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浮选专家系统 2024-09-30 18:36:24

化学沉淀法处理重金属废水(重金属废水回收金属的办法)

一、化学重金属工业废气怎么处理

重金属工业废气的沉淀基本处理方法包括:过滤法、吸收法、法处废水吸附法、理重冷凝法和燃烧法。金属

汞及其化合物废气处理

一般处理方法:吸收法、重金吸附法、属废水回收金属冷凝法和燃烧法。办法

冷凝法:

适合净化回收高浓度的化学汞蒸汽,常作为吸收法和吸附法净化汞蒸汽的沉淀前处理。

吸收法:

高锰酸钾溶液吸收法-适用于仪表电器厂的法处废水含汞蒸汽;

次氯酸钠溶液吸收法-适用于处理水银法氯碱厂含汞氢气;

硫酸-软锰矿吸收法-适用于处理炼汞尾气以及含汞蒸汽;

氨液吸收法适用于氯化汞生产废气的净化;

氯化法处理汞蒸汽

吸附法:

充氯活性炭吸附法适用于含汞废气处理;

活性炭吸附法适用于氯乙烯合成气中氯化汞的净化;

消化吸附法适用于雷汞的处理。

燃烧法:

适用于燃煤电厂含汞烟气的理重处理。采用循环流化床燃煤锅炉,金属燃烧过程中投加石灰石,重金烟气采用电除尘或袋除尘净化。属废水回收金属

铅及其化合物废气处理

铅及其化合物废气适合用吸收法处理。

酸液吸收法:适用于净化氧化铅和蓄电池生产中产生的含铅烟气,也可用于净化熔化铅时所产生的含铅烟气。建议采取二级净化工艺:第一级采用袋滤器除去较大颗粒;第二级采用化学吸收。吸收剂一般采用醋酸。

碱液吸:收法适用于净化化铅锅、冶炼炉产生的含铅烟气。吸收剂一般采用NaOH溶液。

砷、铬、镉及其化合物废气处理

砷、铬、镉及其化合物废气通常采用吸收法和过滤法处理。

含砷烟气应采用冷凝(200度以下)-除尘(袋除尘器)-石灰乳吸收法处理工艺

铬、镉及其化合物废气宜采用袋式除尘器过滤处理(风速小于1m/min)。

二、重金属废水怎么处理

目前,重金属废水处理的方法大致可以分为三大类:(1)化学法;(2)物理处理法;(3)生物处理法。

化学法

化学法主要包括化学沉淀法和电解法,主要适用于含较高浓度重金属离子废水的处理,化学法是目前国内外处理含重金属废水的主要方法。

2.1.1化学沉淀法

化学沉淀法的原理是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,包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法。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。

2.1.2电解法

电解法是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。电解法主要用于电镀废水的处理,这种方法的缺点是水中的重金属离子浓度不能降的很低。所以,电解法不适于处理较低浓度的含重金属离子的废水。

物理处理法

物理处理法主要包含溶剂萃取分离、离子交换法、膜分离技术及吸附法。

2.2.1溶剂萃取分离

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,例如在酸性条件下,与萃取剂发生络合反应,从水相被萃取到有机相,然后在碱性条件下被反萃取到水相,使溶剂再生以循环利用。这就要求在萃取操作时注意选择水相酸度。尽管萃取法有较大优越性,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。

2.2.2离子交换法

离子交换法是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。常用的离子交换剂有阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螯合树脂等。几年来,国内外学者就离子交换剂的研制开发展开了大量的研究工作。随着离子交换剂的不断涌现,在电镀废水深度处理、高价金属盐类的回收等方面,离子交换法越来越展现出其优势。离子交换法是一种重要的电镀废水治理方法,处理容量大,出水水质好,可回收重金属资源,对环境无二次污染,但离子交换剂易氧化失效,再生频繁,操作费用高。

