離子交換樹脂法是一種應用廣泛的方法,樹脂中含有的氨基、羥基等活專性基團可以與重金屬離子屬進行螯合、交換反應,從而去除廢水中重金屬離子的方法,同時還可以用於濃縮和回收溶液中痕量的重金屬,其優點是樹脂具有可逆性,可通過再生重復使用,且交換選擇性好,缺點是價格昂貴。因此研究和選擇成本低、選擇性高、交換容量大、吸附-解吸過程可逆性好的離子交換樹脂,對於處理重金屬廢水有著重要意義
㈡ 如何聚沉水中懸浮物的方法
第1節 吸附法
一、 吸附原理
二、 影響吸附的因素
三、 吸附劑
四、 吸附工藝和設備
五、 吸附法在污水處理中的應用
一、吸附原理
固體表面有吸附水中溶解及膠體物質的能力,比表面積很大的活性炭等具有很高的吸附能力,可用作吸附劑。吸附可分為物理吸附和化學吸附。如果吸附劑與被吸附物質之間是通過分子間引力(即范德華力)而產生吸附,稱為物理吸附;如果吸附劑與被吸附物質之間產生化學作用,生成化學鍵引起吸附,稱為化學吸附。離子交換實際上也是一種吸附,將在第二節中討論。
物理吸附和化學吸附並非不相容的,而且隨著條件的變化可以相伴發生,但在一個系統中,可能某一種吸附是主要的。在污水處理中,多數情況下,往往是幾種吸附的綜合結果。
一定的吸附劑所吸附物質的數量與此物質的性質及其濃度和溫度有關。表明被吸附物的量與濃度之間的關系式稱為吸附等溫式。目前常用的公式有二:弗勞德利希(Freundlich)吸附等溫式,朗格繆爾(Langrnuir)吸附等溫式。
二、影響吸附的因素
吸附能力和吸附速度是衡量吸附過程的主要指標。固體吸附劑吸附能力的大小可用吸附量來衡量。吸附速度是指單位重量吸附劑在單位時間內所吸附的物質量。在水處理中,吸附速度決定了污水需要與吸附劑接觸的時間。吸附速度快,則所需的接觸時間就短,吸附設備的容積就小。
多孔性吸附劑的吸附過程基本上可分為三個階段:顆粒外部擴散階段,即吸附質從溶液中擴散到吸附劑表面;孔隙擴散階段,即吸附質在吸附劑孔隙中繼續向吸附點擴散;吸附反應階段,吸附質被吸附在吸附劑孔隙內的吸附點表面。一般,吸附速度主要取決於外部擴散速度和孔隙擴散速度。
顆粒外部擴散速度與溶液濃度成正比,也與吸附劑的比表面積的大小成正比。因此吸附劑顆粒直徑越小,外部擴散速度越快。同時,增加溶液與顆粒間的相對運動速度,也可以提高外部擴散速度。
孔隙擴散速度與吸附劑孔隙的大小和結構,吸附質顆粒的大小和結構等因素有關。一般,吸附劑顆粒越小,孔隙擴散速度越快。
吸附劑的物理化學性質和吸附質的物理化學性質對吸附有很大影響。一般,極性分子(或離子)型的吸附劑容易吸附極性分子(或離子)型的吸附質;非極性分子型的吸附劑容易吸附非極性的吸附質。同時,吸附質的溶解度越低,越容易被吸附。吸附質的濃度增加,吸附量也隨之增加。
污水的pH值對吸附也有影響,活性炭一般在酸性條件下比在鹼性條件下有較高的吸附量。吸附反應通常是放熱反應,因此溫度低對吸附反應有利。
三、吸附劑
吸附劑的種類很多。常用是活性炭和腐植酸類吸附劑。
1.活性炭
在生產中應用的活性炭的種類很多。一般都製成粉末狀或顆粒狀。粉末狀的活性炭吸附能力強,制備容易,價格較低,但再生困難,一般不能重復使用。顆粒狀的活性炭價格較貴,但可再生後重復使用,並且使用時的勞動條件較好,操作管理方便。因此在水處理中較多採用顆粒狀活性炭。
活性炭的比表面積可達800—2000m2/g,有很高的吸附能力。
顆粒狀活性炭在使用一段時間後,吸附了大量吸附質,逐步趨向飽和並喪失工作能力,此時應進行更換或再生。再生是在吸附劑本身的結構基本不發生變化的情況下,用某種方法將吸附質從吸附劑微孔中除去,恢復它的吸附能力。活性炭的再生方法主要有:
(1)加熱再生法 在高溫條件下,提高了吸附質分子的能量,使其易於從活性炭的活性點脫離;而吸附的有機物則在高溫下氧化和分解,成為氣態逸出或斷裂成低分子。活性炭的再生一般用多段式再生爐。爐內供應微量氧氣,使進行氧化反應而又不致使炭燃燒損失。
(2)化學再生法 通過化學反應,使吸附質轉化為易溶於水的物質而解吸下來。例如,吸附了苯酚的活性炭,可用氫氧化鈉溶液浸泡,使形成酚鈉鹽而解吸。
濕式氧化法也是化學再生法,主要用於再生粉末狀活性炭。
在我國,目前活性炭的供應較緊張,再生的設備較少,再生費用較貴,限制了活性炭的廣泛使用。
2.腐植酸類吸附劑
用作吸附劑的腐植酸類物質主要有:天然的富含腐植酸的風化煤、泥煤、褐煤等,它們可以直接使用或經簡單處理後使用;將富含腐植酸的物質用適當的粘合劑制備成的腐植酸系樹脂。
腐植酸類物質能吸附工業廢水中的許多金屬離子,如汞、鉻、鋅、鎘、鉛、銅等。腐植酸類物質在吸附重金屬離子後,可以用H2SO4、HCI、NaCl等進行解吸。目前,這方面的應用還處於試驗、研究階段,還存在吸附(交換)容量不高,適用的pH值范圍較窄,機械強度低等問題,需要進一步研究和解決。
四、吸附工藝和設備
吸附的操作方式分為間歇式和連續式。間歇式是將廢水和吸附劑放在吸附池內進行攪拌30min左右,然後靜置沉澱,排除澄清液。間歇式吸附主要用於小量廢水的處理和實驗研究,在生產上一般要用兩個吸附池、交換工作。在一般情況下,都採用連續的方式。
連續吸附可以採用固定床、移動床和流化床。固定床連續吸附方式是廢水處理中最常用的。吸附劑固定填放在吸附柱(或塔)中,所以叫固定床。移動床連續吸附是指在操作過程中定期地將接近飽和的一部分吸附劑從吸附柱排出,並同時將等量的新鮮吸附劑加入柱中。所謂流化床是指吸附劑在吸附柱內處於膨脹狀態,懸浮於由下而上的水流中。由於移動床和流化床的操作較復雜,在廢水處理中較少使用。
在一般的連續式固定床吸附柱中,吸附劑的總厚度為3~5m,分成幾個柱串聯工作,每個柱的吸附劑厚度為1~2m。廢水從上向下過濾,過濾速度在4~15m/h之間,接觸時間一般不大於30~60min。為防止吸附劑層的堵塞,含懸浮物的廢水一般先應經過砂濾,再進行吸附處理。吸附柱在工作過程中,上部吸附劑層的吸附質濃度逐漸增高,達到飽和而失去繼續吸附的能力。隨著運行時間的推移,上部飽和區高度增加而下部新鮮吸附層的高度則不斷減小,直至全部吸附劑都達到飽和,出水濃度與進水濃度相等,吸附柱全部喪失工作能力。
在實際操作中,吸附柱達到完全飽和及出水濃度與進水濃度相等是不可能的,也是不允許的。通常是根據對出水水質的要求,規定一個出水含污染物質的允許濃度值。當運行中出水達到這一規定值時,即認為吸附層已達到「穿透」,這一吸附柱便停止工作,進行吸附劑的更換。
五、吸附法在污水處理中的應用
