壤的重金屬污染。土壤重金屬污染與有機物的污染不同,它不能被分解消失,即使人為的控制土壤環(huán)境條件使重金屬的有害作用暫時減弱,它也能在適當?shù)臅r候恢復。因此如果蔬菜的生長環(huán)境一旦遭到重金屬污染,要想恢復和治理就非常的困難。目前土壤重金屬污染的控制方法 主要有以下幾種方法:
1)利用不同植物種類對污染物吸收差異的特性,合理安排蔬菜輪作茬口,使具有一定程度污染土壤生產(chǎn)的蔬菜達到或接近食品衛(wèi)生標準,以降低重金屬進入食物鏈的量,如有的蔬菜不易“吸收”鎘,那么如果菜田土壤的鎘含量多點種植該蔬菜就不會造成多大的危害。該方法不需投資,方法簡便,效果也比較好,但必須在有關的專家指導下進行。
2)控制土壤環(huán)境條件,降低重金屬污染物對植物的有效性。如可以施用石灰、胡敏酸、鈣鎂磷肥等土壤改良劑對土壤進行處理,使易被蔬菜吸收的重金屬元素在這些改良劑的作用下通過化學反應轉(zhuǎn)換為蔬菜不吸收的有機結合態(tài)。這種方法有一缺點,由于土壤中的重金屬元素的這種化學反應是可逆的,有一定條件下又會從有機結合態(tài)回轉(zhuǎn)成易被蔬菜吸收的形態(tài)。比如說隨著酸性污水的浸染,土壤中已經(jīng)被固定的重金屬元素又會被活化為可被蔬菜吸收的交換態(tài)。
3)對重金屬污染土壤最徹底的改良方法是鏟除其表土,這就是農(nóng)業(yè)工程客土法,所謂客土,就是用外來的土壤換掉已被污染了的菜田土。這種方法在日本土壤污染地區(qū)應用很廣,可以徹底清除已污染的土壤,根本斷絕植物生長的污染基質(zhì),在無外來污染浸入的前提下,可保證蔬菜的正常生長和殘留達標,但這種方法工程量大,耗資也巨。
4)嚴格控制灌溉水中重金屬元素的濃度,杜絕用未經(jīng)處理的工業(yè)廢水和城市污水直接灌溉菜田。一旦菜田受重金屬灌溉水的污染,所有改良成果都會毀于一旦。
總之,重金屬污染雖然是個嚴峻的問題,但是只要我們明白并高度重視它人體健康的危害,相信用我們?nèi)祟惖闹腔酆蜎Q心一定能夠戰(zhàn)勝它。
參考文獻:
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(3)葉振國
篇10
【關鍵詞】實驗廢水;處理方法;預防措施
前言
隨著我國近年高校招生比例的增大和科技創(chuàng)新能力的提升,高校教學和科研活動愈加頻繁,有些實驗所用危險化學試劑、劇、雌激素等對環(huán)境產(chǎn)生嚴重污染的藥品,所產(chǎn)生的廢水多半未經(jīng)過任何處理就直接排放到下水道中,給環(huán)境造成了嚴重的污染。
同時,各實驗室及各實驗人員所從事的實驗項目不同,且同一實驗人員的實驗內(nèi)容也經(jīng)常變換,雖然各類實驗室的廢水排放量較少,但排放次數(shù)較多,濃度也不定,成分也較復雜,因此對環(huán)境的污染也具有多樣性。尤為高校中的化學實驗室,化學藥品上百種,許多試劑及其反應物如各種酸、堿、重金屬鹽等對人體和環(huán)境都是有害的。他們有些很難降解,可以在環(huán)境中長期存在;有些則在降解過程中產(chǎn)生二次污染;有些則通過食物鏈的富集進入人體而造成毒害作用。因此,認真回收和處理實驗室污水中的廢棄物不僅是實驗人員的職責,也是實驗室管理的一個重要方面。
1.實驗室廢水的來源和種類[1]
