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:2019-08-28 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

1.前言

近年来,我国水环境污染问题日益突出。重金属污染主要是工业废水和城市污水,具有长期不可逆的特点。为了使污水中的重金属达到排水或回用的水质要求,必须对其进行净化处理。目前,重金属废水处理方法大致可分为三类:(1)化学处理;(2)物理处理;(3)生物处理。因此,本文综述了重金属废水的污染现状及其防治技术,并探讨了重金属污染防治技术的未来发展前景。

二。重金属废水的来源及危害

重金属一般是指密度大于4.5 g/cm3的金属,主要包括汞、镉、铅、铬、钒、锰、铜、锌及镍等有毒重金属元素。重金属是地壳的重要构成元素,广泛地分布于自然界中,并在自然环境中迁移、转化、循环。水体中的重金属主要来自两部分:自然源和人为源。通过自然循环进入水体中的重金属浓度一般较低,不会影响人体健康,人为源是造成水体重金属污染的主要原因。由于一些人为因素,大量的重金属向环境中排放并不断累积,使其远远超过了环境的本底含量,从而造成了严重的重金属污染。采矿、冶金、石油化工、电子生产、制革等工业生产过程中均会产生含重金属离子的废水和废渣,其中冶金和采矿是最重要的重金属污染源。水体流经被重金属污染的土壤及含重金属的大气沉降物排入水中,也能使水中重金属含量急剧升高,进一步加剧水体重金属污染。

重金属在水中的迁移和转化也会发生变化,水体中的胶体物质有可能吸附重金属,其浓度随pH和水温的变化而变化。但是重金属不能被生物降解,所以水中的重金属总量没有减少。进入水中的重金属部分被水生生物带走并在食物链中放大,很可能转化成更有毒的形式,最终在人体中富集;直接饮用含重金属的水或消耗含重金属的水也会导致重金属进入人体。重金属会使蛋白质的结构发生不可逆的变化,蛋白质的功能也随之丧失,从而影响人体正常的代谢活动,导致各种疾病的发生和身体的紊乱。世界上主要的公害是由重金属中毒引起的。其中,水源性疾病是由工厂废水中的汞引起的,被水生生物食用后体内汞转化为甲基汞,甲基汞的毒性是汞毒性的100倍,甲基汞更容易溶解在脂肪中,主要影响中枢神经系统。

3.重金属废水的常见处理方法

处理含重金属废水的传统方法有:化学沉淀法、离子交换法、膜分离法、吸附法、生物法等。

3.1化学沉淀法

化学沉淀法是向废水中加入与作用机理相适应的反应剂,使水中溶解状态的重金属离子转化成不溶于水的金属化合物,再将其从水中分离出去的方法。该方法技术成熟、操作简单、处理成本低等优点,但容易造成二次污染,其最主要的影响因素是pH。难溶盐沉淀法又包括硫化物沉淀法、碳酸盐沉淀法、钡盐沉淀法,其主要优点是处理后的废水pH大约是7~9,不用再进行中和处理,而且还可以回收废水中的重金属,具有一定的经济效益。铁氧体法主要是在含有重金属离子废水中加入铁盐或亚铁盐,形成铁氧体,通过吸附、包裹和夹带作用使重金属离子形成复合铁氧体沉淀析出。该方法处理条件温和、处理量大、处理效果明显、能回收磁性材料,在工业上得到了广泛的应用。

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,但适用范围有限,且容易造成二次污染。

3.3膜分离法

膜分离方法使用特殊的半透膜来分离和浓缩溶质和溶剂,而不会在外部压力下改变溶液的化学形式。根据膜的不同,可分为扩散透析,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,分离产物易分离等优点,已广泛应用于国内外重金属废水处理。哈菲兹等人。使用反渗透膜从废水中回收铬。试验中铬的平均回收率高达99.8%。然而,膜分离方法存在诸如昂贵的膜组件和膜污染的问题。

3.4吸附法

吸附法是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,将重金属离子吸附在吸附剂表面,达到吸附金属离子的目的。活性炭是一种传统的吸附剂,比表面积大,对重金属吸附能力强,去除率高。姜玉娟[8]采用活性炭吸附复杂的镍重金属废水。镍离子去除率达95.65%。近年来,吸附法的主要研究方向是寻找更便宜、更高效的吸附剂。国内外许多研究发现,生物材料对香蕉皮、木桔叶、花生壳、褐藻、啤酒酵母等重金属也具有良好的吸附能力。

3.5生物法

生物法就是利用微生物或植物的絮凝、吸附、积累及富集等作用将重金属离子从水中分离出来或降低其毒性,从而达到重金属废水治理的目的。根据生物去除重金属离子的机理不同可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法以及植物修复法。

4.结语

综上所述,随着政府与公众对重金属废水污染的重视,如何进行有效的污染物控制并回收有毒有害的金属成分,减少对环境的危害已成为目前亟待解决的问题。从技术角度出发,今后的发展趋势将集中在新兴技术的开发与多种技术的集成与交叉方面,并且生物技术将成为主导方法,相信生物法在今后的重金属废水污染治理领域会有更大的发展。

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