污水处理技术工艺

重金属废水污染及其处理方法简介

发布日期:2019-08-23 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

1.前言

近年来,中国的水污染已成为一个突出的问题。重金属污染,主要是工业废水和城市污水,具有长期和不可逆转的特征。为了使污水中含有的重金属达到排水或回收的水质要求,必须进行净化[1]。目前,重金属废水的处理方法大致可分为三类:(1)化学处理; (2)物理治疗; (3)生物处理。因此,本文回顾了重金属废水的污染状况及其防治技术,并探讨了重金属污染防治技术的未来发展前景。

2。重金属废水的来源及危害

重金属通常是指密度大于4.5g / cm3的金属,主要包括有毒重金属元素,如汞,镉,铅,铬,钒,锰,铜,锌和镍。重金属是地壳的重要组成元素,广泛分布于自然界,在自然环境中迁移,转化和循环。水中的重金属主要来自两部分:天然来源和人工来源。通过自然循环进入水中的重金属浓度通常较低,不会影响人体健康。人工来源是水体重金属污染的主要原因。由于某些人为因素,大量重金属被排放到环境中并积聚,远远超过环境的背景含量,导致严重的重金属污染。含有重金属离子的废水和废渣将在采矿,冶金,石化,电子生产和制革等工业过程中生产。冶金和采矿是重金属污染最重要的来源[2]。流经被重金属污染的土壤和含有重金属的大气沉积物的水被排放到水中,这也会增加水中的重金属含量,进一步加剧水的金属污染。

重金属在水中不断的迁移转化,形态也可能发生变化,并有可能被水中胶体物质等吸附,浓度随着pH和水温的变化不断变化。但是重金属不能被生物降解,因此水中重金属的总量不会减少。进入水中的重金属部分被水生生物所摄取,并在食物链中放大,而且有可能转化成毒性更大的形态,最后富集在人体内;直接饮用含重金属的水或者食用含重金属的水浇灌的农作物也会使重金属进入人体内。重金属能够使蛋白质结构发生不可逆转的改变,蛋白质的功能也随之丧失,从而影响人体的正常代谢活动,导致各种疾病的发生和机体紊乱。世界八大公害事件中的水俣病和骨痛病都是由于重金属中毒引起的。其中,水俣病是工厂排放废水中汞所引起的,汞被水生生物食用后在体内转化成甲基汞,甲基汞的毒性是汞毒性的100倍,而且甲基汞更容易溶于脂肪,主要侵犯中枢神经系统[3-4]。

3.重金属废水的常用处理方法

处理含重金属废水的常规方法包括化学沉淀,离子交换,膜分离,吸附和生物方法。

3.1化学沉淀法

化学沉淀法是在废水中加入反应物,将溶解的重金属离子转化为不溶性金属化合物,然后将其与水分离的一种方法。该方法工艺成熟,操作简单,成本低,但易造成二次污染。主要影响因素是酸碱度,不溶盐沉淀法包括硫化物沉淀法、碳酸盐沉淀法和钡盐沉淀法。其主要优点是处理后废水的pH值约为7-9。它不再需要中和,废水中的重金属可以回收,具有一定的经济效益。铁素体法主要是在含有重金属离子的废水中加入铁素体或亚铁盐形成铁素体,通过吸附、包裹和夹带等方式形成复合铁素体沉淀。该方法处理条件温和,处理量大,处理效果明显,可回收磁性材料。它已广泛应用于工业[5-6]。

3.2离子交换法

离子交换法是利用离子交换剂中的可交换基因与废水中的重金属离子交换能力的不同来分离的方法。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、腐殖酸树脂等。离子交换法可对废水中的重金属离子选择性的分离,通过再生回收再生液,可实现重金属离子的回收,还具有交换容量大、吸附-再生可逆性好等优点[5],但适用范围有限,且容易造成二次污染[6]。

3.3膜分离法

膜分离法是一种特殊的半透膜,在外加压力作用下,不改变溶液的化学形态,分离富集溶质和溶剂。根据膜的不同,可分为扩散渗析、电渗析、反渗透、液膜、纳滤、超滤等。膜分离技术具有能耗低、无相变、操作简单、无二次污染、分离产物易于回收等优点。HAFEZ[7]在国内外重金属废水处理中得到了广泛的应用。HFEZ[7]及其它反渗透膜在废水中回收铬,铬的平均回收率高达99.8%。但膜分离方法存在膜组件价格昂贵、膜污染等问题。

3.4吸附法

该吸附方法利用多孔吸附剂表面的各种活性基团与废水中的重金属离子形成离子键或共价键,吸附剂表面的重金属离子,从而达到吸附金属离子的目的。活性炭是一种常用的吸附剂,比表面积大,对重金属的吸附能力强,去除率高。采用活性炭吸附处理复合镍废水,镍离子去除率为95.65%。近年来,对吸附法的研究主要是为了寻找一种更廉价、更高效的吸附剂。国内外许多研究发现,生物材料对香蕉皮、桔叶、花生壳、褐藻、啤酒酵母等重金属也有很好的吸附能力。

3.5生物法

生物学方法是利用微生物或植物的絮凝,吸附,积累和富集功能,从水中分离重金属离子或降低其毒性,从而达到处理重金属废水的目的。根据生物去除重金属离子的机理,可分为生物絮凝法,生物吸附法,生化法和植物修复法。

4.结语

综上所述,随着政府和公众对重金属废水污染的重视,如何有效地控制污染物,回收有毒有害金属成分,减少对环境的危害已成为亟待解决的问题。从技术角度看,未来的发展趋势将集中在新兴技术的发展和多种技术的融合与交叉,生物技术将成为主导手段。相信今后生物技术在重金属废水污染控制领域将有更大的发展。

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