重金属废水处理工艺说明书:
- 格式:doc
- 大小:299.00 KB
- 文档页数:23
重金属污水处理一、背景介绍重金属污水是指含有高浓度重金属离子的废水,如铅、汞、镉、铬等。
这些重金属对人体和环境具有严重的危害,因此需要采取有效的处理措施来降低重金属污水的浓度,以保护环境和人类健康。
二、重金属污水处理的目标1. 降低重金属污水中重金属离子的浓度至安全标准以下;2. 减少对环境的污染和破坏;3. 提高废水处理的效率和经济性。
三、重金属污水处理的方法1. 化学沉淀法化学沉淀法是一种常见的重金属污水处理方法,通过添加适量的沉淀剂,使重金属离子与沉淀剂发生反应,生成沉淀物,从而将重金属离子从污水中去除。
常用的沉淀剂有氢氧化钙、氢氧化铁等。
2. 离子交换法离子交换法是利用离子交换树脂对重金属离子进行吸附和交换的方法。
将重金属污水通过装有离子交换树脂的固定床,重金属离子会被固定在树脂上,从而实现重金属的去除。
离子交换法具有高效、可再生的特点,但需要定期更换和再生离子交换树脂。
3. 膜分离法膜分离法是利用不同孔径的膜对重金属污水进行过滤和分离的方法。
常见的膜分离方法包括超滤、微滤和逆渗透等。
膜分离法具有操作简便、效率高的特点,但需要定期清洗和更换膜。
四、重金属污水处理的工艺流程1. 预处理:将重金属污水进行初步处理,去除悬浮物、油脂等杂质,以减少对后续处理设备的影响。
2. 化学沉淀:将经过预处理的重金属污水加入适量的沉淀剂,通过搅拌和沉淀,使重金属离子与沉淀剂结合形成沉淀物。
3. 沉淀物分离:将化学沉淀后的污泥进行固液分离,常用的方法有压滤、离心等。
4. 离子交换:将经过沉淀和分离处理后的污水通过离子交换柱,使重金属离子被吸附和去除。
5. 膜分离:将经过离子交换的污水通过膜分离设备,进一步去除残存的重金属离子。
6. 消毒:对处理后的污水进行消毒处理,以杀灭细菌和病毒,确保出水符合卫生标准。
7. 出水:经过处理后的重金属污水达到国家相关标准,可以安全排放或者进行再利用。
五、重金属污水处理的效果评价1. 重金属离子去除率:通过对处理先后水样中重金属离子浓度的比较,计算重金属离子去除率,评估处理效果。
处理含重金属污水工艺流程设计重金属污水是指含有高浓度重金属离子的废水,如铅、镉、汞等。
这些重金属对环境和人体健康都具有严重的危害。
因此,针对含重金属污水的处理,需要设计适合的工艺流程,以确保有效去除重金属离子,达到排放标准。
本文将详细介绍处理含重金属污水的工艺流程设计。
一、预处理阶段预处理阶段是处理含重金属污水的第一步,其目的是去除悬浮物、沉积物和其他杂质,以减少对后续处理工艺的影响。
预处理阶段包括以下几个步骤:1. 气浮法:通过注入空气或其他气体,使污水中的悬浮物形成气泡并浮起,然后通过表面的刮板或旋转鼓将其刮除。
气浮法适用于处理悬浮物较多的污水。
2. 沉淀法:将污水静置一段时间,利用重力作用使悬浮物沉淀到污水底部,然后将上清液排出。
沉淀法适用于处理悬浮物较少的污水。
3. 过滤法:通过滤料(如砂石、活性炭等)将污水中的悬浮物和颗粒物截留下来,使污水变得清澈。
过滤法适用于处理颗粒物较多的污水。
二、化学沉淀法化学沉淀法是处理含重金属污水的常用方法之一,其原理是利用化学反应使重金属离子与沉淀剂结合形成沉淀物,从而达到去除重金属的目的。
化学沉淀法包括以下几个步骤:1. pH调节:根据重金属离子的性质,调节污水的pH值,使其处于最佳沉淀范围。
通常,重金属离子在中性或碱性条件下更容易沉淀。
2. 添加沉淀剂:根据重金属离子的种类和浓度,选择合适的沉淀剂添加到污水中。
常用的沉淀剂包括氢氧化钙、氢氧化钠、硫酸和碳酸钙等。
3. 搅拌混合:通过搅拌设备将沉淀剂均匀地与污水混合,以促进重金属离子与沉淀剂的反应。
4. 沉淀分离:经过一段时间的搅拌混合后,重金属离子与沉淀剂结合形成沉淀物,然后通过沉淀池或离心机将沉淀物分离出来。