由於吸附法對進水的預處理要求高,吸附劑的價格昂貴,因此在廢水處理中,吸附法主要用來去除廢水中的微量污染物,達到深度凈化的目的。如:廢水中少量重金屬離子的去除、少量有害的生物難降解有機物的去除、脫色除臭等。
第2節 離子交換法
離子交換法是水處理中軟化和除鹽的主要方法之一。在廢水處理中,主要用於去除廢水中的金屬離子。離子交換的實質是不溶性離子化合物(離子交換劑)上的可交換離子與溶液中的其它同性離子的交換反應,是一種特殊的吸附過程,通常是可逆性化學吸附。
離子交換劑
水處理中用的離子交換劑有磺化煤和離子交換樹脂。磺化煤利用天然煤為原料,經濃硫酸磺化處理後製成,但交換容量低,機械強度差,化學穩定性較差,已逐漸為離子交換樹脂所取代。
離子交換樹脂是人工合成的高分子聚合物,由樹脂本體(又稱母體或骨架)和活性基團兩個部分組成。生產離子交換劑的樹脂母體最常見的是苯乙烯的聚合物,是線性結構的高分子有機化合物。在原料中,常加上一定數量的二乙烯苯做交聯劑,使線狀聚合物之間相互交聯,成立體網狀結構。樹脂的外形呈球狀顆粒,粒徑為:0.6~1.2mm(大粒徑樹脂),0.3~0.6mm(中粒徑樹脂),或0.02~0.1mm(小粒徑樹脂)。樹脂本身不是離子化合物,並無離子交換能力,需經適當處理加上活性基團後,才具有離子交換能力。活性基團由固定離子和活動離子組成。固定離子固定在樹脂的網狀骨架上,活動離子(或稱交換離子)則依靠靜電引力與固定離子結合在一起,二者電性相反電荷相等。
離子交換樹脂按樹脂的類型和孔結構的不同可分為:凝膠型樹脂、大孔型樹脂、多孔凝膠型樹脂、巨孔型(MR型)樹脂和高巨孔型(超MR型)樹脂等。
第3節 萃取法
在化工上,用適當的溶劑分離混合物的過程叫萃取。當混合物為溶液時叫液—液萃取,當混合物為固體時叫固—液萃取;使用的溶劑叫萃取劑,提出的物質叫萃取物,在廢水處理上,利用廢水中的雜質在水中和有機萃取劑中溶解度的不同,可以採用萃取的方法,將雜質提取出來。例如含酚濃度較高的廢水。由於酚在有機溶劑中的溶解度遠遠高於在水中的溶解度,我們可以利用酚的這種性質以及有機溶劑(如:油)與水不相溶的性質,選用適當的有機溶劑從廢水中把有害物質酚提取出來。
用萃取法處理廢水時,有三個步驟:①把萃取劑加入廢水,並使它們充分接觸,有害物質作為萃取物從廢水中轉移到萃取劑中;②把萃取劑和廢水分離開來,廢水就得到了處理。也可以再進一步接受其他的處理;③把萃取物從萃取劑中分離出來,使有害物質成為有用的副產品,而萃取劑則可回用於萃取過程才算,在技術上已經成立;其次,是經濟上的考慮。技術上可靠,經濟上合理,生產才能採用。
在化工上常使用「相」這個名詞。「相」是一個均勻物質,具有組成相同和性質相同的特徵。如在一個物質體系裡同時存在界面明確的兩部分物質,這兩部分物質就抽象地叫做兩個相。例如,油和水混在一起,即使劇烈攪拌,油滴分散在水中,油水之間仍然存在明確的界面,我們就說這是存在水相和油相。一個物質體系裡的兩個相,常常一個呈連續狀態而另一個呈分散狀態,呈連續狀態的叫連續相,呈分散狀態的叫分散相。一個物質體系的相數並無限制。
第4節 膜析法
一、 滲析法
二、 反滲透法
三、 超過濾法
膜析法是利用薄膜以分離水溶液中某些物質的方法的統稱。目前有擴散滲析法(滲析法)、電滲析法、反滲透法和超過濾法等。
一、滲析法
人們早就發現,一些動物膜,如膀胱膜、羊皮紙(一種把羊皮刮薄做成的紙),有分隔水溶液中某些溶解物質(溶質)的作用。例如,食鹽能透過羊皮紙,而糖、澱粉、樹膠等則不能。如果用羊皮紙或其他半透膜包裹一個穿孔杯,杯中滿盛鹽水,放在一個盛放清水的燒杯中,隔上一段時間,我們會發現燒杯內的清水帶有鹹味,表明鹽的分子已經透過羊皮紙或半透膜進入清水。如果把穿孔杯中的鹽水換成糖水,則會發現燒杯中的清水不會帶甜味。顯然,如果把鹽和糖的混合液放在穿孔杯內,並不斷地更換燒杯里的清水,就能把穿孔杯中混合液內的食鹽基本上都分離出來,使混合液中的糖和鹽得到分離。這種方法叫滲析法。起滲析作用的薄膜,因對溶質的滲透性有選擇作用,故叫半透膜。近年來半透膜有很大的發展,出現很多由高分子化合物製造的人造薄膜,不同的薄膜有不同的選擇滲析性。半透膜的滲析作用有三種類型:①依靠薄膜中「孔道」的大,小分離大小不同的分子或粒子;②依靠薄膜的離子結構分離性質不同的離子,例如用陽離子交換樹脂做成的薄膜可以透過陽離子,叫陽離子交換膜,用陰離子樹脂做成的薄膜可以透過陰離子,叫陰離子交換膜;③依靠薄膜:的有選擇的溶解性分離某些物質,例如醋酸纖維膜有溶解某些液體和氣體的性能,而使這些物質透過薄膜。一種薄膜只要具備上述三種作用之一,就能有選擇地讓某些物質透過而成為半透膜。在廢水處理中最常用的半透膜是離子交換膜。
二、反滲透法
反滲透法是一種藉助壓力促使水分子反向滲透,以濃縮溶液或廢水的方法。
如果將純水和鹽水用半透膜隔開,此半透膜只有水分子能夠透過而其他溶質不能透過,則水分子將透過半透膜進人溶液(鹽水),溶液逐漸從濃變稀,液面則不斷上升,直到某一定值為止。這個現象叫滲透,高出於水面的水柱高度(決定於鹽水的濃度)是由於溶液的滲透壓所致。可以理解,如果我們向溶液的一側施加壓力,並且超過它的滲透壓,則溶液中的水就會透過半透膜,流向純水一側,而溶質被截留在溶液一側,這種方法就是反滲透法(或稱逆滲透法)。
近年來,由於反滲透膜材料和製造技術的發展以及新型裝置的不斷開發和運行經驗的積累,反滲透技術的發展非常迅速,已廣泛用於水的淡化、除鹽和製取純水等,還能用以去除水中的細菌和病毒。但反滲透法所需的壓力較高,工作壓力要比滲透壓力大幾十倍。即使是改進的復合膜,正常工作壓力也需1.5MPa左右。同時,為了保證反滲透裝置的正常運行和延長膜的壽命,在反滲透裝置前必須有充分的預處理裝置。
反滲透裝置一般都由專門的廠家製成成套設備後出售。在生產中,根據需要予以選用。
三、超過濾法
超過濾法與反滲透法相似。但超濾膜的微孔孔徑比反滲透膜大,在0.005—1um之間。超濾的過程並不是單純的機械截留,物理篩分,而是存在著以下三種作用:①溶質在膜表面和微孔孔壁上發生吸附;②溶質的粒徑大小與膜孔徑相仿,溶質嵌在孔中,引起阻塞;③溶質的粒徑大於膜孔徑,溶質在膜表面被機械截留,實現篩分。毫無疑問,我們應力求避免在孔壁上的吸附和膜孔的阻塞,應選用與被分離溶質之間相互作用弱和膜孔結構是外密內疏的不對稱構造的超濾膜。
