三種常見重金屬的處理方法的比較

2022-08-19 12:21:02 字數 3361 閱讀 4654

1、石灰中和法

1.1基本原理

石灰中和反應法是在含重金屬離子廢水中投加消石灰c a( o h ) : , 使它和水中的重金屬離子反應生成離子溶度積很小的重金屬氫氧化物。通過投藥量控制水中p h 值在一定範圍內, 使水中重金屬氫氧化物的離子濃度積大於其離子溶度積而析出重金屬氫氧化物沉澱, 達到去除重金屬離子, 淨化廢水的目的。

將廢水收集到廢水均化調節池,通過耐腐蝕自吸幫浦將混合後的廢水送至一次中和槽,並且在管路上投加硫酸亞鐵溶液作為砷的共沉劑(新增量為fe/as=10),同時投加石灰乳進行充分攪拌反應,攪拌反應時間為30 min,石灰乳投加量由ph計自動控制,使一次中和槽出口溶液ph值為7.0;為了使二價鐵氧化成三價鐵,產生絮凝作用,在一次中和槽後設定氧化槽,進行曝氣氧化,經氧化後的廢水自流至二次中和槽,再投加石灰乳,石灰乳投加量由ph計自動控制,使二次中和槽出口溶ph值為9~11;在二次中和槽廢水出口處投加3號凝聚劑(投加濃度為10 mg/l),處理廢水自流至濃密機,進行絮凝、沉澱;上清液自流至澄清池,傳統的石灰中和處理重金屬廢水流程如下:

石灰一段中和及氫氧化鈉二段中和時,各種重金屬去除率隨ph不同而沉澱效果不同,不同的金屬的溶度積隨ph不同而不同。同一ph所以對重金屬的沉澱效果不一樣,而廢水中的重金屬通常不只一種,根據重金屬的含量在進水時把配合調到某金屬在較低ph溶度積最高時對應的ph。加石灰乳進行中和反應,沉澱廢水中的大部分金屬。

上清液進入下乙個調節池,進入調節ph ,進入二次中和反應池,除去剩餘的重金屬離子。

1.2 石灰中和沉澱的優缺點

採用石灰石作為中和劑有很強的適應性,還具有廢水處理工藝流程短、裝置簡單石灰就地可取,**低廉,廢水處理費用很低,渣含水量較低並易於脫水等優點,但是,石灰中和處理廢水後,生成的重金屬氫氧化物———礬花,比重小,在強攪拌或輸送時又易碎成小顆粒,所以它的沉降速度慢。往往會在沉降分離過程中隨水流外溢,又使處理後的廢水濁度公升高,含重金屬離子仍然超標。要求廢水不含絡合劑如c n 一、n h 。

等, 否則水中的重金屬離子就會和絡合劑發生絡合反應, 生成以重金屬離子為中心離子以絡合劑為配位體的複雜而又穩定的絡離子, 使廢水處理變得複雜和困難。已沉降的礬花中和渣泥的含水率極高(達99%以上),其過濾脫水效能又很差,加上組成複雜、含重金屬品位又低,這給綜合**利用與處置帶來了困難,甚至造成二次汙染。此外,渣量大,不利於有價金屬的**,也易造成二次汙染ii。

用石灰水處理的重金屬廢水。由於不同重金屬與oh的結合在同一ph下不同,同一金屬在不同ph下的溶度積不同。所以,用傳統的石灰法處理重金屬含量較多的複雜的廢水,顯然不行,首先某些重金屬不能達標排放,其次,處理廢水中含鈣比較多。

在冶煉廠,很難迴圈使用。

2、硫化沉澱法

2.1 基本原理

在含重金屬離子廢水中投加硫化的藥劑,使其和水中的重金屬離子反應生成離子溶度積非常小的硫化物,通過投藥量來控制水中的重金屬硫化物的離子溶度積大於其重金屬離子的溶度積,對廢水中金屬離子進行沉澱或選擇性沉澱,再加入高分子捕收劑,然後向廢水中通入大量密集微細氣泡,使其與沉澱物相互粘附,形成整體比重小於水的浮體,在浮力作用下沉澱物上浮至水面,使水中的硫化物沉澱,實現固液分離,達到去除重金屬的效果,淨化水的目的。常用的硫化劑有:na2s、nahs、h2s、cas和fes。

其流程如下:

