处理废水中重金属的方法范例6篇

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处理废水中重金属的方法

处理废水中重金属的方法范文1

关键词:重金属污染 反渗透 硫化沉淀 环境效益

一、方案提出的背景和必要性

1.解决我国淡水资源短缺的矛盾

目前我国淡水资源缺乏,污染严重,尤其是重金属对水体造成了严重污染,威胁着人类的身心健康。中国属于缺水国家,人均水资源占有量约为世界第88位,随着我国人口迅猛增长和工业的高速发展,导致我国缺水矛盾日益突出。而冶炼和采选业所排重金属废水对水体造成严重污染,进一步加剧了淡水资源缺乏的问题,为了解决淡水资源缺乏的问题,对冶金及采选行业的重金属污染废水深度治理及回用迫在眉睫。

2.保护人身健康

重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染,主要由采矿、冶炼、使用重金属制品等人为因素所致,重金属污染目前已严重影响着人们的健康。以各种化学状态或化学形态存在的重金属,在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移,对动植物及人体造成危害。

3.对提高水环境及大气环境质量有重要意义

重金属多为非降解型有毒物质,不具备自然净化能力,一旦进入环境就很难从环境中去除。我国水体重金属污染问题十分突出,江河湖库底质的污染率高达80%,重金属在水体中积累到一定的限度就会对水体-水生植物-水生动物系统产生严重危害,对人体健康造成严重威胁。

二、设计方案

目前比较常用的除重金属的方法如下:

1.化学沉淀法

1.1和中沉淀法:氢氧化物中和沉淀处理方法的依据是重金属氢氧化物的溶度积。控制pH值,可以对废水中重金属离子进行分级沉淀,实现回收。

1.2硫化物沉淀法:在废水中投加硫化剂,使Pb2+与S2- 形成硫化物沉淀而去除。与中和沉淀法相比,此方法优点是:铅的硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低,只需加入少量的沉淀剂就可使废水中铅离子浓度达到排放标准。

2.氧化还原处理

2.1化学还原法:电镀废水中的铬主要以Cr(VI)离子形态存在,因此向废水中投加还原剂将Cr(VI)还原成微毒的Cr(III)后,投加石灰或NaOH产生Cr(OH)3沉淀分离去除。

2.2铁氧体法:铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。在含铬废水中加入过量的FeSO4,使Cr(VI)还原成Cr(III),Fe2+氧化成Fe3+,调节pH值至8左右,使铁离子和铬离子产生氢氧化物沉淀。

3.电解法

电解法处理含铬废水在我国已经有二十多年的历史,具有去除率高、无二次污染、所沉淀的重金属可回收利用等优点。大约有30多种废水溶液中的金属离子可进行电沉积。不过电解法成本比较高,一般经浓缩后再电解经济效益较好。

4.溶剂萃取分离法

溶剂萃取法是分离和净化物质常用的方法。由于液-液接触,可连续操作,分离效果较好。使用这种方法时,要选择有较高选择性的萃取剂,废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在,并且需要控制适宜的酸碱度。然而溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大,使这种方法存在一定局限性,应用受到很大的限制。

5.吸附法

吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种有效方法。利用吸附法处理电镀重金属废水的吸附剂有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖树脂等。

6.离子交换法

离子交换法是在离子交换器中进行,此方法借助离子交换剂来完成,在交换器中按要求装入不同类型的离子交换剂,重金属离子的溶液通过交换剂时,交换剂上的离子同水中的重金属离子进行交换,达到除去水中重金属离子的目的。

7.生物处理法

利用微生物从溶液中分离金属离子,但该方法还处于研究阶段。

8.电化学法

电化学法是在电场的作用下,金属电极产生电子形成“微凝剂”(铁或铝的氢氧化物),水中的悬浮颗粒、胶体污染物在絮凝剂作用下失稳,脱稳后的污染物颗粒与微絮凝剂之间相互碰撞,结合成大絮体而沉淀。

9.膜分离法

利用特殊的半透膜将溶液隔开,以压力为驱动力,废水流经膜面时,其中的污染物被截留,而水分子透过膜,废水得到净化。利用膜分离法处理含重金属废水的方法有电渗析、反渗透和超滤等方法。用电渗析法处理电镀工业废水,处理后废水组成不变,有利于回槽使用。反渗透法已大规模用于镀Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金属废水处理。膜技术具有高效、无相变、节能、设备简单、操作方便等优点。适用于处理浓度较低的废水,截留率较高,处理后的水可以回用。

三、工艺路线选择设计

工程上必须根据具体的进水水质和处理要求,采用多种方法相结合,才能得到较好的效果。考虑到一般企业现有实际情况为碱中和,很多种重金属离子都超标。

1.本次设计以下三种工艺路线:

1.1硫化沉淀 + 氧化沉淀 + 精滤 :企业已经采用石灰中和法除去多种重金属和硫酸根;如果提标处理工艺采用硫化物沉淀工艺,根据重金属硫化物的溶度积计算,各种重金属在溶液中的含量都非常小,只要把金属硫化物的沉淀物和胶体完全过滤下来,达标就没有问题。硫化物沉淀工艺之后加入氧化剂,可以除去废水中的过量硫化剂、把废水中残余的As(III)氧化为As(V)经进一步絮凝、沉淀和过滤除去,可以达到《铅锌工业污染物排放标准》(GB25446-2010)特殊流域水质标准。

1.2电化学工艺 + 精滤:该法优点是不需要添加任何药剂,操作易于实现自动化控制。近几年,电化学重金属废水处理技术已成功应用。

1.3微滤 + 反渗透:废水中重金属离子基本去除以后,但废水中含有大量的可溶解性离子,如Ca2+、SO42-、Na+等,硬度很大,该水仍然难以回用。为了能够使废水达到回用目的,必须采用反渗透技术进行深度处理,采用两级反渗透系统的回收率可以达到75%。

综合考虑本方案选择工艺路线为:硫化 + 氧化 + 精滤 + 反渗透,目标可基本实现生产废水零排放。

2.重金水废水深度处理工艺流程

原企业污水处理站排出废水流入调节池,然后通过提升泵进入硫化混合、反应池,在混合池加入硫化剂,硫化剂与重金属发生反应形成沉淀,废水通过1号絮凝混合池和1号絮凝反应池后进入1号沉淀池。

1号沉淀池清液经自流进入氧化混合、反应池,在混合池加入碳酸钠和氧化剂。碳酸钠与水中钙离子形成CaCO3沉淀,减少后期膜分离的污染;氧化剂的加入可以除去废水中的过量硫化剂和氰化物、把废水中残余的As(III)氧化为As(V);该废水通过2号絮凝混合和反应池后进入2号沉淀池。