超濾的過程是動態過濾,即在超濾膜的表面既受到垂直於膜面的壓力,使水分子得以透過膜面並與被截留物質分離,同時又產生一個與膜表面平行的切向力,以將截留在膜表面的物質沖開。所以,超濾運行的周期可以較長。在運行方面,還可短時間地停止透水而增加切面流速,即可達到沖洗膜面的效果,使透水率得到恢復。這樣的運行方式,使超濾(膜)—活性污泥法這種新型的處理工藝得以實施和發展。
在廢水處理中,超過濾法目前主要用於分離有機的溶解物,如澱粉、蛋白質、樹膠、油漆等。超過濾法所需的壓力比反滲透法要低,一般為0.1—0.7MPa。
㈢ 離子交換法在工業用水處理中主要用於製取設么
預處理(pre-treatment),是指在進行最後加工完善以前進行的准備過程,具體應用在不同的行業或領域,會有不同的解釋。在一些程序設計語言中,預處理是preprocessing的翻譯。含義程序設計領域中,預處理一般是指在程序源代碼被翻譯為目標代碼的過程中,生成二進制代碼之前的過程。典型地,由預處理器(preprocessor) 對程序源代碼文本進行處理,得到的結果再由編譯器核心進一步編譯。這個過程並不對程序的源代碼進行解析,但它把源代碼分割或處理成為特定的單位——(用C/C++的術語來說是)預處理記號(preprocessing token)用來支持語言特性(如C/C++的宏調用)。 C/C++預處理最常見的預處理是C語言和C++語言。ISO C和ISO C++都規定程序由源代碼被翻譯分為若干有序的階段(phase) [1] [2] ,通常前幾個階段由預處理器實現。預處理中會展開以#起始的行,試圖解釋為預處理指令(preprocessing directive) ,其中ISO C/C++要求支持的包括#if/#ifdef/#ifndef/#else/#elif/#endif(條件編譯)、#define(宏定義)、#include(源文件包含)、#line(行控制)、#error(錯誤指令)、#pragma(和實現相關的雜注)以及單獨的#(空指令)[1] [2] 。預處理指令一般被用來使源代碼...
㈣ 現代污水處理有哪些常見的方法
1、物理處理法
物理處理法是通過物理作用, 以分離、 回收污水中不溶解的、 呈懸浮狀的污染物質(包括油膜和油珠), 在處理過程中不改變其化學性質。 常用的有過濾法、 沉澱法、 浮選法等。
(1) 過濾法:利用過濾介質截流污水中的懸浮物。 過濾介質有篩網、紗布、 粒物, 常用的過濾設備有格柵、篩網、微濾機等。
1) 格柵與篩網。 在排水工程中, 廢水通過下水道流人水處理廠, 首先應經過斜置在渠道內的一組金屬制的呈縱向平行的框條(格柵)、 穿孔板或過濾網(篩網), 使漂浮物或懸浮物不能通過而被阻留在格柵、 細篩或濾料上。
這一步屬廢水的預處理, 其目的在於回收有用物質;初步漫清廢水以利於以後的處理, 減輕沉澱池或其他處理設備的負荷;保護抽水機械, 以免受到顆粒物堵塞發生故障。 保護水泵和其他處理設備。格柵截留的效果主要取決於污水水質和格柵空隙的大小。 清渣方法有人工與機械兩種。柵渣應及時清理和處理。
篩網主要用於截留粒度在數毫米到數十毫米的細碎懸浮態雜物, 如纖維、紙漿、藻類等,通常用金屬絲、化纖編織而成,或用穿孔鋼板,孔徑一般小於5mm,最小可為0.2mm。 篩網過濾裝置有轉鼓式、 旋轉式、 轉盤式、 固定式振動斜篩等。 不論何種結構,既要能截留污物,又便於卸料及清理篩面 。
2)粒狀介質過濾(又稱彤、濾、 驚料過濾)。 廢水通過粒狀濾料(如石英砂)床層時,其中細小的懸浮物和肢體就被截留在濾料的表面和內部空隙中。 常用的過濾介質有石英砂、 無煙煤和石榴石等。 在過濾過程中濾料同時對懸浮物進行物理截留、 沉降和吸附等作用。 過濾的效果取決於濾料孔徑的大小、 濾料層的厚度、 過濾速度及污水的性質等因素。
當廢水自上而下流過粒狀濾料層時,位徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中,從而使此層濾料空隙越來越小,逐漸形成一層主要由被截留的團體顆粒構成的濾膜, 並由它起主要的過濾作用。 這種作用屬於阻力截留或篩濾作用。
廢水通過濾料層時,眾多的濾料表面提供了巨大的可供懸浮物沉降的有效面積,形成無數的小 「沉澱池」,懸浮物極易在此沉降下來。這種作用屬於重力 沉降。
由於濾料具有巨大的表面積, 它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。此外,砂粒在水中常常帶有表面負電荷,能吸附帶正電荷的鐵、 鋁等肢體,從而在濾料表面形成帶正電荷的薄膜,並進而吸附帶負電荷的膠土和多種有機物等膠體,在砂粒上發生接觸絮凝。
(2)沉澱法。沉澱法是利用污水中的懸浮物和水的相對密度不同的原理, 藉助重力沉降作用使懸浮物從水中分離出來。 根據水中懸浮顆粒的濃度及絮凝特性(即彼此帖結聚團的能力)可分為四種:
1) 分離沉降(或自由沉降)。在沉澱過程中,顆粒之間互不聚合,單獨進行沉降。 顆位只受到本身在水中的重力和水流阻力的作用,其形狀、 尺寸、 質量均不改變,下降速度也不改變。
2)混凝沉澱(或稱作絮凝沉降)。 混凝沉降是指在混凝劑的作用下,使廢水中的膠體和細微懸浮物凝聚為具有可分離性的絮凝體,然後採用重力沉降予以分離去除。 混凝沉澱的特點是在沉澱過程中,顆粒接觸碰撞而互相聚集形成較大絮體,因此顆粒的尺寸和質量均會隨深度的增加而增大,其沉速也隨深度 而增加。
常用的無機混凝劑有硫酸鋁、 硫酸亞鐵、 三氯化鐵及聚合鋁;常用的有機絮凝劑有聚丙烯酷膠等,還可採用助凝劑如水玻璃、 石灰等 。
3)區域沉降(又稱擁擠沉降、 成層沉降)。 當廢水中懸浮物含量較高時,顆粒間的距離較小,其間的聚合力能使其集合成為一個整體,並一同下沉,而顆粒相互間的位置不發生變動,因此澄清水和混水間有一明顯的分界面,逐漸向下移動,此類沉降稱為區域沉降。加高濁度水的沉澱池和二次沉澱池中的沉降(在沉降中後期)多屬此類。
4)壓縮沉澱。當懸浮液中的懸浮固體濃度很高時,顆粒互相接觸、擠壓,在上層顆粒的重力作用下,下層顆粒間隙中的水被擠出,顆粒群體被壓縮。壓縮沉澱發生在沉澱池底部的污泥斗或污泥濃縮池中,進行得很緩慢。依據水中懸浮性物質的性質不同,設有沉砂池和沉澱池兩種設備。
沉砂池用於除去水中砂粒、煤渣等相對密度較大的元機顆粒物。沉砂池一般設在污水處理裝置前,以防止處理污水的其他機械設備受到磨損。
沉澱池是利用重力的作用使懸浮性雜質與水分離。它可以分離直徑為20~100µ,m以上的顆粒。根據沉澱池內的水流方向,可將其分為平流式、輻流式和豎流式三種。