其硫化物沉澱的特點:在一定ph 範圍內,硫化物沉澱法是否適用不僅與硫化物的溶度積有關,而且與金屬離子的價態和濃度有關。如果溶液的ph大於硫化物沉澱平衡ph, 金屬硫化物沉澱將析出。

ph 低時會生成硫化氫氣體。控制溶液的ph 可以選擇性地沉澱析出溶度積較小的金屬硫化物。對於重金屬與硫化物生成的溶度積非常小的金屬硫化物,只需要加入少量的硫化物,就可以達到去除重金屬的效果,廢水中重金屬殘留量少,達到排放的標準,但是對於溶度積非常大的金屬硫化物,在操作過程中,一定要控制硫化物的新增量,要使硫化物的溶度積大於水中的金屬的溶度積,則必須要加入過量的金屬硫化物,

2.1 硫化物的優缺點

硫化物沉澱法處理廢水時會產生硫化渣,硫化渣可以直接作為產品**,收益可以抵消水處理成本,也可以選擇性地**有價金屬離子。

在沉澱重金屬離子時, 硫化物的用量是決定硫化物沉澱法的關鍵因素。na2s 用量過小,硫化物沉澱不完全;na2s 用量過大,不僅浪費藥劑,而且處理後的出水含較多的s2-、hs-,更有甚者s2-有可能生成ms22- 、ms32-、ms42-等絡物而使沉澱不完全,同時所得到的沉渣中金屬的品位也會受到一定的影響。

硫化物沉澱過程中遇酸會生成硫化氫氣體,產生二次汙染。避免或減少硫化氫的

產生成為硫化物沉澱法處理的一大致命缺點。

用硫化物沉澱法沉澱重金屬廢水。並不使每種金屬都達標排放,硫化物對金屬鋅的去除率很低。因此硫化物沉澱法只徵對某些特殊的重金屬廢水。

此外硫化物處理重金屬廢水還有**昂貴成本高,硫化物本身具有一定的顏色,出水濁度不達標,硫化物對ph要求苛刻,通常出水ph呈鹼性。

3、生物製劑法

3.1 基本原理

生物製劑是從自然界中篩選的優勢菌種或通過基因組合技術生產出的高效菌種,採用先進的生物技術和特殊的生產工藝製成的高效生物活性菌劑,生物製劑的組成可以概括為微生物、酶及一些保持微生物活性的物質。主要是以硫桿菌為主的復合功能菌群代謝產物與其它化合物進行組分設計,通過基團嫁接技術製備了含有大量羥基、巰基、羧基、氨基等功能基團組的生物製劑

首先利用生物製劑將廢水中的重金屬離子實現深度脫除,並加入脫鈣劑與絮凝劑,然而經固液分離,將脫除重金屬離子與鈣離子後的清液經膜處理裝置,將廢水中的氯離子脫除,從而使治理後的汙水達到回用水的水質要求,實現汙水的全面回用。具體的生物製劑法如下:

3.2生物製劑的優點

重金屬廢水生物製劑法解決了目前化學藥劑難以同時深度淨化多金屬離子的缺陷。生物製劑深度處理與回用技術可同時實現對鎘、砷、鉛、鋅、汞、銅等重金屬離子的高效去除,處理後各重金屬離子濃度低於《鉛、鋅工業汙染物排放標準》(gb25466—2010)。同時生物製劑兼有高效絮凝、協同脫鈣作用,鈣離子可控脫除到50mg/l以下,處理後的低鈣淨化水可以實現大規模回用。

生物製劑的優點具體表現在:(1) 它能縮短微生物培養馴化的時間,迅速提高生物處理系統中微生物的濃度,從而提高工作效率;(2)生物製劑所含天然微生物不含致病菌和病源體,這些微生物在酶的催化作用下,以汙水中的有機營養物質為食物,當汙水得到淨化後,這些微生物會隨著汙染物的降低而逐漸減少,直至消亡,不會造成二次汙染;(3)使用安全,操作簡單方便,基本不需要新增裝置或者工程,節省能源,節省資金投入。(4)抗重金屬衝擊負荷強,淨化高效,執行穩定:

對於濃度波動很大且無規律的廢水,經新工藝處理後淨化水中重金屬低於或接近《生活飲用水水源水質標準》;

(5)廢水中鈣離子可控脫除,效果明顯,可控到20mg/l以下,淨化水回用率95%以上;(6)淨化水cod、ss達到一級排放標準(7)渣水分離效果好,出水清澈,水質穩定,水解渣量比中和法少,重金屬含量高,利於資源化;(8)對於100-300mg/l重金屬廢水,生物製劑投加成本0.3-0.8元/m3;(9)處理設施均為常規設施,占地面積小,投資建設成本低,工藝成熟。

對於現有石灰中和法處理系統只需增加生物製劑的貯備槽和藥劑投加幫浦等系統,改造費用低。

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