根據(jù)實驗室廢水中所含主要污染物的性質(zhì),可以分為有機廢水、無機廢水和含病原微生物廢水。其中無機廢水中含有重金屬、重金屬絡合物、酸堿、硫化物、氰化物以及其它無機離子等;有機廢水中含有常用的有機溶劑如有機酸、酚類、醚類油脂類等物質(zhì);含病原微生物實驗廢水主要是生物實驗室化驗廢水、解剖臺沖洗廢水等。
根據(jù)實驗室廢水中所含污染物的主要成分來分類,可以分為酸性廢水、堿性廢水、重金屬廢水、含酚廢水、鹵類廢水等。
根據(jù)實驗室廢水中污染物含量的不同,可以分為高濃度實驗廢水、低濃度實驗廢水和無污染水。其中高濃度實驗廢水一般包括液態(tài)失效試劑、液態(tài)實驗廢棄物或中間產(chǎn)物、各種洗滌液;低濃度實驗廢水包括實驗儀器、實驗產(chǎn)物的低濃度洗滌廢水和實驗室各項保潔衛(wèi)生用水;無污染水則包括實驗過程中用到的冷卻水、水浴及恒溫等加熱用水、其它清潔用水等。
2.實驗室廢水的處理方法及原則
高校實驗室廢水量少,間斷性強,危害性高,污染物的組成不同,從而導致處理的原理和方法不同,因此,處理這類廢水有一定難度。目前處理此類實驗室污水比較成熟的方法有以下幾種。
2.1 絮凝沉淀法[2,3]
此方法適用于含有重金屬離子較多的無機實驗廢水。當確定了廢水中的重金屬離子后,選出合適的絮凝劑,比如石灰、鐵鹽、鋁鹽等,在弱堿性條件下可形成Mn(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3等絮凝狀沉淀,同時這些絮狀沉淀也具有吸附作用,可以在去除重金屬離子的同時,去除部分水中的其他污染物,降低水中化學需氧量,提高廢水的可生化性。
2.2 硫化物沉淀法[4]
此方法主要針對含有鎘、鉛、汞等重金屬較多的實驗室污水,一般是用Na2S或NaHS把廢水中的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶于水的金屬硫化物,再和Fe(OH)3共沉淀進行分離。具體做法:將廢水的PH值調(diào)到8.0-10.0,向廢水中加入過量的Na2S,使其生成硫化物沉淀,再加入FeSO4作為共沉淀劑,生成的FeS將水中懸浮的金屬硫離子吸附而形成共沉淀,靜置、分離并過濾。
2.3 氧化還原中和沉淀法
此方法的原理是:成離子狀態(tài)的無機金屬離子可以利用一些還原劑將其轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì),再經(jīng)過分離。常用的還原劑有Fe、Zn、NaBH4、等[5]。
2.4 活性炭吸附法[6]
此方法多用于去除用化學或物理方法不能去除的微量溶解狀態(tài)的有機物。具體處理方法:將廢水分為有機和無機兩相并分離,再用活性炭進行二次吸附,這種方法的化學需氧量去除率可達93%,同時活性炭還能吸附部分無機金屬離子。
2.5 焚燒法[7]
此方法適用于可形成乳濁液之類的廢液。但要避免因使用此方法而造成二次污染。例如,只含有碳、氫、氧元素的有機廢物在燃燒時一般不會造成二次污染,而含有鹵素、氮,硫等元素的有機廢物焚燒時將會產(chǎn)生NO、NO2、SO2等多種有毒氣體,此時就應該考慮采用其它的方法。
2.6 處理含重金屬離子實驗廢水的其它方法
在處理含重金屬離子的廢水方法中,除了以上的硫化物和絮凝沉淀法外,還有電解凝聚法、吸附法、磁分離法及還原離心法、離子交換法[8]等。比如利用還原離心法去除重金屬離子時,在6 000r/min條件下反應30min,汞離子的去除率達到100%,鉛離子可達98.3%。