①平流式沉澱池。廢水從池一端流人,按水平方向在池內流動,水中懸浮物逐漸沉向池底,澄清水從另一端溢出。
②輻流式沉澱池。池子多為圓形,直徑較大,一般在20~30m以上,適用於大型水處理廠。原水經進水管進入中心筒後,通過筒壁上的孔口和外圍的環形穿孔擋板,沿徑向呈輻射狀流向沉澱池周邊。由於過水斷面不斷增大,流速逐漸變小,顆粒沉降下來,澄清水從其周圍溢出匯入集水槽排出。
③豎流式沉澱池。截面多為圓形,也有方形和多角形的。水由中心管的下口流入池中,通過反射板的阻攔向四周分布於整個水平斷面上,緩緩向上流動。沉速超過上升流速的顆粒則沉到污泥斗,澄清後的水由四周的埋口溢出池外。
在污水處理與利用的方法中,沉澱(或上浮)法常常作為其他處理方法前的預處理。如用生物處理法處理、污水時,一般需事先經過預沉池去除大部分懸浮物質,以減少生化處理時的負荷,而經生物處理後的出水仍要經過二次沉澱池的處理,進行泥水分離以保證出水水質。
(3)浮選法。將空氣通人污水中,並以微小氣泡形式從水中析出成為載體,污水中相對密度接近於水的微小顆粒狀的污染物質(如乳化油等)附在氣泡上,並隨氣泡上升到水面,然後用機械的方法撇除,從而使污水中的污染物質得以從污水中分離出來。疏水性的物質易氣浮,而親水性的物質不易氣浮。因此有時為了提高氣浮效率,需向污水中加入浮選劑改變污染物的表面特性,使某些親水性物質轉變為疏水性物質,然後氣浮除去,這種方法稱為「浮選」。
氣浮時要求氣泡的分散度高,量多,有利於提高氣浮的效果。泡沫層的穩定性要適當,既便於浮渣穩定在水面上,又不影響浮渣的運送和脫水。產生氣 泡的方法有兩種:
1)機械法。使空氣通過微孔管、微孔板、帶孔轉盤等生成微小氣泡。
2)壓力溶氣法。將空氣在一定的壓力下溶於水中, 並達到飽和狀態, 然後突然減壓, 過飽和的空氣便以微小氣泡的形式從水中逸出。 目前廢水處理中的氣浮工藝多採用壓力溶氣法。
氣浮法的主要優點有:設備運行能力優於沉澱池, 一般只需15~20min即可完成固液分離, 因此它佔地少, 效率較高;氣浮法所產生的污泥較乾燥, 不易腐化, 且系表面刮取, 操作較便利;整個工作是向水中通人空氣, 增加了水中的潛解氧量, 對除去水中有機物、 藻類表面活性劑及臭味等有明顯效果, 其出水水質為後續處理及利用提供了有利條件。
氣浮法的主要缺點是:耗電量較大;設備維修及管理工作量增加, 運轉部分常有堵塞的可能;浮渣露出水面, 易受風、 雨等氣候因素影響。
除了上述兩種氣浮方法外, 目前較為常用的方法還有電解氣浮法。
(4)離心分離法。 含有懸浮污染物質的污水在高速旋轉時, 利用懸浮顆粒(如乳化油)和污水受到的離心力不同, 從而達到分離目的的方法。 常用的離心設備有旋流分離器和離心
2、化學處理法
向污水中投加化學試劑, 利用化學反應來分離、 回收污水中的污染物質,或將污染物質轉化為無害的物質。 該法既可使污染物與水分離, 回收某些有用物質, 也能改變污染物的性質, 如降低廢水的酸鹼度、 去除金屬離子、 氧化某些有毒有害的物質等, 因此可達到比物理法更高的凈化程度。 常用的化學方法 有化學沉澱法、 中和法、 氧化還原法和混凝法。
化學法處理的局限性如下:
由於化學處理廢水常採用化學葯劑(或材料), 處理費用一般較高, 操作與 管理的要求也較嚴格。
化學法還需與物理法配合使用。 在化學處理之前, 往往需用沉澱和過濾等手段作為前處理;在某些場合下,又需採用沉澱和過濾等物理手段作為化學處理的後處理。
( 1)化學沉澱法。
化學沉澱法是指向廢水中投加某些化學葯劑, 使其與廢水中的溶解性污染物發生五換反應, 形成難榕於水的鹽類(沉澱物)從水中沉澱出來, 從而降低或除去水中的污染物。化學沉澱法多用於在水處理中去除鈣離子、 鏡離子以及廢水中的重金屬離子, 如隸、 鍋、鉛、 缽等。 按使用的沉澱劑不同, 沉澱法可分為石灰法(又稱為氫氧化物沉澱法)、硫化物法和銀鹽法等。
水中Ca 2+、 Mg2+令 含量的總和稱總硬度, 可分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。碳酸鹽硬度可投加石灰使水中的Ca 2+和Mg2+形成CaC03和Mg (OH) 2沉澱而降低, 如需同時去除非碳酸鹽硬度, 可採用石灰-蘇打軟化法, 使Ca 2+和Mg2+ 形成CaC03 矛llMg ( OH) 2沉澱除去。 因此, 當原水硬度或鹼度較高時, 可先用化學沉澱法作為離子交換軟化的前處理, 以節省離子交換的運行費用。
去除廢水中的重金屬離子時, 一般採用投加碳酸鹽的方法, 生成的金屬離子, 碳酸鹽的溶度積很小, 便於回收。 如利用碳酸銷處理含鎊廢水。
ZnS04 + Na 2C03 一一→ZnC03 ↓+ NazS04
此法優點是經濟簡便, 葯劑來源廣, 因此在處理重金屬廢水時應用最廣。 存在的問題是勞動衛生條件差, 管道易結垢堵塞與腐蝕;沉澱體積大, 脫水困難。
(2)中和法。
中和法處理是利用酸鹼相互作用生成鹽和水的化學原理, 將廢水從酸性或鹼性調整到中性附近的處理方法。 對於酸或鹼的濃度大於3%的廢水, 首先應進 行酸鹼的回收。 對於低濃度的酸鹼廢水, 可採取中和法進行處理。
酸性污水的處理, 通常採用投加石灰、 苛性鍋、 碳酸鍋或以石灰石、 大理石作潔、料來中和酸性污水。 鹼性污水的處理, 通常採用投加硝酸、 鹽酸或利用二氧化碳氣體中和鹼性污水。 另外, 對於酸、 鹼性污水也可以用二者相互中和的辦法來處理。
(3)氧化還原法。
氧化還原法是通過化學葯劑與水中污染物之間的氧化還原反應, 將污水中的有毒有害污染物轉化為無毒或微毒物質的方法。 這種方法主要處理無機污染物, 如重金屬和氧化物的污染。 利用高健酸御、 液氯、 臭氧等強氧化劑或電極的陽極反應, 將廢水中的有害物質氧化分解為元害物質;利用鐵粉等還原劑或電極的陰極反應, 將廢水中的有害物質還原為無害物質;臭氧氧化法對污水進 行脫色、 殺菌和除臭處理;空氣氧化法處理含硫廢水;還原法處理含錦電鍍廢水等都是氧化還原法處理廢水的實例。
水處理常用的氧化劑有氧、 臭氧、 氯、 次氯酸等。 常用的還原劑有硫酸亞鐵、 亞硫酸鹽、 鐵屑、 鑄粉等。
(4)混凝法。
混凝法是在含不易沉降的細顆粒及膠體顆粒的廢水中加入電解質以破壞肢體的穩定性而使其聚沉。 常用的混凝劑有硫酸鋁、 硫酸亞鐵、 三氯化鐵、 聚乙烯亞股或聚丙烯酷膠等。 為加速混凝常伴隨加入助凝劑石灰、 活性硅膠、 骨膠等。