2.2.3膜分离技术

膜分离技术是利用一种特殊的半透膜,在外界压力的作用下,不改变溶液中化学形态的基础上,将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法,包括电渗析和隔膜电解。电渗析是在直流电场作用下,利用阴阳离子交换膜对溶液阴阳离子选择透过性使水溶液中重金属离子与水分离的一种物理化学过程。隔膜电解是以膜隔开电解装置的阳极和阴极而进行电解的方法,实际上是把电渗析与电解组合起来的一种方法。上述方法在运行中都遇到了电极极化、结垢和腐蚀等问题。

2.2.4吸附法

吸附法是利用多孔性固态物质吸附去除水中重金属离子的一种有效方法。吸附法的关键技术是吸附剂的选择,传统吸附剂是活性炭。活性炭有很强吸附能力,去除率高,但活性炭再生效率低,处理水质很难达到回用要求,价格贵,应用受到限制。近年来,逐渐开发出有吸附能力的多种吸附材料。有相关研究表明,壳聚糖及其衍生物是重金属离子的良好吸附剂,壳聚糖树脂交联后,可重复使用10次,吸附容量没有明显降低。利用改性的海泡石治理重金属废水对Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力,处理后废水中重金属含量显著低于污水综合排放标准。另有文献报道蒙脱石也是一种性能良好的粘土矿物吸附剂,铝锆柱撑蒙脱石在酸性条件下对Cr 6+的去除率达到99%,出水中Cr 6+含量低于国家排放标准,具有实际应用前景。

生物处理法

生物处理法是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,包括生物吸附、生物絮凝、植物修复等方法。

2.3.1生物吸附

生物吸附法是指生物体借助化学作用吸附金属离子的方法。藻类和微生物菌体对重金属有很好的吸附作用,并且具有成本低、选择性好、吸附量大、浓度适用范围广等优点,是一种比较经济的吸附剂。用生物吸附法从废水中去除重金属的研究,美国等国家已初见成效。有研究者预处理假单胞菌的菌胶团后,将其固定在细粒磁铁矿上来吸附工业废水中Cu,发现当浓度高至100 mg/L时,除去率可达96%,用酸解吸,可以回收95%铜,预处理可以增加吸附容量。但生物吸附法也存在一些不足,例如吸附容量易受环境因素的影响,微生物对重金属的吸附具有选择性,而重金属废水常含有多种有害重金属,影响微生物的作用,应用上受限制等,所以还需再进行进一步研究。

2.3.2生物絮凝

生物絮凝法是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。生物絮凝法的开发虽然不到20年,却已经发现有17种以上的微生物具有较好的絮凝功能,如霉菌、细菌、放线菌和酵母菌等,并且大多数微生物可以用来处理重金属。生物絮凝法具有安全无毒、絮凝效率高、絮凝物易于分离等优点,具有广阔的发展前景。

2.3.3植物修复法

植物修复法是指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。植物修复法是利用生态工程治理环境的一种有效方法,它是生物技术处理企业废水的一种延伸。利用植物处理重金属,主要有三部分组成:

(1)利用金属积累植物或超积累植物从废水中吸取、沉淀或富集有毒金属:(2)利用金属积累植物或超积累植物降低有毒金属活性,从而可减少重金属被淋滤到地下或通过空气载体扩散:(3)利用金属积累植物或超积累植物将土

壤中或水中的重金属萃取出来,富集并输送到植物根部可收割部分和植物地上枝条部分。通过收获或移去已积累和富集了重金属植物的枝条,降低土壤或水体中的重金属浓度。在植物修复技术中能利用的植物有藻类植物、草本植物、木本植物等。