2.7 高濃度有機廢水處理方法
處理高濃度的有機廢水除了可以用上述的焚燒法和活性炭吸附法外,還可以利用溶劑萃取法、氧化分解法、水解法以及生物化學處理法[9]等。例如廈門大學開發(fā)的高濃度有機廢水水解―好氧循環(huán)一體生物處理技術,可實現(xiàn)高濃度有機廢水的高效生物處理。
3.預防和減少實驗廢水的措施
3.1 減少藥品的使用
董素清等人通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)[10],生產(chǎn)1t硫酸產(chǎn)品就排放酸洗廢液2~5t,含硫酸的水洗廢液10~15t。這說明生產(chǎn)實驗所需藥品將造成大量的污染,在實驗中減少藥品的使用也就減少了污染。同時,應該尋求用新的實驗方法代替落后的實驗方法,用新藥品代替現(xiàn)有藥品,盡量用無毒害性的藥品代替舊的有害物質(zhì)。
3.2 實驗藥品進行回收
對實驗室廢棄物進行分類處理并回收再利用,這樣不僅可減小對環(huán)境的污染,還可以減少化學藥品的浪費。郭子英[11]等提出了化學實驗室廢液的回收與利用方法。利用沉淀物的不溶性,可從產(chǎn)生沉淀的實驗廢棄物中回收固體藥品。例如,從氯、溴、碘的性質(zhì)實驗中回收銀化物,從硫酸的性質(zhì)、硫酸根離子的檢驗實驗中回收含鋇的物質(zhì),從硫酸的性質(zhì)實驗中產(chǎn)生的HCl氣體用堿液(NaOH)進行回收等。Osteen,Audrey B等人[12]研究了采用濃縮的方法從實驗室廢水中提取Hg。衍忠[13]根據(jù)廢棄物的一般處理原則,提出了含Hg等7類實驗室常見廢棄物的處理辦法,介紹了6種有機溶劑和3種貴重金屬的回收與提純,為實現(xiàn)實驗室廢物回收利用和提純提供了確實可行的操作。
3.3 預處理
實驗室排放的廢水,一般分為有機廢水和無機廢水。當確定了廢水的性質(zhì)后,再根據(jù)各種離子沉降的特性,選擇合適的絮凝劑(石灰、鐵鹽、鋁鹽等)進行處理。也可以采取氧化還原中和沉淀法、活性炭吸附法、有機化學藥品的提純、蒸餾、離子交換等方法。[14-15]如含Pb、Cd的實驗廢水可以通過加入石灰乳調(diào)節(jié)pH值至6~8之間,從而將生成Pb(OH) 2和Cd(OH) 2沉淀。含Cr6 +廢水可在酸性條件下還原為Cr3 +,在堿性條件下生成Cr(OH)3沉淀,采用這種方法即可除去其中的有毒有害物質(zhì)。絮凝沉淀也是實驗廢水處理的一個可行辦法。
結語
高等院校實驗室廢水的處理,實質(zhì)上就是采用各種手段和技術,將廢水中的污染物分離或轉(zhuǎn)化為無毒、無害物質(zhì),從而使廢水得到凈化,達到直接排放或便于收集的標準。由于高校實驗室廢液的組成相對復雜,排放量小,排放周期不定,瞬時排放濃度較高,不可能只用一種方法就能把所有污染物去除殆盡,因此處理廢液往往需要幾種方法組合,才能取得較好的處理效果。同時,實驗室廢液的管理是一個很重要的環(huán)節(jié)。因此,在高校,除了需要有關部門加大投入外,每位實驗人員要提高環(huán)境保護和自身防護意識,養(yǎng)成良好實驗習慣,按照規(guī)范操作,盡可能的把實驗廢水造成的危害降到最小,為保護環(huán)境和生態(tài)校園的建設做出自己的貢獻。
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