3、物理化學處理法
物理化學法(簡稱物化法), 是利用萃取、 吸附、 離子交換、 膜分離技術、氣提等物理化學的原理, 處理或回收工業廢水的方法。 它主要用分離廢水中無機的或有機的(難以生物降解的)溶解態或膠態的污染物質, 回收有用組分,並使廢水得到深度凈化。 因此, 適合於處理雜質濃度很高的廢水(用作回收利用的方法), 或是濃度很低的廢水(用作廢水深度處理)。利用物理化學法處理工業廢水前, 一般要經過預處理, 以減少廢水中的懸浮物、 油類、 有害氣體等雜質, 或調整廢水的pH值, 以提高回收效率、 減少損耗。同時, 濃縮的殘渣要 經過後處理以避免二次污染。常用的方法有萃取法、 吸附法、 離子交換法、 膜析法(包括滲析法、 電滲析法、 反滲透法、 超濾法等)。
(1)萃取法。
萃取法是向污水中加人一種與水不相溶而密度小於水的有機溶劑, 充分混合接觸後使污染物重新分配, 由水相轉移到溶劑相中, 利用溶劑與水的密度差別, 將溶劑分離出來, 從而使污水得到凈化的方法。再利用溶質與溶劑的沸點差將溶質蒸館回收, 再生後的溶劑可循環使用。使用的溶劑叫萃取劑, 提出的物質叫萃取物。 萃取是一種液-液相間的傳質過程, 是利用污染物(溶質)在水與有機溶劑兩相中的溶解度不同進行分離的。
在選擇萃取劑時, 應注意萃取劑對被萃取物(污染物)的選擇性, 即溶解能力的大小, 通常溶解能力越大, 萃取的效果越好;萃取劑與水的密度相差越大, 萃取後與水分離就越容易。常用的萃取劑有含氧萃取劑、 含磷萃取劑、 含氮萃取劑等 。 常用的萃取設備有脈沖篩板塔、 離心萃取機等。
(2)吸附法。
吸附法處理廢水是利用——種多孔性固體材料(吸附劑)的表面來吸附水中的一種或多種溶解污染物、 有機污染物等(稱為熔質或吸附質), 以回收或去除它們, 使廢水得以凈化。例如, 利用活性炭可吸附廢白水中的盼、 隸、 錯、氧等劇毒物質, 且具有脫色、 除臭等作用。吸附法目前多用於污水的深度處理, 可分為靜態吸附和動態吸附兩種方法, 即在污水分別處於靜態和流動態時進行吸 附處理。常用的吸附設備有固定床、 移動床和流動床等。
在廢水處理中常用的吸附劑有活性炭、 磺化煤、 木炭、 焦炭、 硅藻土、 木屑和吸附樹脂等。以活性炭和吸附樹脂應用較為普遍。一般吸附劑均呈鬆散多 孔結構, 具有巨大的比表面積。其吸附力可分為分子引力(范德華力)、 化學鍵力和靜電引力三種。水處理中大多數吸附是上述三種吸附力共同作用的結果。
吸附劑吸附飽和後必須經過再生, 把吸附質從吸附劑的細孔中除去, 恢復其吸附能力。再生的方法有加熱再生法、 蒸汽吹脫法、 化學氧化再生法(濕式氧化、 電解氧化和臭氧氧化等)、 溶劑再生法和生物再生法等。
由於吸附劑價格較貴, 而且吸附法對進水的預處理要求高, 因此多用於給水處理中。
(3)離子交換法。
離子交換法是利用離子交換劑的離子交換作用置換污水中的離子態污染物質的方法。隨著離子交換樹脂的生產和離子交換技術的發展, 由於效果良好, 操作方便, 近年來在回收和處理工業污水中的有毒物質方面, 得到一定的應用。如用陽離子交換劑去除(回收) 污水中的銅、鎳、鎘、鋅、汞、金、銀、鉑等重金屬。
離子交換法多用於工業給水處理中的軟化和除鹽, 主要去除廢水中的金屬 離子。 離子交換軟化法採用Na+交換樹脂。
(4)膜析法。
1) 電滲析法。電摻析法是在直流電場的作用下, 利用陰、 陽離子交換膜對溶液中陰陽離子的選擇透過性(即陽膜只允許陽離子通過, 陰膜只允許陰商子通過), 使一部分溶液中的離子遷移到另一部分溶液中去,使得溶液中的電解質與水分離, 從而達到濃縮、純化、分離的一 種水處理方法。電滲析法是在離子交換技術基礎上發展起來的新方法, 除用於污水處理外, 還可用於海水除鹽、制備去離子水(純水)等。
2)反滲透法。
反滲透法巳用於含重金屬廢水的處理、 污水的深度處理及海水淡化等。在世界淡水供應危機嚴重的今天, 反滲透法結合蒸館法的海水淡化技術前景廣闊。 它的另一重要用途是與離子交換系統聯用, 作為離子交換的預處理方法以制備去離子的超純水。在廢水處理中, 反滲透法主要用於去除與回收重金屬離子, 去除鹽、有機物、色度以及放射性元素等。
目前在水處理領域內廣泛應用的半透膜有醋酸纖維素 膜和聚酷膠膜磺化聚苯醋等高聚物。常用的反滲透裝置有管式、螺旋式、中空纖維式及板框式等。滲透水可重復利用。
4、生物處理法
生物處理法是利用自然環境中微生物的生物化學作用, 氧化分解溶解於污 水中或肢體狀態的有機污染物和某些無機毒物(如氟化物、硫化物), 並將其轉化為穩定無害的無機物, 從而使廢水得以凈化的方法。 此法具有投資少、效果好、運行費用低等優點, 在城市廢水和工業廢水的處理中得到最廣泛的應用。
現代生物處理法根據微生物在生化反應中是否需要氧氣, 分為好氧生物處 理和厭氧生物處理兩類。
(1)好氧生物處理法。
在有氧的條件下, 依賴好氧菌和兼氧菌的生化作用完成廢水處理的工藝稱為好氧生物處理法。 該法需要有氧的供應。 根據好氧微生物在處理系統中所呈現的狀態, 可分為活性污泥法和生物膜法。
1)活性污泥法是目前使用最廣泛的一種生物處理法。 該方法是向曝氣池中富含有機污染物並有細菌的廢水中不斷地通人空氣(曝氣), 在一定的時間後就會出現懸浮態絮狀的泥粒, 這實際上是由好氧菌(及兼性好氧菌)所吸附的有機物和好氧菌代謝活動的產物所組成的聚集體, 具有很強的分解有機物的能力,稱之為 「活性污泥」。從曝氣池流出的污水和活性污泥混合液經沉澱池沉澱分離後, 澄清的水被排放, 污泥作為種泥迴流到曝氣池, 繼續運作。 這種以活性污泥為主體的生物處理法稱為 活性污泥法」 。廢水在曝氣池中停留4~6h, 可除去廢水中的有機物(BOD6)約90%。 活性污泥法有多種池型及運行方式, 通常有普通活性污泥法、完全混合式表面曝氣法、吸附再生法等。
2)生物膜法是使污水連續流經固體填料(碎石、煤渣或塑料填料), 微生物在填料上大量繁殖, 形成污泥狀的膠膜稱為生物膜, 利用生物膜處理污水的方法,稱為生物膜法。生物膜主要由大量的菌膠團、真菌、藻類和原生動物組成。 生物膜上的微生物起到和活性污泥同樣的凈化作用, 吸附並降解水中的有機污 染物, 從填料上脫落的衰老的生物膜隨處理後的污水流入沉澱池, 經過沉澱池沉澱分離後, 使污水得以凈化。常用的生物膜法有生物濾池、生物接觸氧化池、生物轉盤等。
(2)厭氧生物處理法。