处理废水中重金属的方法范文2

关键词 重金属废水处理;反渗透技术;应用与原理分析

中图分类号 X7 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2016)166-0289-01

随着我国工业的发展,重金属废水排放与处理问题越来越严重。废水中的重金属来源非常多,例如,在矿山开采过程中的排水、金属冶炼过程中的除尘排水和酸洗水、化工企业的生污水等,都会产生重金属废水。在这些重金属废水中,金属的离子含量和种类并不相同,彼此之间差别比较大。这些金属离子在处理过程中只能够被采用物理方法进行转移或者采用化学方法进行稀释,但是无法把它除去或者消失。所以这样的重金属废水一方面不经处理排放会对环境造成严重的污染,另一方面,重金属离子的流失也是一种资源的浪费。所以对于重金属废水进行处理是必须要进行的。

1 反渗透技术的原理介绍

在目前对重金属废水的处理方法中有很多方式,例如,可以采用化学的方法,或者离子交换的方法、水电解法和吸附法和反渗透技术法等。由于在重金属废水中存在大量游离的重金属离子,而且这些重金属离子的成分比较复杂,所以在实际处理过程中,采用反渗透技术法是比较有效的一种处理方式。

反渗透技术主要是通过外界的作用力使废水中的溶剂透过半透膜进行过滤从而把金属离子隔离在另一侧的技术处理方式。在实施这一技术的过程中,有2个条件必须满足,一个是外界的作用力必须远远大于溶液中的渗透压;另一条件是必须要有一种透水性和选择性质量都非常高的半透膜。一般对于反渗透技术中的半透膜要求其表面的微孔尺寸不能大于1nm,这种尺寸才能保证在渗透过程中,把大部分的离子都除去。反渗透技术主要是根据渗透截留机理对金属离子进行筛分和经典排斥的,因此在采用反渗透技术时,还要考虑到不同离子的价态[2]。

在重金属废水处理中引入反渗透技术最早开始于20世纪70年代,刚开始只是运用这种技术对电镀水进行渗透处理,后来由于应用效果比较理想才扩展到了重金属废水领域。采用反渗透技术对重金属废水进行处理不需要添加任何药剂,也不需要其他辅助技术,所以采用反渗透技术的设备消耗相比较与其他的技术处理方式更低也更有效。

2 反渗透技术处理重金属废水的应用分析

2.1 对于电镀废水的处理

在企业产生的电镀废水和金属漂洗水中含有大量的重金属离子,其中铬、镉、铅、镍的含量都比较高,此外还含有大量的氰化物和氯化物。对于电镀水的处理时反渗透技术应用的第一个领域。在对电镀废水的处理过程中,主要是通过局部渗透或者脱盐的方式,将废水中游离的离子进行回收。例如,电镀过程中电镀镍会产生大量的含有镍离子的镍废水,我们都知道镍和汞都是含有剧毒的,对人体危害极大,所以就必须要对镍废水进行处理,而对镍的回收利用从经济学的角度上来看也更实用。从20世纪70年代开始,反渗透技术开始在电镀废水的处理中得到应用,发展到现在已形成了一套比较完善的技术理论。在技术处理过程中还可以通过和纳滤组合工艺技术配套使用从而对回收的镍进行漂洗和再利用。

2.2 对于其他重金属废水的处理

重金属的废水涵盖范围除了电镀废水意外,还包括很多,例如,冶炼行业废水、采矿行业的废水以及化工农药行业产生的废水等。在这些重金属废水中,含有大量的铜、铅、镍、硌、银、锌等金属离子。对于这些离子的去除,一方面可以大大改善环境方面的保护工作,降低对我们生活环境的危害;另一方面又可以实现重金属的回收再利用,从而提高企业的经济效益。通过相关研究发现,通过反渗透技术对于这些重金属废水中的金属离子的去除率可以达到95.89%。这说明对于重金属废水的处理,反渗透技术是具有非常高的效率的。黄安抚等人研究的利用反渗透技术对紫金山矿的重金属废水处理试验就是一个非常好的例子。他们通过运用反渗透技术对重金属废水处理后发现,铜离子的含量下降到了

3 运用反渗透技术中存在的问题

3.1 反渗透技术的成本分析

随着反渗透技术在重金属废水处理中的应用,我们还必需要考虑的一个问题是反渗透技术的成本问题。反渗透技术中非常关键的一个环节就是反渗透膜的选择,渗透膜的选择对于反渗透技术的运用有非常关键的影响作用。在反渗透膜的种类上,现在市场上已经研发出了几百种,而且价格也高低不等。不同的渗透膜在废水处理过程中的污染去除能力,以及自身抗污染能力都是不一样的。所以尽管对于重金属废水的反渗透技术处理效果非常令人满意,但必须认识到的一点是它的价格也是比较昂贵的。尤其是随着近年来,手段和技术方面的提高,使得渗透膜的技术也有了较高水平的发展,而随着这种发展,其应用成本总体是在不断下降的。

3.2 预处理

在对重金属废水的处理过程中,合理的运用预处理的方法可以提高渗透膜的使用寿命,从而降低因更换渗透膜而带来的成本。在反渗透技术处理过程中,非常关键的一个技术要点是要保证处理时进水的水质必须要符合要求,否则很快会造成渗透膜的污染,这会严重影响渗透技术的处理效果,并对渗透膜的使用寿命也造成严重影响。所以在处理重金属废水过程中,合理进行预处理可以有效提高渗透膜的渗透率,从而提高对重金属废水的处理效果。

4 结论

反渗透技术在重金属废水的处理过程中能够起到比较好的处理结果,局部的金属离子清除率可以达到98%以上[4],这对于净化重金属废水,实现清洁生产有非常重要的作用。同时重金属的回收也提高了资源的利用率,创造了巨大的经济效益。随着现代科学技术的发展与进步,反渗透技术也将不断得到发展与创新,这将更广泛的应用于重金属废水的处理过程中,实现更高效的处理效果,创造更大的经济价值。

参考文献

[1]吴昊,张盼月,蒋剑虹,等.反渗透技术在重金属废水处理与回用中的应用[J].工业水处理,2007(6):6-9.

[2]曾杰,吉希希,任会,等.膜技术处理重金属废水[J].湖南有色金属,2011(1):43-47.

处理废水中重金属的方法范文3

Abstract: Emissions of wastewater with heavy metals of modern industry have a serious negative impact on the environment. Bio-adsorption, as a new technology for heavy metal removal, has broad application prospects. This paper summarizes the mechanism of bio-adsorption, introduces the new techniques of dealing with the heavy metal pollution at home and abroad and reviews the problems in heavy metal waste water treatment by using bio-adsorption and the development direction.