藻类净化重金属废水的能力主要表现在对重金属具有很强的吸附力。褐藻对Au的吸收量达400mg/g,在一定条件下绿藻对Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金属离子的去除率达80%~90%。浩云涛等分离筛选获得了一株高重金属抗性的椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea),并研究了不同浓度的重金属铜、锌、镍、镉对该藻生长的影响及其对重金属离子的吸收富集作用。结果显示,该藻Zn和Cd具有很高的耐受性。对四种重金属的耐受能力依次为锌>镉>镍>铜。该藻对重金属具有很好的去除效果,15μmol/L Cu2+、300μmol/L Zn2+、100μmol/L Ni2+、30μmol/L Cd2+浓度72h处理,去除率分别达到40.93%、98.33%、97.62%、86.88%。由此可见,此藻类可应用于含重金属废水的处理。

草本植物净化重金属废水的应用已有很多报道。风眼莲(Eichhoria crassipes Somis)是国际上公认和常用的一种治理污染的水生漂浮植物,它具有生长迅速,既能耐低温、又能耐高温的特点,能迅速、大量地富集废水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多种重金属。张志杰等的研究结果表明,干重lkg的风眼莲在7~l0d可吸收铅3.797g、镉3.225g。周风帆等的研究发现风眼莲对钴和锌的吸收率分别高达97%和80%。香蒲(Typhao rientaliS Pres1)也是一种净化重金属的优良草本植物,它具有特殊的结构与功能,如叶片成肉质、栅栏组织发达等。香蒲植物长期生长在高浓度重金属废水中形成特殊结构以抵抗恶劣环境并能自我调节某些生理活动,以适应污染毒害。招文锐等研究了宽叶香蒲人工湿地系统处理广东韶关凡口铅锌矿选矿废水的稳定性。历时10年的监测结果表明,该系统能有效地净化铅锌矿废水。未处理的废水含有高浓度的有害金属铅、锌、镉经人工湿地后,出水口水质明显改善,其中铅、锌、镉的净化率分别达99.0%,97.%和94.9%,且都在国家工业污水的排放标准之下。此外,还有很多草本植物具有净化作用,如喜莲子草、水龙、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。

采用木本植物来处理污染水体,具有净化效果好,处理量大,受气候影响小,不易造成二次污染等优点,越来越受到人们的重视。胡焕斌等试验结果表明,芦苇和池杉两种植物对重金属铅和镉都有较强富集能力,而木本植物池杉比草本植物芦苇具有更好的净化效果。周青等研究了5种常绿树木对镉污染胁迫的反应,实验结果表明,在高浓度镉胁迫下,5种树木叶片的叶绿素含量、细胞质膜透性、过氧化氢酶活性及镉富集量等生理生化特性均产生明显变化,其中,黄杨、海桐,杉木抗镉污染能力优于香樟和冬青。以木本植物为主体的重金属废水处理技术,能切断有毒有害物质进入人体和家畜的食物链,避免了二次污染,可以定向栽培,在治污的同时,还可以美化环境,获得一定的经济效益,是一种理想的环境修复方法。

三、含铜电镀废水的处理有哪些方法

1.1中和沉淀法

目前国内常采用化学中和法、混凝沉淀法处理含铜综合电镀废水,在对废水中的酸、碱进行中和的同时,铜离子形成氢氧化铜沉淀,然后再经固液分离装置去除沉。单一含铜废水在pH值6.92时,就能使铜离子沉淀去除而达标,一般电镀废水中的铜与铁共存时,控制pH值在8~9,也能使其达到排放标准。然而对既含铜又含其它重金属及络合物的混合电镀废水,铜的去除效果不好,往往达不到排放标准,主要是因为此方法的处理实质是调节废水pH值,而各种金属最佳沉淀的pH值不同,使得去除效果不好;再者如果废水中含有氰、铵等络合离子,与铜离子形成络合物,铜离子不易离解,使得铜离子不能达标排放。特别是对含有氰的含铜混合废水经处理后,铜离子的浓度和CN-的浓度几乎成正比,只要废水中的CN-存在,出水中的铜离子浓度就不会达标。这就使得利用中和沉淀法处理含铜混合废水的出水效果不好,特别是对于铜的去除效果不佳。