在無氧的條件下, 利用厭氧微生物的作用分解、污水中的有機物, 使污水凈化的方法稱為厭氧生物處理法。 近年來, 世界性的能源緊張, 使污水處理向節能和實現能源化的方向發展, 從而促進了厭氧微生物處理方法的發展。 一大批高效新型厭氧生物反應器相繼出現, 包括厭氧生物濾池、 升流式厭氧污泥床、 厭氧硫化床等。 它們的共同特點是反應器中生物團體濃度很高, 市泥齡很長, 因此處理能力大大提高, 從而使厭氧生物處理法所具有的能耗小、可以回收能源、 剩餘的污泥量少、 生成的污泥穩定而易處理、 對高濃度有機廢水處理效率高等優點得到充分體現。厭氧生物處理法經過多年的發展,已經成為污水處理的主要方法之一。
5、除磷、 脫氮
( 1) 除磷。 城市廢水中磷的主要來源是糞便、 洗滌劑和某些工業廢水, 以正磷酸鹽、 聚磷酸鹽和有機磷的形式溶解於水中。 常用的除磷方法有化學法和生物法。
1)化學法除磷。 利用磷酸鹽與鐵鹽、 石灰、 鋁鹽等反應生成磷酸鐵、 磷酸鈣、 磷酸鋁等沉澱, 將磷從廢水中排除。化學法的特點是磷的去除效率較高, 處理結果穩定, 污泥在處理和處置過程中不會重新釋放磷造成二次污染,但污泥的產量比較大。
2)生物法除磷。生物法除磷是利用微生物在好氧條件下, 對廢水中溶解性 磷酸鹽的過量吸收,沉澱分離而除磷。 整個處理過程分為厭氧放磷和好氧吸磷 兩個階段。
含有過量磷的廢水和含磷活性污泥進人厭氧狀態後,活性污泥中的聚磷商在厭氧狀態下, 將體內積聚的聚磷分解為無機磷釋放回廢水中。這就是 「 厭氧放磷」。聚磷菌在分解聚磷時產生的能量除一部分供自己生存外, 其餘供聚磷菌吸收廢水中的有機物,並在厭氧發酵產酸菌的作用下轉化成乙酸背,再進一步轉化為PHB (聚自-短基丁酸) 儲存於體內。
進入好氧狀態後, 聚磷菌將儲存於體內的PHB進行好氧分解, 並釋放出大 量能量,一部分供自己增殖, 另一部分供其吸收廢水中的磷酸鹽, 以聚磷的形式積聚於體內。這就是 「好氧吸磷」。在此階段, 活性污泥不斷增殖。 除了一部分含磷活性活泥迴流到厭氧池外, 其餘的作為剩餘污泥排出系統,達到除磷的目的。
(2) 脫氮。
生活廢水中各種形式的氮占的比例比較恆定:有機氮 50%~60%,氨氮40%~ 50%,亞硝酸鹽與硝酸鹽中的氮占 0~ 5%。 它們均來源於人們食物中的蛋白質。脫氮的方法有化學法和生物法兩大類。
1)化學法脫氮。包括氨吸收法和加氯法。
①氨吸收法。 先把廢水的pH值調整到10以上,然後在解吸塔內解吸氨
②加氯法。在含氨氮的廢水中加氯。通過適當控制加氯量, 可以完全除去水中的氨氮。為了減少氯的投加量, 此法常與生物硝化聯用, 先硝化再除去微量的殘余氨氮。
2)生物法脫氮。生物脫氮是在微生物作用下, 將有機氮和氨態氮轉化為氮氣的過程, 其中包括硝化和反硝化兩個反應過程。
硝化反應是在好氧條件下, 廢水中的氨態氮被硝化細菌 (亞硝酸菌和硝酸菌)轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。 反硝化反應是在無氧條件下, 反硝化菌將硝酸鹽氮(N03-)和亞硝酸鹽氮(NH2-)還原為氮氣。因此整個脫氮過程需經歷好氧和缺氧兩個階段。
㈤ 重金屬水處理方法有哪些
目前,重金屬廢水處理的方法大致可以分為三大類:(1)化學法;(2)物理處理法;(3)生物處理法。
化學法
化學法主要包括化學沉澱法和電解法,主要適用於含較高濃度重金屬離子廢水的處理,化學法是目前國內外處理含重金屬廢水的主要方法。
2.1.1化學沉澱法
化學沉澱法的原理是通過化學反應使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶於水的重金屬化合物,通過過濾和分離使沉澱物從水溶液中去除,包括中和沉澱法、硫化物沉澱法、鐵氧體共沉澱法。由於受沉澱劑和環境條件的影響,沉澱法往往出水濃度達不到要求,需作進一步處理,產生的沉澱物必須很好地處理與處置,否則會造成二次污染。
2.1.2電解法
電解法是利用金屬的電化學性質,金屬離子在電解時能夠從相對高濃度的溶液中分離出來,然後加以利用。電解法主要用於電鍍廢水的處理,這種方法的缺點是水中的重金屬離子濃度不能降的很低。所以,電解法不適於處理較低濃度的含重金屬離子的廢水。
物理處理法
物理處理法主要包含溶劑萃取分離、離子交換法、膜分離技術及吸附法。
2.2.1溶劑萃取分離
溶劑萃取法是分離和凈化物質常用的方法。由於液液接觸,可連續操作,分離效果較好。使用這種方法時,要選擇有較高選擇性的萃取劑,廢水中重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在,例如在酸性條件下,與萃取劑發生絡合反應,從水相被萃取到有機相,然後在鹼性條件下被反萃取到水相,使溶劑再生以循環利用。這就要求在萃取操作時注意選擇水相酸度。盡管萃取法有較大優越性,然而溶劑在萃取過程中的流失和再生過程中能源消耗大,使這種方法存在一定局限性,應用受到很大的限制。
2.2.2離子交換法
離子交換法是重金屬離子與離子交換劑進行交換,達到去除廢水中重金屬離子的方法。常用的離子交換劑有陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂、螯合樹脂等。幾年來,國內外學者就離子交換劑的研製開發展開了大量的研究工作。隨著離子交換劑的不斷涌現,在電鍍廢水深度處理、高價金屬鹽類的回收等方面,離子交換法越來越展現出其優勢。離子交換法是一種重要的電鍍廢水治理方法,處理容量大,出水水質好,可回收重金屬資源,對環境無二次污染,但離子交換劑易氧化失效,再生頻繁,操作費用高。
2.2.3膜分離技術
膜分離技術是利用一種特殊的半透膜,在外界壓力的作用下,不改變溶液中化學形態的基礎上,將溶劑和溶質進行分離或濃縮的方法,包括電滲析和隔膜電解。電滲析是在直流電場作用下,利用陰陽離子交換膜對溶液陰陽離子選擇透過性使水溶液中重金屬離子與水分離的一種物理化學過程。隔膜電解是以膜隔開電解裝置的陽極和陰極而進行電解的方法,實際上是把電滲析與電解組合起來的一種方法。上述方法在運行中都遇到了電極極化、結垢和腐蝕等問題。
2.2.4吸附法