三、离子交换法离子交换法是处理含重金属污水的另一种常用方法,其原理是利用离子交换树脂将重金属离子与水中的其他离子交换,从而实现去除重金属的目的。
离子交换法包括以下几个步骤:1. 树脂选择:根据重金属离子的性质和浓度,选择合适的离子交换树脂。
公司简介本公司负责废水处理区域内所有处理设备、电气仪表及管配件设计、采购、制造、安装及调试工作;负责系统建造完成后进行的系统调试,并保证达标排放;为业主提供系统操作培训和指导;提供完整的工程技术资料和相关设备资料,并为业主提供操作手册和使用说明书。
一、含镍废水1、含镍废水排放标准2、污染物允许排放标准(GB 21900-2008)3、含镍废水处理工艺流程4、含镍废水处理设备及技术参数二、含铬废水1、含铬废水排放标准2、污染物允许排放标准(GB 21900-2008)3、含铬废水处理工艺流程4、含铬废水处理设备及技术参数三、含铅废水1、含铅废水排放标准2、污染物允许排放标准(GB 21900-2008)3、含铅废水处理工艺流程4、含铅废水处理设备及技术参数四、含铜废水1、含铜废水排放标准2、污染物允许排放标准(GB 21900-2008)3、含铜废水处理工艺流程4、含铜废水处理设备及技术参数五、含氟废水1、含氟废水排放标准2、污染物允许排放标准(GB 21900-2008)3、含氟废水处理工艺流程4、含氟废水处理设备及技术参数质量及售后服务承诺书质量方针:以质量创立名牌,以诚信服务顾客,用户至上,向顾客提供100%的合格产品。
服务承诺:1、接到用户来电来函后,售后服务部在6小时内给于明确答复。
属产品“三包”期出现故障的,我们在接到通知48小时内派专业人员到达现场进行处理,并对故障零部件无条件调换。
2、我们的营销人员会诚恳、耐心接受您所提出来的一切建议和意见,快速、准确、详细地解答您提出的各种疑问。
3、在规范安装和正确使用的情况下,我公司所提供的产品自安装调试运行之日起,“质量三包1年”,三包期间,产品在正常使用下出现因产品本身的质量问题,我公司无偿提供“三包”服务。
4、我们对提供产品的用户实行终身随身随访服务,不定期地对用户进行回访或开展跟踪调查,以便及时掌握和解决用户在产品使用过程中可能出现在问题。
重金属污水处理重金属污水处理是指针对含有高浓度重金属物质的污水进行处理,以减少对环境和人体健康的危害。
重金属污水通常来自于工业生产过程中的废水排放,其中包含的重金属物质如铅、镉、汞等对环境和生态系统造成严重影响,甚至对人体健康产生潜在风险。
为了有效处理重金属污水,以下是一套标准格式的文本,详细介绍了重金属污水处理的步骤、技术和效果。
一、重金属污水处理的步骤1. 前处理:对进入处理系统的重金属污水进行初步处理,包括去除悬浮物、沉淀物和有机物等。
常见的前处理方法有筛网过滤、沉淀池和调节池等。
2. 主处理:主要采用物理、化学和生物处理等方法来去除重金属物质。
常见的处理技术包括沉淀、吸附、离子交换、电解沉积和生物吸附等。
3. 深度处理:对主处理后仍含有一定浓度重金属物质的污水进行进一步处理,以达到排放标准。
深度处理方法包括膜分离、活性炭吸附和高级氧化等。
4. 余泥处理:处理过程中产生的污泥需要进行处理和处置。
常见的处理方法包括浓缩、脱水和焚烧等,确保污泥中的重金属物质不会再次释放到环境中。
二、重金属污水处理的技术1. 沉淀:通过调节pH值和添加沉淀剂,使重金属物质以沉淀的形式从污水中分离出来。
常用的沉淀剂有氢氧化钙、氢氧化铁和聚合氯化铝等。
2. 吸附:利用吸附剂吸附重金属物质,常见的吸附剂有活性炭、天然沸石和合成树脂等。
吸附剂具有较大的比表面积和吸附能力,可有效去除重金属离子。
3. 离子交换:利用离子交换树脂对重金属离子进行吸附和释放,从而实现重金属污水的处理。
离子交换树脂具有良好的选择性和吸附容量,能够高效去除重金属离子。
4. 电解沉积:通过电解沉积技术,将重金属离子还原为金属沉积在电极上,从而实现重金属的去除和回收。
电解沉积技术具有高效、节能的特点。
