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重金属废水化学处理药剂概述

作者:sflhb 人气:发表时间:2019-04-26
一、 重金属污染的危害
重金属废水浓度低,成分复杂,处理达标要求又非常严格,传统的废水处理技术各有优缺点,药剂用量大、价格昂贵、反应不易控制、反应较慢、效果不理想、水质差、剩余污泥不稳定、回收贵金属难等不可回避的缺点。
对重金属废水的处理无论采用何种方法都不能使其中的重金属分解破坏只能转移其存在的位置和改变物理化学形态。
早在上世纪50年代初期,重金属对环境的污染问题就已经引起世人的普遍关注,特别是在日本由Hg污染引发的“水俣病”和由Cd污染引起的“骨痛病”事件以及在欧洲一些国家陆续发现重金属污染的严重后果之后,人们对重金属污染与防治的研究备受关注。
一方面,排放到环境中的重金属离子在环境中积累,毒性不断增强;另一方面,新的重金属污染源在不断出现。但由于技术的限制,一部分废水不能有效的治理,对环境造成了严重的污染,因而重金属污染现状极为严峻。
 
由于以上原因,重金属污染治理技术一直是国际环境界研究不衰的课题。研究高效、经济的重金属稳定化技术对于保护人类健康和维持生态平衡具有重要意义。
二、 重金属污染处理方法
处理重金属离子的方法很多,按治理过程中金属离子化学形态变化来分类,可分为:化学形态改变法和化学形态不变法,按照处理手段来划分,可分为化学法、物理法、物理化学法以及生物法。
目前以成本较低、技术较成熟的化学法为主,同时适当辅助于其他的处理方法,国外对重金属废水的处理90%以上采用化学法,我国约有40%的重金属废水采用此法。
化学处理法就是向废水中投加一些化学药剂,通过化学反应改变废水中污染物的化学性质,使其变成无害物质或者易于与水分离的物质,再进一步从废水中去除的处理方法。
目前,国内外处理重金属废水常用的化学法有以下几种:
(1)中和沉淀法
中和沉淀法是一种发展最早的方法,也是最普遍、最简单的方法。其原理为:加入碱性药剂,将废物的pH值调整至使重金属离子具有最小溶解度的范围,从而实现其稳定化。
常用的pH调整剂有石灰(CaO或Ca(OH)2)、苏打(Na2CO3)、氢氧化钠(NaOH)等。另外,除了这些常用的强碱外,大部分固化基材,如普通水泥、石灰窑灰渣、硅酸钠等也都是碱性物质,它们在固化废物的同时,也有调整pH值的作用。另外,石灰及一些类型的粘土可用作pH缓冲材料。
(2)硫化物沉淀法
硫化物沉淀法是在在含重金属离子废水中加硫化剂,使重金属离子成为硫化物沉淀,从而达到去除重金属离子的目的。
由于重金属离子与S2-有着很强的亲合力,能生成溶度积很小的硫化物。因此,用硫化物去除废水中的金属离子是一种有效的方法。
硫化物沉淀法与中和沉淀法相比,优点是:重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低,而且反应的pH值在7~9之间,处理后的废水一般不用中和。
硫化物沉淀法的缺点是:硫化物沉淀物颗粒小,易形成胶体;硫化物沉淀剂本身在水中残留,遇酸生成硫化氢气体,产生二次污染;硫化剂较昂贵。
 
(3)氧化还原法
氧化还原法也是化学沉淀法的一种。重金属离子一般有几种价态,有些价态易于和沉淀剂生成沉淀,有些价态本身就是沉淀态,为了获得这些价态就需在废水中加入氧化剂或还原剂。
常用还原剂有铁屑、铜屑、硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、硼氢化钠等,常用氧化剂有液氯、空气、臭氧等,近年来光催化氧化法被用来处理各种有机物废水和重金属废水。
目前氧化还原法一般用作废水处理中的预处理方法使用,但普遍存在还原剂加量大,废水处理量小以及污泥量多等缺点。
(4)铁氧体法
铁氧体法是日本电气公司(NEC)研究出来的一种从废水中除去重金属的工艺技术,是在含重金属离子的废水中加入铁盐,利用共沉淀法从废水中制取通讯用的高级磁性材料超级铁氧体,化学结构式是Fe3O4,形成理想铁氧体的条件是废水中Fe3+:Fe2+=2:1,当溶液中含有其他重金属离子时,这些重金属离子就取代晶格里的Fe2+位置,形成多种多样的铁氧体,比重大于3.8的重金属如钒、铬、汞、铁、钴、镍、铜、锌、镉、锡、锰、铋、铅等都可以形成铁氧体。
 
该法可一次除去废水中多种重金属离子,形成的沉淀颗粒大,易于分离,且颗粒不会再溶解,无二次污染问题,而且形成的沉淀是一种优良的半导体材料,分离方法简单。
 
但是这种方法在操作过程中需加热到60~70℃或更高,需消耗能量且需通空气氧化,氧化速度慢,操作时间长。

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