关键词: 重金属离子;生物吸附;吸附机理

Key words: heavy metal ions;bio-adsorption;adsorption mechanism

中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)19-0324-03

0 引言

所谓重金属就是比重超过4或5的金属,据统计目前已知的重金属约有45种。对于重金属污染,通常情况下主要是指环境受到汞、铅、镉等重金属的污染,对于这种污染来说,最显著的特征就是具有生物毒性,另外,在重金属中还涉及锌、铜、钴、镍等具有一定毒性的金属。当前,受各种因素的影响和制约,难以通过有效的方式对重金属污染物进行治理,当重金属在水体中积累到一定限度后,将会直接危害到水体生态系统,最终通过食物链影响人类的健康。在全球环境污染中,由重金属构成的水体污染逐渐成为最严重的环境问题。在重金属废水方面,化学沉淀法、离子交换法、蒸发浓缩法等是常规的处理方法,通过这些方法对重金属废水进行处理时,一方面处理不彻底,费用高,另一方面产生有毒污泥或其他废料等。为了避免出现二次污染,人们对高效环保型的重金属废水处理技术、处理工艺等加大了研究、开发的力度。本文通过对生物吸附法处理重金属废水的机理和处理工艺进行阐述,进而推动国内对重金属废水治理的研究。

1 生物吸附机理

通过生物吸附法对重金属废水进行处理的过程中,借助生物体对金属离子进行吸收的过程,通常情况下,主要包括:第一将金属离子吸附在细胞表面,借助细胞外的多聚物、细胞壁上的官能团等,进一步实现与重金属离子之间的结合,通常情况下这是一种被动式吸附;第二对于重金属离子通过活体细胞进行主动吸附,对细胞表面的某些酶进行充分的利用,进而将金属离子吸附在细胞表面,在传输和积累的作用下,进一步将细胞表面的重金属离子转移到细胞内。受科学技术的影响和制约,并且细胞结构的复杂性,进而在吸附机理方面,没有完整的吸附理论。

1.1 离子交换机理 借助离子交换机理对污水中的重金属离子进行处理。对于离子交换机理来说,就是细胞壁与金属离子实现交换,在交换过程中,细胞一方面吸附重金属离子,另一方面释放其它阳离子。通过研究分析改性后的橘子皮吸附水溶液中的重金属离子情况,Dhakal等发现:水溶液经改性后的橘子皮吸附处理后,进一步降低了水溶液的pH值,说明橘子皮高分子表面的H+与水溶液中的重金属离子发生交换。通过采用交联木质素对重金属离子进行吸附,Parajuli等经研究发现,水溶液的pH值对吸附过程产生一定的影响,并且吸附机理符合阳离子的交换机理。通过对藻酸钙吸附水溶液中的铜离子进行试验,Crist发现,被吸附的铜离子与藻酸钙释放的钙离子具有相等的当量,进而充分证明吸附过程符合离子交换。但是,释放的离子与被吸附的离子在一般情况下其当量并不相等,在生物吸附机理中离子交换机理只是其中的一种。通过对黄孢原毛平革菌吸附铅离子进行研究,在试验过程中,吴涓、李清彪发现:Ca2+、Mg2+的浓度进行吸附试验前,在铅溶液中根本测不出,但是,吸附试验后,溶液中Ca2+、Mg2+的浓度分别达到0.13mg/L、0.21mg/L,但是,Ca2+、Mg2+与Pb2+之间并不符合1:1的离子交换关系,在整个吸附量中, Pb2+仅占10%,同时结合离子交换,充分说明吸附中确实存在离子交换。

1.2 表面配合机理 利用生物体对污水中的重金属离子进行处理,主要是利用细胞的表面存在的羧基、磷酰基等官能团,这些官能团中的氮、氧、磷、硫等作为配位原子与金属离子相互配合。利用HLS溶液吸附Ni2+,通过研究分析吸附过程,Panda等发现:一方面试验过程符合离子交换机理,另一方面HLS表面的O、N等与Ni2+相互作用,形成相应的配合物。对菌群胞外的聚合物(EPS)利用硫酸盐进行还原,同时对Cu2+进行吸附,潘响亮等通过试验进一步发现:对Cu2+EPS中的蛋白质酰胺基团、羧基等具有较强的配合力。

1.3 氧化还原及无机微沉淀机理 通过生物吸附机理处理污水中的重金属离子,在处理过程中经常会涉及到氧化还原反应,某些菌株的分泌酶在一定程度上影响着这种机理。通过试验Furukawa等发现:某些抗汞的假单孢杆菌能够产生金属汞的离释酶,在NADPH的作用下,对于二价汞离子可以通过此酶进行还原,使其成为单质金属汞。对于Au3+通过利用金霉素链霉菌废菌丝体进行吸附处理,在处理过程中刘月英等发现:随着菌体与Au3+溶液彼此之间接触时间增加,电子不透明的金颗粒出现在细胞壁租接触液中,经还原Au3+成为单质Au。另外,在生物体上,如果具有还原能力,可以吸附变价金属离子,进而有可能发生氧化还原反应。菌(SRB)在厌氧条件下,被酸还原同时产生H2S,产生的H2S能够与金属离子发生反应,同时生成金属硫化物沉淀,废水中Zn2+、Cd2+等中金属离子可以除去。

1.4 酶促机理 在治理污水中重金属离子的过程中,活性和非活性的生物对重金属离子都有不同程度的吸附能力,金属离子通过活性生物细胞可以进行吸附,吸附能力的强弱通常情况下与细胞某种酶的活性有关。例如:在啤酒酵母中,在磷酸酶的作用下,可以将溶液中的重金属离子运输到细胞内,而细胞内的液泡作为主要的场所能够对金属进行积累。在培养细胞的过程中,为了产生磷酸酶,通常需要引入甘油磷酸酯等“磷酸供体”。通过对白腐真菌吸附铅进行研究,吴涓、李清彪等发现:与未经碱处理的菌体相比,经碱处理后的菌体,明显提高了其吸附能力,处理菌体的碱液存在最佳的浓度,当碱浓度为0.1mol/L时,在这种情况下,菌体的吸附达到最大。

2 生物处理技术

在处理重金属废水的过程中,由于传统处理方法存在步骤复杂、成本高等缺点,并且难以处理低浓度的有害污染物,同时存在二次污染等。通过生物处理技术对溶液中的重金属离子进行处理,在一定程度上可以有效地克服传统处理技术存在的弊端。经过多年研究发现:通过生物处理方法对重金属离子进行处理,其优点主要表现为:可以处理浓度较低的污染物,并且处理效率高,温度、pH值等对处理过程的影响程度比较小,另外还可以对重金属进行回收。