5. 生物吸附:利用微生物对重金属离子进行吸附和生物转化,将重金属物质转化为无毒或低毒的形式。
生物吸附技术具有环保、经济的特点。
三、重金属污水处理的效果1. 去除率:重金属污水处理过程中,重金属物质的去除率是评估处理效果的重要指标。
重金属污水处理一、背景介绍重金属污水是指含有高浓度重金属离子的废水,如铅、汞、镉、铬等。
这些重金属离子对环境和人体健康具有严重危害,因此重金属污水的处理成为环保领域的重要任务之一。
本文将详细介绍重金属污水处理的标准格式文本,包括处理目的、处理原理、处理方法、处理效果评估等内容。
二、处理目的重金属污水处理的目的是将废水中的重金属离子去除或转化为无害物质,以保护环境和人类健康。
通过合理的处理方法,降低重金属离子的浓度,确保废水排放符合相关环保法规标准。
三、处理原理重金属污水处理的原理主要包括物理方法、化学方法和生物方法。
1. 物理方法:通过物理过程,如沉淀、过滤、吸附等,将废水中的重金属离子与固体颗粒分离,达到去除的目的。
常用的物理方法有沉淀法、吸附法和膜分离法。
2. 化学方法:利用化学反应将重金属离子转化为沉淀物或无害物质,从而实现去除的效果。
常用的化学方法有络合沉淀法、氧化还原法和离子交换法。
3. 生物方法:利用微生物的代谢活动将重金属离子转化为无害物质,或通过微生物的吸附作用去除重金属离子。
常用的生物方法有生物沉淀法、生物吸附法和生物膜法。
四、处理方法根据重金属污水的特性和处理要求,选择合适的处理方法进行处理。
常用的处理方法包括以下几种:1. 化学沉淀法:通过加入适当的沉淀剂,使重金属离子与沉淀剂发生反应生成沉淀物,然后通过沉淀分离的方式去除重金属离子。
2. 吸附法:利用吸附剂对重金属离子进行吸附,将其从废水中去除。
常用的吸附剂有活性炭、离子交换树脂等。
3. 膜分离法:利用特殊的膜材料,通过渗透、过滤等方式将重金属离子与废水分离,达到去除的目的。
4. 生物处理法:利用特定的微生物对重金属离子进行降解、转化或吸附,从而去除重金属污染物。
五、处理效果评估对重金属污水处理后的效果进行评估,可以通过以下指标进行评价:1. 重金属离子去除率:通过对处理前后废水中重金属离子浓度的比较,计算出去除率,评估处理效果的好坏。
重金属污水处理一、背景介绍重金属污水是指含有高浓度重金属离子的废水,如铅、铬、汞、镉等。
这些重金属对环境和人体健康具有严重的危害,因此重金属污水处理成为环境保护的重要任务之一。
本文将详细介绍重金属污水处理的标准格式。
二、重金属污水处理标准格式1. 污水处理目标重金属污水处理的目标是降低重金属离子的浓度,使其达到国家和地方相关标准的排放要求。
具体目标包括:- 降低重金属离子浓度至国家标准以下限值;- 减少重金属污水对环境的污染;- 防止重金属污染物对生态系统和人体健康的危害。
2. 处理工艺流程重金属污水处理的标准工艺流程包括以下步骤:- 预处理:包括沉淀、澄清等步骤,用于去除污水中的悬浮物和杂质。
- 中和调节:通过添加中和剂,调节污水的pH值,以提供最佳的处理条件。
- 沉淀:利用化学沉淀法或物理沉淀法,将重金属离子沉淀为固体颗粒。
- 过滤:通过过滤器将沉淀物分离,得到清洁的水体。
- 吸附:利用吸附剂吸附重金属离子,使其从水中转移到吸附剂上。
- 离子交换:利用离子交换树脂将重金属离子与其他离子进行交换,从而去除重金属污染物。
- 膜分离:利用膜技术,如超滤、反渗透等,将重金属离子从水中分离出来。
- 消毒:对处理后的水体进行消毒,以杀灭残留的微生物。
3. 处理设备和材料重金属污水处理所需的设备和材料包括:- 沉淀池:用于沉淀重金属离子和固体颗粒。
- 过滤器:用于分离沉淀物和清洁水体。
- 吸附剂:如活性炭、氧化铁等,用于吸附重金属离子。
- 离子交换树脂:用于去除重金属污染物。
- 膜分离设备:如超滤膜、反渗透膜等,用于分离重金属离子。
- 消毒设备:如紫外线消毒器、臭氧消毒器等,用于消毒处理后的水体。
