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水处理与检测技术

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重金属废水常用的处理技术

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发表于 2018-1-31 09:50:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
我国人口众多,水资源分布不均导致我国许多地区存在严重的水资源危机。然而随着经济的发展,工业废水的排放不仅造成严重的资源浪费;而且威胁着居民的饮水安全,因此重金属废水处理一直是我国环保领域的重要内容。在此背景下,加强对重金属废水处理技术和资源化利用的研究,已成为当前环境治理工作开展过程中的重要任务。

重金属废水的来源及处理的必要性
具体到我国工业生产来说,重金属废水污染主要来自于冶金、电镀以及采矿等行业。例如有色金属冶炼厂、电镀厂等即会排放大量的废水,其中含有各种重金属离子,造成许多重金属随着废水渗入到生态系统中。
重金属废水中的砷、铬、汞、铅等元素及其化合物会被水中的植物、鱼类等收集并沿食物链传递,对此类重金属及其化合物进行分析可知,其能够导致蛋白质与活性酶失活,从而引发代谢紊乱,而由于其无法自然降解或经由生物代谢而排除,故极容易对人类健康与其他生物的生存和发展带来严重威胁,因此有必要也必须加强对重金属废水处理技术的研究。
重金属废水处理技术
目前来说重金属废水的处理主要有化学法、物理化学法以及生物法三大类。其中比较常用的方法有电解法、化学沉淀法、生物吸附法和离子交换法。
电解法电解法处理重金属废水的原理为:在直流电作用下,废水中带正电的重金属离子迁移至阴极,且在阴极获得电子而被还原,所产生的金属单质则沉淀至反应器的底部或是吸附到电极表面,实现废水除盐与水中重金属的回收。以电化学镀镍液为例,利用电解法对温度T=80℃、pH=9且电流密度为8.0mA/cm2的镀镍液进行电解,结果发现,在循环条件下通电2h后,可从废水中回收97.9%的金属镍。对基于电解法的重金属废水处理技术进行分析可知,该方法无需添加任何化学试剂,故不会产生二次污染,但在溶液(废水)内部,随着反应的逐渐进行,原溶液中金属离子的浓度也逐渐下降,从而导致溶液电阻率升高,耗电量也随之增加,故电解法并不适用于低浓度的重金属废水处理。
化学沉淀法化学沉淀法,即将硫化物、氢氧化物、钡盐等沉淀剂投入到重金属废水当中,使其与废水中重金属离子发生反应并形成沉淀,达到取出废水中游离的重金属离子目的的一类技术。对化学沉淀法进行分析可知,该方法具有操作便捷、工艺简单的优点,但在对重金属处理过程中会产生大量的废渣,若不对其进行二次处理,将很有可能产生二次污染。近年来,化学沉淀法在工艺和沉淀剂方面取得了显著进展,例如,目前,一种新型的有机螯合剂——二丙浮选剂被大量应用于废水中重金属的去除工作当中,由于该螯合剂的重金属去除不会受到pH与多重金属离子的干扰,故基于该螯合剂的废水中的重金属去除率高达99.9%。
生物吸附法生物吸附法是近年来新兴的一种重金属废水处理方法,对生物吸附进行分析可知,其是生物通过静电作用、共价作用或分子力作用吸附在生物体表面的一种现象,而基于该方法的重金属废水处理主要包括两个步骤:首先,重金属离子与细胞表面大分子物质与官能基团的结合;其次,生物体细胞对废水中的重金属离子进行主动运输和吸收。
离子交换法离子交换法去除废水中重金属离子的原理为,使离子交换剂的功能基团同废水中重金属离子进行交换,从而将废水中的重金属离子去除,具体来说就是,当重金属废水经过离子交换器时,重金属离子间的浓度差与交换剂的功能基团形成较强的离子亲和力,由此来推动二者间的离子交换,进而达到去除废水中重金属离子的目的。目前,基于离子交换法的重金属废水处理过程中,常用到的离子交换剂包括了阴阳离子交换沸石和树脂等,特别是阴阳离子交换树脂的应用效果尤为显著。
结语
本文通过对重金属废水处理的必要性进行说明,进而对重金属废水处理的电解法、化学沉淀法和生物吸附法等相关技术方法做出了系统探究。研究结果表明,重金属废水处理和资源化的方法较多,未来应结合重金属废水的实际情况选择恰当的方法对其进行处理和资源化利用,从而为提高重金属废水资源利用效率和强化环保效果奠定良好基础。
重金属废水是一种资源,许多重金属都比较昂贵。如果将废水中的重金属作为一种资源来回收,不但解决了重金属的污染,而且还具有一定的经济效益。电化学法就可以满足这些要求处理重金属废水,但由于废水中重金属的浓度一般较低,用传统的电化学法来处理,电流效率较低,电能消耗较高。因此,为满足日益严格的环保要求,实现废水回用和重金属回收,可将几种技术集成起来处理重金属废水,同时发挥各种技术的长处。从而实现废水回用和重金属回收的双重目的,为重金属废水的根治找到了新的出路。


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