2.1 生物絮凝法 在污水中的重金属离子进行处理的过程中,通常会用到生物絮凝法,所谓生物絮凝法就是通过微生物或植物产生的代谢物对污水中的重金属离子进行絮凝沉淀。目前,生物絮凝剂主要分为淀粉类、半乳甘露聚糖类、纤维素衍生物类、微生物多糖类和复合型生物混凝剂五大类。在处理污水的过程中,生物絮凝剂凭借自身的安全无毒、无二次污染、絮凝剂效果好等优势,进而决定了其应用前景的广泛性。其中约有12种生物絮凝剂对重金属有絮凝作用,汪士新从多种微生物中通过提取壳聚糖作为絮凝剂,进一步回收废水中存在的Pb2+、Cu2+等重金属离子。此外,对于处理重金属离子的特殊微生物菌株,通常情况下借助遗传工程,可以进行驯化和构造。王国惠在活性污泥中发现一种WJ2100絮凝剂菌株,在pH=6.5时,对污水中的Fe3+、Na+、Ca2+等金属离子,该菌株絮凝剂具有理想的絮凝作用,在絮凝过程中,菌株对Ca2+的絮凝作用最为理想。Pullulan通过研究絮凝剂对Pb2+絮凝的实验,得到了上述结果。另外,康建雄对溶液的pH值、Pb2+初始浓度等因素产生的影响进行了讨论。与无机絮凝剂、合成有机絮凝法相比,处理废水更安全、方便,并且无毒,同时不产生二次污染这是生物絮凝法的优点所在,但是该处理方法也存在不足,主要表现为:生产成本高、保存活体絮凝剂的难度大,并且难以实现工业化生产,对于大部分生物絮凝剂来说,目前依然处于探索阶段。

2.2 生物化学 在对污水中的重金属离子进行处理的过程中,往往也会用到生物化学法,这种处理方法主要是对生物自身的氧化还原能力进行充分的利用,这种处理方式主要是改变重金属离子的价态,通过改变重金属离子的价态,进一步改变重金属离子的化学性质,将可溶性离子转化为不溶性化合物,进而除去重金属离子。硫酸盐生物还原法在生物还原法中是一种比较典型处理方式,硫酸盐在该方法的作用下,被还原成H2S,生成的H2S进一步与金属离子反应,生成金属硫化物沉淀,除去溶液中的重金属离子。从废水中成都生物研究所分离出多种菌株,在净化方面有些菌株表现的非常突出,例如:对Au+普通小球藻具有很强的亲和力,通过硫脲可以解吸被吸附的重金属离子,并且硫脲通常只与Au+结合。普通小球藻上的Au3+经过一系列的处理,首先被还原成Au+,然后进一步还原成金单质。通过高选择型基因工程进一步构建菌体,通过生物富集袁建军等对电解废水中的汞离子进行一些列模拟,在模拟过程中发现:电解废水中其他组分影响菌富集汞离子的作用速率,在很宽的pH范围内,该基因工程菌能对汞进行有效地富集。但是,由于浓度较高的重金属废水对微生物具有较大的毒害作用,因此该方法的应用存在一定的局限性。但是,利用遗传工程、驯化或构造出特殊的菌株,从这一角度来说,通过微生物对重金属废水进行处理有着美好的前景。

2.3 植物修复法 利用植物发达的根须和微生物,富集、积累处理重金属离子,这一过程就是所谓植物修复。对于含有重金属离子的污水来说,通过植物修复法可以将重金属转化为较低毒性的物质,进一步实现污染治理、环境修复的目的。采用植物修复法对含有重金属离子的污水进行处理,其处理过程主要包括:①吸取、沉淀或富集废水中的有毒金属离子;②降低有毒金属离子的活性,采取措施防止重金属离子扩散到地下,形成二次污染;③对土壤中、水中的重金属离子采取萃取的方式进行分离,进而将重金属离子转移到植物的根部或者植物可收割的部分,以及植物的地上枝条部分,通过收获或而移去植物枝条的方式,将积累和富集的重金属转移,进而在一定程度上降低了土壤或水体中的重金属浓度。对于重金属离子来说,通过质体流动、扩散两种途径进入植物的根部。

在技术、经济方面,与其他污水重金属离子的处理方法相比,植物修复法的优势主要体现在:具有双重优势,便于实施、成本低廉,对环境造成较小的扰动。另外,通过植物修复法对污水进行处理,一般需要种植大量的植物,在这种情况下,一方面净化和美化环境,另一方面对土壤中含有的重金属污染物进行清除。另外,通过对富含金属的植物残体进行处理,可以回收贵重金属,进而取得经济效益。该方法的不足主要表现为:治理效率低,对于重度污染的土壤难以进行处理。对于种植的植物来说,由于植物吸收的重金属具有单一性,进而对土壤中的所有污染物难以进行全面清除。通过施加有机整合剂,在一定程度可以强化富集重金属的能力,但是会导致有毒元素渗漏到地下,进而对土地形成二次污染,同时增加了运行成本。

3 其他新工艺

3.1 反渗透技术 对于渗透膜来说,由于自身具较高的去除率,较强的选择性,并且常温条件下,不存在相态变化,以及能耗低、污染小,自动化程度高等优势,因此利用渗透膜技术对含有重金属离子的废水进行处理,这种污水处理技术受到人们的认可和重视,其经济效益非常可观。对于反渗透来说,其实就是渗透作用的逆过程,在外界压力的作用下,透过半透膜,进而阻留溶液中溶剂的某种或某些溶质。通常情况下,实现反渗透的条件主要包括:①与溶液的渗透压相比,操作压力要大;②半透膜必须具有较高的选择性和较强的透水性。在对重金属废水进行处理的过程中,对于反渗透来说,其截留机理主要涉及筛分机理、静电排斥。

3.2 MEUF去除废水中的金属离子 利用胶团强化超滤MEUF技术对含有重金属离子的污水进行处理,该处理技术融合了表面活性剂和超滤技术。对于这种处理技术来说,在金属离子浓度较低的污水中得到广泛应用。目前,国内对于该技术的深入报道比较少,而国外也是处于试验阶段。利用MEUF技术对污水进行处理的过程中,使用的表面活性剂与去除的物质有关。通常情况下,根据实际情况确定活性剂。按照静电作用原理的相关要求,要用阴离子表面活性剂(阳离子表面活性剂)去除金属阳离子(金属阴离子)。通过疏水性作用、静电作用、氢键及酸碱类作用等,膜与表面活性剂去除废水中的重金属离子,污水处理效果受表面活性剂的浓度、压力、pH值等因素的影响和制约。