4. 操作规范重金属污水处理的操作规范包括以下要点:- 操作人员应接受相关培训,熟悉处理工艺和设备操作。
- 操作过程中应严格按照工艺流程进行,确保每个步骤的顺利进行。
- 定期检查设备运行状态,及时进行维护和修理,确保设备正常运行。
含重金属废水处理工艺重金属废水是指含有高浓度重金属离子的废水,如铅、镉、铬、汞等。
这些重金属离子对环境和人体健康具有严重的危害。
因此,对于重金属废水的处理成为了环境保护和人类健康的重要课题之一。
本文将介绍一种常见的含重金属废水处理工艺。
一、重金属废水的处理原理重金属废水处理的目标是降低或消除废水中重金属离子的浓度,使其达到排放标准。
常见的重金属废水处理工艺包括化学沉淀、离子交换、电化学沉淀等。
化学沉淀是将适当的沉淀剂加入废水中,与重金属离子发生反应生成难溶性沉淀物,从而达到除去重金属离子的目的。
常用的沉淀剂有氢氧化钙、氢氧化钠等。
该工艺操作简单,成本较低,但对废水中其他成分的影响较大。
离子交换是利用固体交换体吸附废水中的重金属离子,达到去除重金属离子的目的。
常用的交换体有活性炭、树脂等。
离子交换具有选择性好、处理效果稳定等优点,但需要定期更换和再生交换体,成本较高。
电化学沉淀是利用电解原理将重金属离子还原为金属沉积在电极上,从而达到废水处理的目的。
该工艺操作简单,能够同时去除多种重金属离子,但能耗较高。
二、重金属废水处理工艺的应用重金属废水处理工艺根据废水的特性和处理要求选择不同的工艺组合。
一般情况下,可以采用化学沉淀与离子交换联合处理,或者采用电化学沉淀与离子交换联合处理。
对于重金属污染比较严重的废水,可以先采用化学沉淀工艺,通过加入适量的沉淀剂将重金属离子与沉淀剂反应生成沉淀物,然后再通过离子交换工艺进一步去除废水中的重金属离子。
这种工艺组合能够有效去除废水中的重金属离子,处理效果较好。
对于重金属废水处理要求不高的情况,可以采用电化学沉淀与离子交换联合处理。
首先利用电化学沉淀将重金属离子还原为金属沉积在电极上,然后通过离子交换进一步去除废水中的重金属离子。
这种工艺组合能够快速去除废水中的重金属离子,适用于一些对处理时间要求较高的场合。
三、重金属废水处理工艺的优缺点化学沉淀工艺操作简单,成本较低,适用于处理大量重金属废水。
➢含铬废水电镀含铬废水中的铬存在形式有Cr3+和Cr6+两种,其中以Cr6+的毒性最大。
含铬废水的处理方法较多,常用的有化学法、电解法、离子交换法、内电解法等。
(1)化学还原沉淀法在酸性条件下,使用硫酸亚铁将六价铬还原三价铬后,可用石灰提高pH值至7.5~8.5,生成氢氧化铬沉淀。
当铬污泥找不到综合利用出路而存放不妥时,会引起二次污染。
(2)电解法利用铁板作阳极,在电解过程中铁溶解生成亚铁离子,在酸性条件下,亚铁离子将Cr6+还原成Cr3+。
同时由于阴极上析出氢气,使废水PH速渐上升,最后呈中性,此时Cr3+、Fe3+都以氢氧化物沉淀析出,达到废水净化的目的。
但该方法运行费用较高。
(3)离子交换法离子交换法是利用离子交换树脂对废水中Cr6+进行选择性吸附,使Cr6+与水分离,然后再用试剂将Cr6+洗脱下来,富集浓缩后回收利用。
由于有机物的存在会污染离子交换树脂,同时会排出大量含盐废水,易引起管道腐蚀。
(4)内电解法内电解法是基于金属材料的电化学氧化还原反应的原理,在内电解处理器内的填料主要为铁屑与惰性碳颗粒(如石墨、活性碳等)的混合填充体。
该填料具有微电解反应所需的基本元素: Fe和C。
通常在酸性条件下,低电位的Fe与高电位的C在废水中产生电位差,具有一定导电性的废水充当电解质,形成无数的原电池,产生电极反应和由此所引起的一系列作用,改变废水中污染物的性质,从而达到含铬废水处理的目的。
该处理方法先进成熟,处理效果好。
➢含铜废水含铜废水处理主要有化学沉淀法、电解法等。
(1)化学沉淀法化学沉淀法包括氢氧化物沉淀法和硫化沉淀法。
①氢氧化物沉淀法:其机理主要是往废水中添加碱,提供废水的pH值,使铜等重金属离子生成难容氢氧化物沉淀。