吸附法是利用多孔性固態物質吸附去除水中重金屬離子的一種有效方法。吸附法的關鍵技術是吸附劑的選擇,傳統吸附劑是活性炭。活性炭有很強吸附能力,去除率高,但活性炭再生效率低,處理水質很難達到回用要求,價格貴,應用受到限制。近年來,逐漸開發出有吸附能力的多種吸附材料。有相關研究表明,殼聚糖及其衍生物是重金屬離子的良好吸附劑,殼聚糖樹脂交聯後,可重復使用10次,吸附容量沒有明顯降低。利用改性的海泡石治理重金屬廢水對Pb2+、Hg2+、Cd2+ 有很好的吸附能力,處理後廢水中重金屬含量顯著低於污水綜合排放標准。另有文獻報道蒙脫石也是一種性能良好的粘土礦物吸附劑,鋁鋯柱撐蒙脫石在酸性條件下對Cr 6+的去除率達到99%,出水中Cr 6+含量低於國家排放標准,具有實際應用前景。
生物處理法
生物處理法是藉助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法,包括生物吸附、生物絮凝、植物修復等方法。
2.3.1生物吸附
生物吸附法是指生物體藉助化學作用吸附金屬離子的方法。藻類和微生物菌體對重金屬有很好的吸附作用,並且具有成本低、選擇性好、吸附量大、濃度適用范圍廣等優點,是一種比較經濟的吸附劑。用生物吸附法從廢水中去除重金屬的研究,美國等國家已初見成效。有研究者預處理假單胞菌的菌膠團後,將其固定在細粒磁鐵礦上來吸附工業廢水中Cu,發現當濃度高至100 mg/L時,除去率可達96%,用酸解吸,可以回收95%銅,預處理可以增加吸附容量。但生物吸附法也存在一些不足,例如吸附容量易受環境因素的影響,微生物對重金屬的吸附具有選擇性,而重金屬廢水常含有多種有害重金屬,影響微生物的作用,應用上受限制等,所以還需再進行進一步研究。
2.3.2生物絮凝
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱的一種除污方法。生物絮凝法的開發雖然不到20年,卻已經發現有17種以上的微生物具有較好的絮凝功能,如黴菌、細菌、放線菌和酵母菌等,並且大多數微生物可以用來處理重金屬。生物絮凝法具有安全無毒、絮凝效率高、絮凝物易於分離等優點,具有廣闊的發展前景。
2.3.3植物修復法
植物修復法是指利用高等植物通過吸收、沉澱、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量, 以達到治理污染、修復環境的目的。植物修復法是利用生態工程治理環境的一種有效方法,它是生物技術處理企業廢水的一種延伸。利用植物處理重金屬,主要有三部分組成:
(1)利用金屬積累植物或超積累植物從廢水中吸取、沉澱或富集有毒金屬: (2)利用金屬積累植物或超積累植物降低有毒金屬活性,從而可減少重金屬被淋濾到地下或通過空氣載體擴散: (3)利用金屬積累植物或超積累植物將土
壤中或水中的重金屬萃取出來,富集並輸送到植物根部可收割部分和植物地上枝條部分。通過收獲或移去已積累和富集了重金屬植物的枝條,降低土壤或水體中的重金屬濃度。在植物修復技術中能利用的植物有藻類植物、草本植物、木本植物等。
藻類凈化重金屬廢水的能力主要表現在對重金屬具有很強的吸附力。褐藻對Au的吸收量達400mg/g,在一定條件下綠藻對Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金屬離子的去除率達80%~90%。浩雲濤等分離篩選獲得了一株高重金屬抗性的橢圓小球藻(Chlorella ellipsoidea),並研究了不同濃度的重金屬銅、鋅、鎳、鎘對該藻生長的影響及其對重金屬離子的吸收富集作用。結果顯示,該藻Zn 和Cd 具有很高的耐受性。對四種重金屬的耐受能力依次為鋅>鎘>鎳>銅。該藻對重金屬具有很好的去除效果,15μmol/L Cu2+、300μmol/L Zn2+、100μmol/L Ni2+、30μmol/L Cd2+濃度72h處理,去除率分別達到40.93%、98.33%、97.62%、86.88%。由此可見,此藻類可應用於含重金屬廢水的處理。
草本植物凈化重金屬廢水的應用已有很多報道。風眼蓮(Eichhoria crassipes Somis)是國際上公認和常用的一種治理污染的水生漂浮植物,它具有生長迅速,既能耐低溫、又能耐高溫的特點,能迅速、大量地富集廢水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多種重金屬。張志傑等的研究結果表明,乾重lkg的風眼蓮在7~l0d可吸收鉛3.797g、鎘3.225g。周風帆等的 研究發現風眼蓮對鈷和鋅的吸收率分別高達97%和80%。香蒲(Typhao rientaliS Pres1)也是一種凈化重金屬的優良草本植物,它具有特殊的結構與功能,如葉片成肉質、柵欄組織發達等。香蒲植物長期生長在高濃度重金屬廢水中形成特殊結構以抵抗惡劣環境並能自我調節某些生理活動, 以適應污染毒害。招文銳等研究了寬葉香蒲人工濕地系統處理廣東韶關凡口鉛鋅礦選礦廢水的穩定性。歷時10年的監測結果表明,該系統能有效地凈化鉛鋅礦廢水。未處理的廢水含有高濃度的有害金屬鉛、鋅、鎘經人工濕地後,出水口水質明顯改善,其中鉛、鋅、鎘的凈化率分別達99.0%,97.%和94.9%,且都在國家工業污水的排放標准之下。此外,還有很多草本植物具有凈化作用,如喜蓮子草、水龍、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。
採用木本植物來處理污染水體,具有凈化效果好,處理量大,受氣候影響小,不易造成二次污染等優點,越來越受到人們的重視。胡煥斌等試驗結果表明,蘆葦和池杉兩種植物對重金屬鉛和鎘都有較強富集能力,而木本植物池杉比草本植物蘆葦具有更好的凈化效果。周青等研究了5種常綠樹木對鎘污染脅迫的反應,實驗結果表明,在高濃度鎘脅迫下,5種樹木葉片的葉綠素含量、細胞質膜透性、過氧化氫酶活性及鎘富集量等生理生化特性均產生明顯變化,其中,黃楊、海桐,杉木抗鎘污染能力優於香樟和冬青。以木本植物為主體的重金屬廢水處理技術,能切斷有毒有害物質進入人體和家畜的食物鏈,避免了二次污染,可以定向栽培,在治污的同時,還可以美化環境,獲得一定的經濟效益,是一種理想的環境修復方法。
㈥ 含重金屬廢水處理的處理方法
含重金屬廢水處理使用膜處理技術:
膜處理技術主要是微濾、超濾、納濾和反滲透
其中納濾可以濃縮廢水中金屬離子、鹽類等,反滲透可以膜截留金屬離子和有機添加劑,而讓水分子透過膜,而達到分離、濃縮目的。
含重金屬廢水進入處理系統,根據需要,經過復合試劑預處理,減少其它離子對膜系統的影響,之後通過納濾膜、反滲透膜實現物料分離、濃縮。
本系統設置多套納濾裝置,既可以輔助實現濃縮倍數的要求,也可以切換實現出水重金屬離子實現達標排放的要求。