对于MEUF技术来说,一些问题需要有待进一步解决:①与CMC相比,当MEUF的表面活性剂浓度较高时,才能去除污染物,在这种情况下,需要较大用量的表面活性剂;②在MEUF的渗透液中,与CMC相比,如果表面活性剂单体浓度低,那么就会造成浪费。

4 结语

在重金属废水处理方面,生物吸附提供了一条新的解决途径,这种处理方式具有较高的经济可行性,其原料比较丰富,而且价钱比较低廉,实现了以废治废的目的。国内外对于生物吸附的研究,目前依然是处在实验阶段,并且研究的重点依然侧重于影响因素,对处理机理缺乏深入、透彻的研究。在实践生活中,为了广泛应用生物吸附技术,今后需要调整研究的重点:①在重金属吸附、沉淀作用机理等方面,对微生物加大研究的力度,进一步实现基础领域的突破;②对于生物吸附剂,其研究开发重点应该朝着价格低廉、吸附容量大、可再生方向发展;③研究开发基因重组技术、原生质体融合技术,积极构建“超级工程菌”,以及新型菌种;④对于高效、固定化生物反应器加大开发的力度,以微生物技术为基础,创新处理工艺,提高处理效率。

参考文献:

[1]梁莎.橘子皮生物吸附剂化学改性合成及其对重金属离子吸附研究[D].中南大学,2010(06).

[2]梁莎.化学改性生物吸附剂合成及其对重金属离子吸附行为研究[D].中南大学,2012(10).

[3]李玉文,郭军,尤铁学.重金属废水处理工艺的研究[J].内蒙古科技与经济,2008(06).

[4]鲁栋梁,夏璐.重金属废水处理方法与进展[J].化工技术与开发,2008(12).

处理废水中重金属的方法范文4

关键词:反渗透技术;废水处理;回用;应用原理分析

中图分类号:TQ028 文献标识码:A

我国经济的发展,离不开我国工业的快速发展。工业的快速发展带给我国的不仅仅是经济的腾飞,还有对于环境的污染。目前我国工业生产过程中的废水排放以及处理问题是工业发展过程中的最大问题,也是我国环境保护工作遇到的重要问题。伴随着越来越严重的废水排放形势,我国政府以及工业企业要有决心进行处理。在工业废水中含有大量的重金属,例如我国矿山行业的开采工作;冶金行业的冶炼过程都能够产生大量的废水,废水中的大量重金属物质能够对我国的环境造成严重的破坏。要想有效地对工业废水进行处理以及回用,需要很多的条件以及办法。由于重金属废水中的金属含量以及分子结构不同,在处理的过程中需要进行区别处理和回用,这样就无形中加大了废水的处理难度。目前我国对于废水处理效果较好的处理方式就是反渗透技术。作为一项新型的废水处理技术能够在处理工业废水的同时保护环境,也避免了重金属离子的大量流失。因此反渗透废水处理技术在我国的废水处理工作中应用得较为广泛。下面就进行详细的论述以及阐析。

1.在废水处理过程中应用的反渗透废水处理技术的基本原理

目前我国在工业废水的处理过程中有很多的方法。例如离子交换以及化学等方法都能够对工业废水进行有效处理。但是由于在工业废水中存在大量的重金属离子,重金属离子的成分也非常复杂。因此在工业废水的实际处理过程中应用最为广泛的方法还是反渗透废水处理方法,这种方法在使用的过程中达到了应有的效果,受到了各个方面的肯定。

反渗透废水处理技术主要就是通过外作用力迫使废水中的溶剂通过反渗透半透膜执行过滤动作,这样就能够较为明显的将废水中的重金属离子进行隔离,隔离的重金属离子停留在半透膜的另一侧。在实施反渗透废水处理技术的过程中我们需要注意两点要求。第一个要求就是要使外界施加的外作用力大于并且远远大于废水溶液的渗透压力;第二个条件就是要在反渗透技术应用的过程中使用透水性能以及选择性能都非常优良的半透膜进行反渗透处理。通常情况下,参与反渗透废水处理的半透膜表面微孔必须小于一纳米这个基本要求尺寸,这样的尺寸才能够在反渗透废水处理的过程中隔离大部分的重金属离子。反渗透废水处理技术的核心原理就是通过渗透以及节流废水中的重金属离子来对金属离子进行相应的拆分以及辨别。因此我们在使用反渗透废水处理技术的过程中要对废水中重金属离子的各种价态有非常周全的考量,最大限度地实现反渗透废水处理技术的功能和作用。

反渗透废水处理技术最早出现在20世纪的70年代,当时只是通过反渗透技术来处理电镀废水,通过不断地发展和创新,反渗透废水处理技术已经开始在重金属废水中开始应用,并且取得了非常好的效果。需要注意的是反渗透废水处理技术在处理的过程中并不需要在废水中添加任何添加剂,同时也不需要其他的辅助技术来完成反渗透操作。正是由于反渗透废水技术上述的优点,才在日后的应用中取得了广泛的认可,并且达到了良好的废水处理效果。

2.在废水处理过程中反渗透废水处理技术的主要应用

2.1 简述反渗透废水处理技术在电镀水处理过程中的应用。

在工业企业中,生产过程中会产生大量的电镀废水以及金属漂白水等工业废水,这些工业废水中含有大量的重金属离子,尤其是金属铬离子,铅离子以及镍离子的含量非常大,同时工业废水中还含有非常多的氯化物以及氰化物。上文提及反渗透废水处理技术最早就是应用在电镀工业废水的处理过程中。在处理电镀工业废水的过程中,最主要的就是要通过脱盐以及局部渗透的方式将电镀工业废水中的重金属离子进行隔离回收。尤其是电镀工业废水中的汞离子,汞离子含有剧毒,对于人们的身体健康有着非常大的危害,因此在工业废水的处理过程中我们首先就需要将电镀工业废水中的汞离子进行隔离回收。在反渗透废水处理中,对于重金属离子镍离子的回收处理处于环境保护的角度,还能够取得较好的经济效益。因此在处理过程中的工作效率更好。目前我国已经针对反渗透电镀废水处理技术有了一套非常完成的体系以及理论。在处理的过程中还可以辅助相应的处理工业,取得更好的处理效果。