②硫化沉淀法:硫化沉淀法是利用添加Na2S或铜捕捉剂等能与重金属形成比较稳定的硫化沉淀物的原理,从而降低废水中铜离子含量。
(2)电解法通过电解,使Cu2+向阴极迁移并在电极表面析出。
重金属离子电镀废水处理工艺
重金属离子电镀废水处理是一项关键的环境保护工作,以下是常见的重金属离子电镀废水处理工艺:
1. 化学沉淀法:通过添加化学沉淀剂(如氢氧化钙、氢氧化铁等)将废水中的重金属离子与沉淀剂发生反应,生成沉淀物。
通过沉淀过程,使重金属离子从废水中去除。
2. 离子交换法:利用离子交换树脂吸附废水中的重金属离子。
离子交换树脂具有特定的选择性,可以选择性地吸附重金属离子,并将其从废水中去除。
3. 膜分离技术:包括反渗透、超滤和纳滤等膜分离技术,可以有效地去除废水中的重金属离子。
这些技术利用半透膜的特性,将废水中的重金属离子隔离出来,同时保留其他有用的溶质。
4. 电化学处理法:包括电析、电吸附和电解等电化学方法。
通过在电极上施加电压或电流,改变废水中重金属离子的电荷状态,从而使其沉积、吸附或电解,并实现去除。
5. 活性炭吸附法:利用活性炭吸附废水中的重金属离子。
活性炭具有高度的吸附性能,可以有效地吸附废水中的重金属离子,达到去除的效果。
需要根据具体的废水特性和处理要求选择合适的工艺组合。
在实践中,通常会结合多种处理方法进行综合处理,以达到更好的废水处理效果。
同时,在进行重金属离子电镀废水处理时,应遵守相关的环保法规和标准,确保废水排放符合规定的标准。
重金属污水处理一、背景介绍重金属污水是指含有高浓度重金属离子的废水,如铅、汞、镉、铬等。
这些重金属离子对环境和人体健康都具有严重的危害。
因此,重金属污水处理成为环境保护和健康安全的重要任务。
二、处理方法1. 化学沉淀法化学沉淀法是常见的重金属污水处理方法之一。
通过加入适量的沉淀剂,如氢氧化钙、氢氧化铁等,使重金属离子与沉淀剂发生反应,生成沉淀物,从而达到去除重金属的目的。
该方法适合于重金属浓度较高的污水处理。
2. 离子交换法离子交换法是将重金属离子与交换树脂进行交换,使重金属离子被吸附在树脂上,从而实现去除重金属的目的。
该方法适合于重金属浓度较低的污水处理。
3. 吸附剂法吸附剂法是利用吸附剂对重金属离子进行吸附,从而去除重金属污染物。
常用的吸附剂有活性炭、氧化铁等。
该方法具有处理效果好、成本低的优点。
4. 膜分离法膜分离法是利用特殊的膜材料,通过渗透、过滤等作用,将重金属离子与水分离。
常见的膜分离方法有超滤、逆渗透等。
膜分离法具有高效、节能的特点,适合于重金属浓度较低的污水处理。
三、处理设备1. 沉淀池沉淀池是用于化学沉淀法处理重金属污水的设备。
其主要功能是促使重金属离子与沉淀剂充分接触反应,并形成沉淀物。
沉淀池应具备良好的搅拌和沉淀效果,以确保处理效果。
2. 离子交换柱离子交换柱是用于离子交换法处理重金属污水的设备。
其内部填充有交换树脂,重金属离子在经过交换柱时被树脂吸附,从而实现去除重金属的目的。
离子交换柱应具备较大的吸附容量和较高的吸附效率。
3. 吸附剂过滤器吸附剂过滤器是用于吸附剂法处理重金属污水的设备。
其内部填充有吸附剂,重金属离子在经过过滤器时被吸附剂吸附,从而实现去除重金属的目的。
吸附剂过滤器应具备较大的吸附容量和较好的过滤效果。
4. 膜分离装置膜分离装置是用于膜分离法处理重金属污水的设备。
其主要包括膜模块、膜容器和膜支撑体等组成部份。
膜分离装置应具备良好的膜分离效果和较高的处理效率。
中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书1 绪论1.1 重金属废水的来源及特点我国从20世纪70年代初开始组织重金属废水处理技术攻关,做了大量的试验研究工作,并以此为基础,从70年代末开始,重金属工业系统陆续建成投产了若干个大型重金属废水处理站,我国的重金属废水处理技术、工艺、设施、综合利用等均已达到了国际先进水平。