1.2硫化物沉淀法

硫化物沉淀法处理重金属废水具有很大的优势,可以解决一些弱络合态重金属不达标的问题,硫化铜的溶解度比氢氧化铜的溶解度低得多,而且反应的pH值范围较宽,硫化物还能沉淀部分铜离子络合物,所以不需要分流处理。然而,由于硫化物沉淀细小,不易沉降,限制了它的应用,另外氰根离子的存在影响硫化物的沉淀,会溶解部分硫化物沉淀。沉淀法处理电镀废水应用最为广泛,除了以上两种常见的方法之外,很多研究者把研究的重点放到了重金属沉淀剂的开发上。用淀粉黄原酸酯(ISX)处理含铜电镀废水,铜脱除率大于99%。YijiuLi等利用二乙基氨基二硫代甲酸钠(DDTC)作为重金属捕获剂,当DDTC与铜的质量比为0.8~1.2时,铜的去除率可以达到99.6%,该捕获剂已经工业应用。重金属沉淀剂的研究将更有利于化学沉淀法的发展。

1.3电化学法

电化学方法处理重金属废水具有高效、可自动控制、污泥量少等优点,且处理含铜电镀废水能直接回收金属铜,处理时对废水含铜浓度的范围适应较广,尤其对浓度较高(铜的质量浓度大于1g/L时)的废水有一定的经济效益,但低浓度时电流效率较低。该方法主要用于硫酸铜镀铜废水等酸性介质的含铜废水,是较为成熟的处理含铜电镀废水的方法之一,国内有商品设备供应。目前,常用的除平板电极电解槽外,还有含非导体颗粒的平板电极电解槽和流化床电解槽等多种形式的电解槽。近年来的试验研究该方法也能用于氰化铜、焦磷酸镀铜等电镀废水处理。L.Szpyrkowicz等利用不锈钢电极在pH值为13时直接氧化氰化铜废水,在1.5h内使得含铜废水中铜的质量浓度由470mg/L降到0.25mg/L,回收金属铜335.3mg,同时指出不锈钢电极的表面状态对氧化铜氰化合物具有重要的影响,特别是水力条件对电化学反应器破铜氰络合物的影响,并提出了新的反应器的动力和电流效率的精确数值。研究者又不断地改进电极,大大提高了电流效率和回收能力,然而由于电极很容易污染,耗能、处理费用高等缺点限制了电化学法处理含铜电镀废水的应用。2离子交换法处理含铜电镀废水离子交换法是处理重金属废水的主要方法之一。而各种离子交换剂不断推陈出新。离子交换剂种类很多。近年来,纤维素物质开始受到青睐;络合剂对该方法处理含铜电镀废水的影响较小。

2.1离子交换树脂

离子交换树脂除铜效果颇佳,树脂法处理含高浓度氨铜漂洗液已见报道;也有工厂采用弱

酸性阳离子交换树脂处理酸性硫酸盐镀铜漂洗废水;有些企业用强碱性阴离子交换树脂处

理焦磷酸盐镀铜废水,使部分水循环利用。另外鳌合树脂具有选择性好、吸附容量

大、快速等优点受到水处理专家的青睐,许多研究者合成了多种多样的鳌合树脂用于铜的

去除和回收,宋吉明等利用钠型氨基磷酸鳌合树脂使得处理后的出水Cu2+的质量浓度不大于0.015mg/L,M.R.Lutfor等通过将聚丙烯晴嫁接在淀粉上制备含氨基功能团的鳌合树脂,在pH值为6时对铜的吸附能力高达3.0mmol/g,并且交换速度快。然而由于这些鳌合树脂价格昂贵,大多停留在试验阶段,较少在工业中大规模应用。