2.2 简述反渗透废水处理技术在其他重金属废水处理过程中的应用

在工业废水中,电镀废水的处理是非常关键的一项工作,但是还有其他的金属废水需要我们加大力度进行处理。冶金行业中的冶炼废水处理,采矿行业的采矿废水等等都需要我们采用反渗透废水处理技术进行相应的处理。在这些重金属离子的处理的过程中主要有两个目的,第一个是有效的工业废水回收能够对我国的环境起到保护作用;同时有效的废水处理能够有效地回收重金属离子作为他用,有一定的经济效益。应用反渗透废水处理技术能够分离95%以上的重金属离子并且回收,因此反渗透废水处理技术在重金属离子的处理以及回收过程中具有非常高的工作效率。

3.在废水处理过程中反渗透处理技术存在的主要问题

3.1 简述反渗透废水处理技术在处理过程中的成本

随着反渗透技术在重金属废水处理中的应用,我们还必需要考虑的一个问题是反渗透技术的成本问题。反渗透技术中非常关键的一个环节就是反渗透膜的选择,渗透膜的选择对于反渗透技术的运用有非常关键的影响作用。在反渗透膜的种类上,现在市场上已经研发出了几百种,而且价格也高低不等。不同的渗透膜在废水处理过程中的污染去除能力,以及自身抗污染能力都是不一样的。所以尽管对于重金属废水的反渗透技术处理效果非常令人满意,但必须认识到的一点是它的价格也是比较昂贵的。

3.2 简述反渗透废水处理技术的预处理问题

在对重金属废水的处理过程中,合理地运用预处理的方法可以提高渗透膜的使用寿命,从而降低因更换渗透膜而带来的成本。在反渗透技术处理过程中,非常关键的一个技术要点是要保证处理时进水的水质必须要符合要求,否则很快会造成渗透膜的污染,这会严重影响渗透技术的处理效果,并对渗透膜的使用寿命也造成严重影响。所以在处理重金属废水过程中,合理进行预处理可以有效提高渗透膜的渗透率,从而提高对重金属废水的处理效果。

⒖嘉南

[1]吴昊,张盼月,蒋剑虹,等.反渗透技术在重金属废水处理与回用中的应用[J].工业水处理,2007(6):6-9.

[2]曾杰,吉希希,任会,等.膜技术处理重金属废水[J].湖南有色金属,2011(1):43-47.

处理废水中重金属的方法范文5

关键词:金属矿山;酸性阻控;植被修复

一、金属矿山酸性污染来源

1、矿山酸性水污染

矿山废水是从采掘场、选矿厂、尾矿坝、排土场以及生活区等地排出废水的统称。开采、选矿、运输、防尘及防火等诸多生产及辅助工艺均需要使用大量的水,这些矿山废水排放量大、持续性强,对环境污染严重。

矿山废水中有机污染物是指其中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和木质素等有机化合物。油类污染物是矿山废水中较为普遍的污染物,当水面油膜厚度在10-4cm以上时,它会阻碍水面的复氧过程,阻碍水分蒸发和大气与水体间的物质交换,改变水面的发射率和进入水面表层的日光辐射,对局部区域气候可能造成影响,主要是影响鱼类和其它水生物的生长繁殖。

矿山废水中的重金属主要有: Hg、Cr、Cd、Pb、Zn、Ni、Cu、Co、Mn、Ti、V、Mo和Bi等。被重金属污染的矿山废水排入农田时,除流失一部分外,另外部分被植物吸收,剩余的大部分在泥土中聚积,当达到一定数量时,农作物就会出现病害。如土壤中含铜达20 mg/kg时,小麦会枯死;达到200 mg/kg时,水稻会枯死。此外,重金属污染的水还会使土壤盐碱化。大多数金属和非金属矿床(如煤矿)都含有黄铁矿等硫化物,若该硫化物含量低或不含有用元素,则常作废石处理,堆放于废石堆或尾砂库。在地表环境中该硫化物将迅速氧化,可形成含重金属离子浓度很高的酸性废水,成为矿山开采中最大的污染源。

2、金属矿山土壤重金属污染

金属矿山周边土壤中的重金属, 除本身由于地球化学作用而可能造成背景值偏高外,其它则主要来源于金属矿产开采、洗选、运输等过程中废气、废水的排放及固体废物的堆放。露采或坑采的钻孔、爆破和矿石装载运输等过程产生的粉尘和扬尘中含有大量的重金属, 经过雨水的淋溶进入周边土壤;废水主要包括矿坑水,选矿、冶炼废水及尾矿池水等,废水以酸性为主, 以含有大量重金属及有毒、有害元素为特征。有色金属工业固体废弃物主要是指在开采过程中产生的剥离物和废石, 以及在选矿过程中所排弃的尾矿,这些固体废物若在露天堆放,容易迅速风化,并通过降雨、酸化等作用向矿区周边扩散, 从而导致土壤重金属污染。土壤重金属污染的主要危害包括:首先,影响植物生长。土壤中的重金属通过雨水淋溶作用向下渗透, 不仅会导致地下水的污染,还会被金属矿山周围的植物吸收,影响植物的生长发育。

二、金属矿山污染治理的具体措施

1、矿山酸性废水的处理方法

中和法就是向酸性废水中投入碱中和剂,利用酸碱的中和反应达到增加废水pH值的目的。同时,使重金属离子与氢氧根离子发生反应,生成难溶的氢氧化物沉淀,净化污水。中和法是目前处理酸性废水比较成熟的方法。中和剂主要采用石灰石或石灰;也有采用粉煤灰、煤矸石、电石泥等作为中和剂;也可用碱性废液或废渣(电石渣、石灰渣)中和酸性废水。从理论上讲,在一定pH值下石灰或石灰石都能使金属沉淀,但由于各尾矿所要处理废水中可能含络合试剂或离子,其沉淀及沉淀完成程度差异极大。同时处理后生成的硫酸钙渣较多,容易造成二次污染 发展现状。

2.1 物理方法

一般情况下,热处理法主要针对汞污染,效果比较明显,但工程量较大,耗能较多,且易使土壤有机质和土壤水遭到破坏。而工程措施是利用外来重金属多富集在土壤表层的特性,去除受污染的表层土壤后,将下层土壤耕作活化或用未被污染活性土壤覆盖,从而将耕作层土壤中的重金属浓度降至临界浓度以下。

2.2 物理化学方法

物理化学方法通常分为三种:一种是电动修复法。这是一门新的经济型土壤修复技术,在不搅动土层的基础上,在包含污染土壤的电解池两侧施加直流电压形成电场梯度,土壤中的重金属通过电迁移、电渗流或电泳的途径被带到位于电解池两极的处理室中并通过进一步的处理,从而实现污染土壤样品的减污或清洁。一种是土壤淋洗法。是指利用有机或无机酸等淋洗液将土壤固相中的重金属转移至液相中,再把富含重金属的废水进一步回收处理。一种是玻璃化技术法。对某些特殊重金属利用电极加热将重金属污染的土壤熔化,冷却后形成比较稳定的玻璃态物质。