重金属污染一般是指比重大于5或4的金属或其化合物在环境中所造成的污染;在水环境污染研究中,重金属主要是指铅、镉、汞、铬以及类金属等生物毒性显著的元素。
重金属废水主要来源于机械加工、电镀、采矿、化工等部门,具体来自矿山排水、废石场淋浸水、选矿厂尾矿排水、有色金属冶炼厂除尘排水、有色金属加工厂酸洗水、电镀厂镀件洗涤水、钢铁厂酸洗排水,以及电解、农药、医药、油漆、颜料等工业的废水。
重金属废水的特点:在没有人为污染的情况下,水体中的重金属含量取决于水与土壤、岩石的相互作用,其含量一般很低,不会对人体健康造成危害。
然而,随着城市进程的加快和工农业的迅猛发展,大量未经处理的城市垃圾、污染的土壤、工业和生活污水,以及大气沉降物不断排入水中,使水体悬浮物和沉积物中的重金属含量急剧升高。
主要有以下几个特点:(1)天然水体中的重金属浓度虽低,但其毒性长期持续。
水体中某些重金属可在微生物作用下转化为毒性更强的金属有机化合物。
(2)生物富集浓缩,构成食物链,危机人类。
生物从环境中摄取重金属,并在体内或某些器官中富集,其富集倍数可高达成千上万倍,水生动植物、陆生农作物都有这种现象。
然后作为食物进入人体,在人体的某些器官中积蓄起来构成慢性中毒,严重危害人体健康。
(3)重金属无论用何种处理方法或微生物都不可能降解,只会改变其化合价和化合物种类。
天然水体中OH-、Cl-、SO42-、NH4+有机酸、氨基酸、腐植酸等,都可以同重金属生成各种络合物或螯合物,使重金属在水中的浓度增大,也可能使沉入水中的重金属又释放出来而迁移。
中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书(4)在天然水体中只要有微量重金属,即可产生毒性反应,一般重金属产生毒性的范围大约在1.0~10mg/L之间,毒性较强的重金属如汞、镉等毒性浓度范围在0.001~0.1mg/L等等。
1.2 重金属废水的危害重金属废水污染具有毒效长,生物不可降解的特点,可通过食物链作用进入人体,并在人体内累积。
从而导致各种疾病和紊乱,最终对人体健康造成严重损害。
其中主要金属污染源有Cu、Zn、Hg、Ni、Cd、Pb和Cr等。
日本水俣湾由汞中毒造成的“水俣病”,神通川流域由镉引起的“痛痛病”,就是重金属污染给人体健康带来损害的典型事例。
可见,对含重金属废水的治理刻不容缓。
1.3重金属废水的处理技术不同于有机物可以被分解破坏,重金属只能转移其存在位置和改变它们的物理和化学状态。
目前常用的重金属废水处理方法主要包括化学沉淀法、还原法、吸附法、膜分离法、混凝法、离子交换法、电化学法等。
1.3.1 化学沉淀法(1)氢氧化物沉淀法是通过调节pH值使重金属离子生成难溶的氢氧化物而沉淀分离,具有操作简单、价格低廉、pH值易于控制等特点,是重金属废水处理中最常应用的方法。
氢氧化物沉淀法虽然得到了广泛的应用,但是在操作时还需要注意以下几个方面:①中和沉淀后,废水中若pH值高,需要中和处理后才可排放;②废水中常常有多种重金属共存,当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时,pH值偏高,可能有再溶倾向,因此要严格控制pH值,实行分段沉淀;③废水中有些阴离子如:卤素、氰根等有可能与重金属形成络合物,因此要在中和之前需经过预处理;④有些颗粒小,不易沉淀,则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。
(2)硫化物沉淀法是用硫化物去除废水中溶解性重金属离子的一种有效方法。
与氢氧化物沉淀法相比,硫化物沉淀法可以在相对低的pH值条件下(7-9之间)使金属高度分离,处理后的废水一般不用中和,形成的金属硫化物具有易于脱水和稳定等特点。
硫化物沉淀法也存在着一些缺点,硫化物沉淀剂在酸性条件下易生成硫化氢气体,产生二次污染,另外硫化物沉淀物颗粒较小,易形成胶体,会对沉淀和过滤造成一定的不利影响。