重金屬廢水來源及其處理原則:
重金屬廢水主要來自礦山、冶煉、電解、電鍍、農葯、醫葯、油漆、顏料等企業排出的廢水。廢水中重金屬的種類、含量及存在形態隨不同生產企業而異。由於重金屬不能分解破壞,而只能轉移它們的存在位置和轉變它們的物理和化學形態。
例如,經化學沉澱處理後,廢水中的重金屬從溶解的離子形態轉變成難溶性化台物而沉澱下來,從水中轉移到污泥中;經離子交換處理後,廢水中的重金屬離子轉移到離子交換樹脂上,經再生後又從離子交換樹脂上轉移到再生廢液中。
因此,重金屬廢水處理原則是:首先,最根本的是改革生產工藝.不用或少用毒性大的重金屬。其次是採用合理的工藝流程、科學的管理和操作,減少重金屬用量和隨廢水流失量,盡量減少外排廢水量。
㈦ 重金屬污水怎麼處理
重金屬的污染問題已成為今世界各國共同關注的問題,國內外對重金屬的處理方面的研究正在全面進行中。我國也在這方面取得了矚目的成績。
重金屬廢水處理的方法有很多,可分為兩大類:一類是使溶解性的重金屬轉變為不溶或者難溶的金屬化合物,從而將其從水中除去。另一類是在不改變重金屬化學形態的情況下進行濃縮分離,例如反滲透法、電滲析法、離子交換法、蒸發濃縮法等。
1.氫氧化物沉澱法。該方法是通過向重金屬廢水投加鹼性沉澱劑(如石灰乳、碳酸鈉液鹼等),使金屬離子與輕基反應,生成難溶的金屬氫氧化物沉澱,從而予以分離的方法。
2.硫化物沉澱法。該方法是通過向廢水中投加硫化劑,使金屬離子與硫化物反應,生成難溶的金屬硫化物沉澱從而得以分離的方法。硫化劑可採用硫化鈉、硫化氫或硫化亞鐵等。此法的優點是生成的金屬硫化物的溶解度比金屬氫氧化物的溶解度小,處理效果比氫氧化物沉澱更好,而且殘渣量少,含水率低,便於回收有用金屬。缺點是硫化物價格高。
3.還原法。該方法是通過向廢水中投加還原劑,使金屬離子還原為金屬或低價金屬離子,再投加石灰使其成為金屬氫氧化物沉澱從而得以分離的方法。還原法可用於銅、汞等金屬離子的回收,常用於含鉛廢水的處理。
4.離子交換法。離子交換法是利用離於交換劑的交換基團,與廢水中的金屬離子進行交換反應,將金屬離子置換到交換劑上予以除去的方法。用離子交換法處理重金屬廢水,如Cu2+、Zn2+、Cd2+等,可以採用陽離子交換樹脂;而以陰離子形式存在的金屬離子絡合物或酸根 (HgCl2-、Cr2O72等),則需用陰離子交換樹脂予以除去。
5.鐵氧體法。鐵氧體是由鐵離子、氧離子以及其它金屬離子所組成的氧化物,是一種具有鐵磁性的半導體。採用鐵氧體法處理重金屬廢水是根據鐵氧體的製造原理,利用鐵氧體反應,把廢水中的二價或三價金屬離子,充填到鐵氧體尖晶石的晶格中去,從而得到沉澱分離的方法。
6.電解法。電解法是利用電極與重金屬離子發生電化學作用而消除其毒性的方法。按照陽極類型不同,將電解法分為電解沉澱法和回收重金屬電解法兩類。電解法設備簡單、佔地小、操作管理方便、而且可以回收有價金屬。但電耗大、出水水質差、廢水處理量小。
7.膜分離方法。該方法是利用一種特殊的半透膜,在外界壓力的作用下,在不改變溶液中化學形態的基礎上,將溶劑和溶質進行分離或濃縮的方法。膜分離法包括反滲透法、電滲析法、擴散滲折法、液膜法和超濾法等。
8.吸附法。該方法是利用吸附劑將廢水中的重金屬離子除去的方法。吸附法由於佔地面積小、工藝簡單、操作方便、無二次污染,特別適用於處理含低濃度金屬離子的廢水。
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㈧ 如何處理廢水中的重金屬
這個問題比較籠統,要達到目的,首先要清楚具體是哪種重金屬元素。
單一的重金屬超標,可採用重金屬捕捉劑沉澱去除。
如果是成分復雜的重金屬廢液,如化學鎳廢液,處理方法可採用螯合沉澱技術+均相共沉澱技術,將化學鎳廢水中的鎳濃度降低至0.1ppm以下,同時去除次亞磷,達到表三標准。
㈨ 如何去除廢水中重金屬離子
目前已開發應用的去除廢水中重金屬的方法主要有化學法、物理化學法和生物法,包括化學沉澱、電解、離子交換、膜分離、活性碳和硅膠吸附、生物絮凝、生物吸附、植物整治等方法.採用化學法、物理化學法都將殘生污染轉移,易造成二次污染,且對於大流域、低濃度的有害重金屬污染難以處理.而生物法具有效果好、投資少及運作費用低、易於管理和操作、不產生二次污染等優點,日益受到人們的關注.
1 化學法
化學法主要包括化學沉澱法和電解法,主要適用於含較高濃度重金屬離子廢水的處理.
2 物理化學法
離子交換法和膜分離技術適用於含較低濃度重金屬離子廢水的處理.
3 生物法
3.1 生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物,進行絮凝沉澱的一種除污方法.
3.2 生物吸附法
生物吸附是對於經過一系列生物化學作用使重金屬離子被微生物細胞吸附的概括理解,這些作用包括絡合、鰲合、離子交換、吸附等.
3.3 植物整治技術
植物對重金屬的吸收富集機理,主要為兩個方面:一是利用植物發達的根系對重金屬廢水的吸收過濾作用,達到對重金屬的富集和積累.二是利用微生物的活性原則和重金屬與微生物的親和作用,把重金屬轉化為較低毒性的產物.通過收獲或移去已積累和富集了重金屬的植物的枝條,降低土壤或水體中的重金屬濃度,達到治理污染、修復環境的目的.
㈩ 廢水中的重金屬應該通過什麼方法去除
1、化學沉澱法
其原理是通過化學反應將廢水中溶解的重金屬轉化為不溶性重金屬化合物,並通過過濾分離從水溶液中除去沉澱。由於受沉澱劑和環境條件的影響,沉澱法出水濃度往往達不到要求,需要進一步處理。所產生的泥沙必須妥善處理和處置,否則會造成二次污染。
2、螯合作用
螯合法又稱高分子離子捕集劑法,是指在廢水處理過程中,通過加入適量的重金屬捕集劑,利用捕集劑與重金屬離子形成相應螯合物的原理,將廢水中的鉛、鎘去除分離。
3、離子交換法
離子交換法是用離子交換劑交換重金屬離子,去除廢水中重金屬離子的一種方法。(10)離子交換法主要用於去除污水中金屬離子擴展閱讀:
注意事項
1、胡蘿卜是有效的排汞食物。含有的大量果膠可以與汞結合,有效降低血液中汞離子的濃度,加速其排出。每天進食一些胡蘿卜,還可以刺激胃腸的血液循環,改善消化系統,抵抗導致疾病、老化的自由基。
2、牛奶驅鉛。牛奶中含有豐富的鈣,而鈣磷比例恰當可以降低機體鉛負荷,牛奶所含的蛋白質能與體內的鉛結合成可溶性化合物,可以促進鉛的排泄。
3、葡萄可以幫助肝、腸、胃清除體內垃圾,還能增加造血機能。