2.3 化学方法

化学修复是利用加入到土壤中的化学修复剂石灰、 沸石、 钙镁磷肥等与污染物发生化学反应,有效降低重金属的水溶性、 扩散性和生物有效性,促使土壤中的重金属元素转化为难溶物,从而使污染物被降解或毒性被去除或降低的修复技术。

2.4 农业方法

农业生态修复是近几年新兴的修复技术,是因地制宜地调整一些耕作管理制度,在重金属污染土壤中种植不进入食物链的植物,选择能降低土壤重金属污染的化肥,或增施能够固定重金属的有机肥等措施来降低土壤重金属污染,从而改变土壤中重金属的活性,降低其生物有效性,减少重金属从土壤向作物的转移,从而达到减轻其危害的目的。

2.5 生物方法

污染土壤的生物修复分为植物修复技术、微生物修复技术和动物修复技术。植物修复技术是指利用自然生长或遗传工程培育的植物及其共存微生物体系,清除污染物的一种环境治理技术。微生物修复技术是指利用土壤中某些微生物的生物活性对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用,把重金属离子转化为低毒产物,从而降低土壤中重金属的毒性。

三、金属矿山植被修复

植物修复是生态修复体系中最重要的技术之一,是指利用某些植物与土壤微生物之间的联合作用将污染物转化为一种无害的形态。事实上,任何能够在污染环境中生存的植物都以其特定的耐受和代谢方式无时无刻不在进行着植被修复,但往往这个过程需要很长时间,这是由于开采活动的干扰往往超过了开采前生态系统恢复力的承受限度,若任由采矿废弃地依靠自然演替(natural succession)恢复,可能需要100-1000a(Bradshaw,1997),尤其是诸如金属矿开采后形成的废弃地(如尾矿库),其表面形成极端的生态环境:表土层破坏、土壤贫瘠、重金属含量过高,极端pH值及生物种类减少等,致使自然条件下植物几乎无法定居,因此人工协助恢复在绝大多数情况下是十分必要的,而我们所讲的“植物修复”则正是研究如何人工强化这一自然净化过程,缩短修复年限的技术,其精髓就在于通过辅以某项或某几项强化措施将植物、土壤、微生物三者高效、有机地结合起来以最大程度的提高植物的修复效率,强化土壤的自净作用,加速自然循环。该技术以植物耐受或超积累某种或某些污染物的理论为基础(唐世荣,2006),与传统的物理、化学等修复技术相比,因其治理效果的永久性、治理过程的原位性、治理成本的低廉性、环境美学的兼容性、后期处理的简易性等特点而具有极好的环境效益及市场前景(孙健等,2007),因而近年来倍受人们的关注。尽管前景看好,但是真正推广起来仍有很多问题需要解决。

结束语

金属矿山污染地酸性污染主要来源于废水酸性污染与土壤酸性污染,只有加强金属矿山污染地酸性阻控,实现植物修复,才能更好地促进金属矿山的健康发展。

参考文献:

处理废水中重金属的方法范文6

铅冶炼企业80%以上为传统的火法冶炼工艺,原料铅精矿中的镉经过火法熔炼后,小部分以硫酸镉的形式进入到净化烟气的废水中,绝大部分被氧化为氧化镉,与氧化锌一起挥发,在烟道和烟气收尘设备中得到含镉的氧化锌烟尘。收尘得到的氧化锌烟尘一般含镉0.1%~1%,可采用湿法冶炼进行综合回收,含镉废水主要在炼锌系统的碱洗废水和生产泄漏废水中产生;净化烟气的废水一般含镉几十毫克/升,排入污水处理系统综合处理。锌冶炼企业80%以上为传统的湿法冶炼工艺,原料锌精矿和氧化锌烟尘中的镉经过硫酸浸出后,进入到硫酸锌溶液中,然后在溶液的一段净化时加锌粉还原,99%以上的镉被置换到铜镉渣中。镉主要在铜镉渣中以副产品的形式回收,首先采用酸浸铜镉渣,得到含镉10~60g/L的溶液,然后在溶液中加锌粉或锌板置换,得到海绵镉,压团后产出60%~75%的海绵镉饼。在整个工艺流程中,由于生产中存在泄漏现象,因此在铜镉渣处理段最容易产生含镉高的废水,可高达几g/L,浸出段也会产生含镉几百mg/L的废水。此外,在焙烧锌精矿和烟化法处理浸出渣时会有少量镉进入净化烟气的废水中,此废水排入污水处理系统综合处理。铅冶炼企业产出的含镉废水较少,含量低,在污水系统进行处理。锌冶炼企业产出的含镉废水较多,且含量高,必须从源头上加强管控,产出的高镉废水及时返回生产流程,二次综合回收镉,大幅度降低污水处理成本,金属镉也得到有效回收;产出的低镉废水不宜返回生产流程,需排放到污水系统处理。

2含镉废水处理技术

含镉废水的处理方法较多,但目前还没有比较完善的处理方法,大多数处于研究探索阶段。主要处理技术有:中和沉淀法、膜分离法、铁氧体法、吸附法、电解法、生物处理法、植物修复法、高分子重金属捕捉剂处理法等。

2.1中和沉淀法

中和沉淀法具有操作简单、经济实用等特点,在含镉废水处理中广泛应用,主要沉淀剂有石灰、氢氧化镁、聚合硫酸铁、硫化物、碳酸盐,向废水中投加沉淀剂后,会生成沉淀物Cd(OH)2、CdS、CdCO3,聚合硫酸铁主要起凝聚共同沉淀的作用。中和沉淀法能将废水中的镉离子脱除至0.2~2mg/L,但难以达到排放标准,因为有些阴离子容易与镉离子络合,使镉离子难沉淀。此外,pH值也影响沉淀效果,当pH=9时,脱除砷效果最好,但镉超标;当pH>10时,镉沉淀比较完全,但砷含量逐渐增大,出现返溶现象。中和沉淀法产出大量的沉淀渣,目前还不能综合回收利用其中的镉,一般将其堆放在危废渣场,长期堆存容易溶出,造成二次污染。