中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书(3)铁氧体法处理重金属废水就是向废水中投加铁盐,通过控制pH值、氧化、加热等条件,使废水中的重金属离子与铁盐生成稳定的铁氧体共沉淀物,然后采用固液分离的手段,达到去除重金属离子的目的。
该法是日本NEC公司首先提出的用于处理重金属废水及实验室污水的处理,得到较好的效果。
铁氧体共沉淀可一次去除废水中多种重金属离子,形成的沉淀颗粒大,容易分离,颗粒不返溶,不会产生二次污染,而且形成的是一种优良的半导体材料。
但是这种方法在操作中需要加热到70ºC左右或更高,并且在空气中慢慢氧化,操作时间长,消耗能量多。
(4)化学沉淀法与其他方法的混合应用化学沉淀法常常与其他水处理方法相结合,互相取长补短,构成新工艺,使重金属废水处理更加完善。
Gonzolez-Munoz等用硫化物沉淀法回收和回用重金属离子,并将纳米过滤作为重金属废水处理的第二个步骤,研究结果显示硫化物沉淀法能有效去除废水中的重金属离子,废水再经纳米过滤后能直接回用。
铁氧体法也被用来和电解法、离子交换法、活性炭吸附法、过滤吸附法、磁流体法等方法相结合来处理特定的污水。
1.3.2 还原法还原法是利用还原剂和含重金属离子废水接触反应,将重金属离子由高价还原至低价的一种废水处理方法。
国内外使用的还原剂包括:二氧化硫、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、铁屑、硼氢化钠、连二亚硫酸钠等。
目前还原法一般用作废水处理的预处理方法使用。
1.3.3 吸附法(1)物理化学吸附法主要是通过吸附材料的高比表面积的蓬松结构或者特殊官能基团对水中重金属离子进行物理吸附或者化学吸附的一种方法。
该方法用到的吸附剂包括活性炭、膨润土、沸石、壳聚糖,以及廉价吸附剂—工农业废弃物等。
活性炭装备简单,吸附能力强,去除效率高,在废水治理中应用广泛,但活性炭再生效率低,处理水质很难达到回用要求,一般用于电镀废水的预处理;膨润土是以蒙脱石为主要矿物的粘土岩,有巨大的表面积,因而具有巨大的吸附能力。
研究发现,沸石可以处理含Cr、Cd、Pb、Ni、Zn、Cu等重金属离子的废水壳聚糖分子中含有很多氨基和羟基,可与大多数过渡金属离子形成稳定的螯合物,对Mn2+、Cu2+、Pb2+、中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书Cd2+、Zn2+、Ni2+和Ag+等金属离子都有很强的去除能力;工农业废弃物粉煤灰、工业污泥、米糠、稻壳、麸皮、花生壳等均可有效地去除。
(2)生物吸附法利用生物体的化学结构或成分特性来吸附水中的重金属离子。
生物吸附剂主要包括菌体、藻类及一些细胞提取物。
与其他方法相比,生物吸附法具有以下优点:①处理效率高,运行费用低;②pH值和温度适应范围宽;③易解吸,可回收重金属;④来源丰富价格便宜。
Roohan等研究发现经碱和CaCl2/MgCl2/NaCl (2:1:1)活化后的Azolla在283K到313K对Pb2+、Cd2+、Ni2+和Zn2+的吸附量分别是1.431-1.272、1.173-0.990、1.365-1.198和1.291-0.981mmol/g干重生物量。
Liu等研究发现未经处理的双壳类软体动物贝壳对电镀废水中Fe、Zn和Cu的去除率分别是99.97%、98.99%和87%,经酸预处理的双壳类软体动物贝壳对电镀废水中Fe、Zn 和Cu的去除率分别是99.98%、99.43%和92.13%。
1.3.4 膜分离法(1)电渗析是在直流电场的作用下,溶液中的带电粒子选择性地透过离子交换膜的过程,电渗析膜装置同时包含有一个阳离子交换膜和一个阴离子交换膜。
在电镀工业中,采用电渗析技术可把电镀废水中的Cr、Ni、Cd、Cu、Zn等重金属离子分离处理,并且使这些重金属得到回收利用。
电渗析法处理废水要求具有足够的电导以提高渗透效率,因此处理水中电解质的浓度不能过低。