2.2离子交换纤维

离子交换纤维是近年来发展较快的一种离子交换新材料,在重金属废水处理领域也有较大的发展。改性聚丙烯腈纤维对电镀废水中铜的吸附研究表明,含铜电镀废水经改性聚丙烯腈纤维吸附后,铜离子的含量显著低于国家排放标准。近年来天然纤维研究成为热点,天然纤维价格低廉,来源广泛,是一种很有前途的离子交换剂,利用椰子外壳,棕榈纤维和稻米外壳等天然纤维去除重金属离子的研究效果很好。

3膜分离技术处理含铜电镀废水

膜法处理工业废水一般选用反渗透、超滤及二者的结合技术,膜法处理工业废水的关键是根据分离条件选择合适的膜。利用反渗透膜分离技术对含铜电镀废水的处理已见报道很多,该方法对含铜络合物的电镀废水处理效果也不错,有的已应用于工业,并与其它水处理技术连用取得很好的效果。另外液膜法处理重金属废水在美国、日本、德国均有报道,有的已获得经验性规律,F.valenzuela等利用Span-80-水杨醛肟液膜体系对酸性采矿废水中的铜进行处理,并建立了搅拌条件下去除铜的动力模型。

4吸附法处理含铜电镀废水

吸附法处理重金属废水具有很多优点,成为水处理研究的重点,开发了许多性能良好的吸附剂,特别是利用工业废弃物和农作物余物作吸附剂,并且对现有的吸附剂改性提高其吸附性能,成为近年来研究的热点。沸石和麦饭石价格低廉,应用较广泛,麦饭石对铜离子的吸附可以达到95%以上;蓝晶石在适当的条件下对铜离子可以达到100%的吸附效果;烟煤灰、炉渣等可以用作吸附剂处理含铜电镀废水,而且从烟煤灰中合成4A沸石可以吸附多种重金属,对铜离子的吸附效果很好。另外对现有的吸附剂进行改性可以大大提高交换容量和效率。李爱阳对斜发沸石改性,提高了吸附性能,有效去除铜,并同时去除锌、隔、铅等重金属离子,工业运行效果良好;SelvaajRengaraj等对多空渗水性钒土进行氨化和质子化改性,实现了对含铜的质量浓度为100mg/L的废水去除达到95%,为低浓度的含铜废水的处理开辟了道路。目前研究重点转向了一些植物和动物的废弃物作为吸附剂,为了增大吸附量和吸附选择性,进行改性,改性后的吸附剂对铜离子的吸附效果显著提高。经酒石酸改性后的谷壳大大提高对铜离子的吸附效果,通过碱液处理后的鸡羽毛吸附铜离子的容量大大提高,吸附效果很好。利用木屑吸附混合电镀废水中的铜离子,效果优于单一废水中铜的处理。

5生物法处理含铜电镀废水

生物法处理重金属废水最大的特点是在运行过程中微生物能不断地增殖,生物质去除金属离子的量随生物质量的增加而增加。生物法在应用上具有很多优点,如综合处理能力较强,使废水中的铜、六价铬、镍、锌、隔、铅等有害金属离子得到有效的去除;处理方法简便实用;过程控制简单;污泥量少,二次污染明显减少。然而生物法处理重金属废水存在着功能菌繁殖速度和反应速率慢,处理水难以回用的缺点。目前一些微生物已经应用于含铜电镀废水的净化,生物吸附是利用一定种类的生物群积聚废水中的重金属,生物群可以被认为是生物吸附的离子交换剂。微生物有机体属于不同的种属,如细菌、真菌、酵母菌、藻类等,这些天然的、丰富的、价廉的微生物可以用作有效的生物吸附剂选择性地去除废水中的铜离子,有关利用微生物去除铜离子的报道很多。虽然活性微生物的吸附量和吸附效率高于非活性微生物,通常仍选用非活性微生物,主要是非活性微生物不受环境毒性、营养物、生长介质的限制,解吸容易,微生物可以再利用,过程控制简单,生物体停留时间较长,生物吸附迅速。采用微生物处理重金属废水的研究已成为热点。

参考资料:浮选专家系统