2.2膜分离法

膜分离法是利用一种特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的方法,根据膜的种类、功能的不同,可分为超滤、渗透、反渗透、电渗析和液膜。许振良等采用3种单皮层聚醚酰亚胺中空纤维超滤膜,对重金属Pb2+和Cd2+的脱除进行了胶束强化超滤研究,研究结果表明:镉和铅的截留率达到99.0%以上。王志忠等选用PSA和醋酸纤维素作反渗透膜,来处理硫酸镉溶液,结果镉的分离率可达97.72%~99.67%。Mathilde等采取电渗析法处理含镉废水,镉的脱除率达70%。马铭等研究了三正辛胺-二甲苯支撑液膜体系中Cd2+的迁移特点,结果表明:此液膜体系对Cd2+有明显的富集作用。膜分离法处理含镉废水的优点为:分离效果好,耗能较低,一般能达标排放。但设计较难,投资和运行成本高,且产出的浓水含多种有害元素,不能排放,也难以综合回收。

2.3铁氧体法

铁氧体法是近年来根据湿法生产铁氧体的方法发展起来的,工艺条件为:在含镉废水中添加硫酸亚铁,铁添加量为镉量的2倍,调整pH值为8~12,加热至60~70℃,通压缩空气氧化30min,即可得到含镉离子的黑色铁氧体沉淀,处理后镉含量可降低至0.041mg/L,达到排放标准。此方法能一次脱除废水中的多种重金属离子,且生成颗粒大的沉淀,容易过滤,滤渣堆存不易返溶,一般不造成再次污染。但此方法需通蒸汽加热至60~70℃,能耗较大且需通压缩空气氧化,氧化时间长。

2.4吸附法

吸附法是利用多孔的固体吸附剂,使污水中的一种或多种污染物吸附在固体表面而被脱除的方法。目前可用的吸附剂有:活性炭、高炉矿渣、磺化煤、壳聚糖、沸石、海泡石、活性氧化铝、改性纤维、蛋壳、硅藻土、膨润土、硅基磷块盐、离子交换树脂等。这些吸附剂中,有物理吸附、化学吸附、交换吸附、混合吸附等,对镉的去除都有一定的效果,需配合深度净化系统处理后达标排放。但一般处理废水成本较高,应该从经济上考虑,探索研究廉价高效的吸附剂,如高炉矿渣、金属冶炼水淬渣、沸石、蛋壳等,提高实用价值。

2.5电解法

电解法是利用直流电进行氧化-还原反应,使得污染物在阳极被氧化,在阴极被还原成金属单质的方法。陈志荣介绍了新型的流化床电极技术,利用此方法除镉率可达98.0%,效果较理想。此外,采用高压脉冲电凝法电解电镀废水中的Cd2+,脱除率可达96%~99%。当处理高镉废水时不能达标排放,但可回收金属镉;当处理低镉废水时,可实现达标排放。电解法装置紧凑,占地面积小,投资省,易形成自动化,但电耗和可溶性阳极材料消耗大,副反应较多,电极易钝化。

2.6生物处理法

生物法处理重金属污水的研究始于20世纪80年代,目前国内外开始研究用淡水藻、海藻、真菌、细菌等生物来吸附处理含镉废水,在实验室取得较好效果,应用在工业上还需继续研究。生物处理法的优点:可以选择性脱除低浓度重金属离子,pH和温度条件限制小,投资省,运行费用不高,且可以综合回收有价金属。值得关注的是近年来中南大学柴立元等发明了一种生物制剂深度处理重金属废水的方法,该方法通过生物制剂配合-水解-脱钙-固液分离等过程,将废水中的铜、铅、锌、镉、砷、汞等重金属脱除,出水达到工业排放标准。该技术工艺流程短,能耗低,投资少,占地面积小,使废水回用率由50%左右提高到90%以上,在30多家大型重金属生产企业推广应用,年回用废水4000多万m3。

2.7植物修复法

植物修复法,是利用植物吸收废水中的镉离子,降低镉对环境的污染,是一种处理环境污染的新技术,具有成本低的优点。有研究表明,柳树吸收镉的能力非常强,利用此特点,可栽培柳树来修复镉污染的土壤。李华等的研究表明,剑兰是一种很有潜力的可用于Cd污染水体修复的耐性植物。申华等[23]研究了斯必兰、羽毛草和水芹3种水草对镉污染水体的修复能力,结果表明:这3种水草均能不同程度地去除废水中的镉,对镉的富集能力为:斯必兰>水芹>羽毛草。

2.8高分子重金属捕集剂处理法

近年来国际上已重点对高分子重金属捕集剂处理法进行研究和应用。高分子重金属捕集剂处理法利用捕集剂能与重金属离子反应生成不带电荷的稳定结构螯合物,生成沉淀时能将重金属离子高效脱除,适用于深度处理废水中的重金属离子。该方法的特点:产品耗量小、反应速度快、脱出效率高、离子选择性强等。但该方法研究应用时间短,市场上销售的产品种类繁多,捕集剂处理能力、应用范围也不同,没有统一的规范,影响了此产品在各行业废水处理中的推广应用。高分子重金属捕集剂的合成方法有:

1)含有螯合基的单体通过缩聚、加聚、逐步聚合、开环聚合等方法合成;

2)以天然的或合成的高分子为基体,通过化学改性方法在基体上接入具有金属螯合功能的官能团来合成。合成高分子重金属捕集剂主要为二硫代氨基甲酸及其盐类。季靓等研究了DTCs在不同环境条件的水体中对Cd2+的捕集性能:在镉浓度为lm-mol/L的溶液中,DTCS对镉的最大去除率能达到99.9%以上。改性天然高分子物质主要有淀粉、纤维素、甲壳素、壳聚糖、蛋白质、多肽类和木质素等,特点为:价格廉价,易生物降解,没有二次污染。天然高分子通常含有大量活性基团如羟基、羧基等,通过改性后的高分子捕集剂的性能明显优于合成的高分子捕集剂,目前为国内外科研人员的研究热点。黄建宏等研究了在一定pH和适当反应时间的条件下,壳聚糖能高效吸附Cu2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+等4种重金属离子,对于含镉0.005mol/L的溶液,镉脱出率可接近100%。

3结语

在当今环保要求日趋严格的情况下,我们结合企业的实际生产状况,以及现有的各种含镉废水处理方法,对铅锌冶炼企业的含镉废水提出了以下处理方案:

1)从源头上开始治理,将含镉量高的废水返回系统利用,达到事半功倍的效果。可节约大量废水处理成本,且将废水中的有价金属进行了综合回收。

2)传统方法处理的废水难以达标排放,因此需采取特殊手段处理,如将高分子重金属捕集剂处理法或生物制剂法引用到冶炼行业,此方法比较适合复杂废水的深度处理。此外,植物修复法、金属冶炼水淬渣吸附法具有成本低、效果好等特点,值得继续深入研究。