(2)反渗透是渗透的逆过程,它主要是在压力的推动下,借助半透膜的截留作用,迫使溶液中的溶剂和溶质分开的膜分离过程。
反渗透技术自二十世纪七十年代开始用于电镀废水处理,并逐渐推广到其他重金属废水处理领域。
Ozaki等研究超低压反渗透技果,考察操作压力和pH值对截留效果的影响,结果表明,大多数情况下重金属离子的截留率大于95%。
反渗透是压力驱动的过程,所以它不涉及能量密集的相变或是价格昂贵的溶剂和吸附剂等,相对于其他传统的分离过程,反渗透具有设计和操作简单的优势,同时具有净化效率高、建造周期短以及环境友好等优点。
反渗透膜的最大缺点是需要较大的驱动压力和膜修复。
(3)纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜分离技术。
纳滤膜一般是荷电型膜,其对无机盐的分离不仅受化学势控制,同时也受电势梯度的影响。
(4)微滤和超滤。
中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书2 方案选择2.1 离子交换法经过各个方案的比对,参阅各种文献,离子交换法在现在的传统的工艺基础上,有了很大的提高,处理容量大,无二次污染,出水水质好,所以鉴于此我选择离子交换法来处理重金属废水。
离子交换法是以圆球形树脂(离子交换树脂)过滤原水,水中的离子会与固定在树脂上的离子交换。
常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。
硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前,先将水质硬度降低的一种前处理程序。
软化机里面的球状树脂,以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。
离子交换树脂利用氢离子交换阳离子,而以氢氧根离子交换阴离子;以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换碰到的各种阳离子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。
同样的,以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换碰到的各种阴离子(如Cl-)。
从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。
阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中,分成所谓的阴离子交换床和阳离子交换床。
也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起,置于同一个离子交换床中。
不论是那一种形式,当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子及(或)氢氧根离子,就必须进行“再生”。
再生的程序恰与纯化的程序相反,利用氢离子及氢氧根离子进行再生,交换附着在离子交换树脂上的杂质。
2.2 方案的确定2.2.1 设计参数设计水量为700m3/d,处理重金属废水,水质参数如表2.1所示,对重金属废水进行处理,使之达到国家二级排放标准。
表2.1水质参数名称Ni2+(mg/L) Cu2+(mg/L) pH 处理前浓度220 80 2.5处理后浓度 1.0 1.0 6.5~8.5Ni2+的回收率99.5%Cu2+的回收率98.8%2.2.2 废水的性质分析中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书污水中的重金属主要有汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)、铁(Fe)、锰(Mn0)等。