工业废水中金属离子的去除方法

3.0 2024-11-13 2 0 50KB 5 页 3.3金币

1化学沉淀
　　化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合
物的方法，包括中和沉法和硫化物沉淀法等。
　　中和沉淀法
　　在含重金属的废水中加入碱进行中和反应，使重金属生成不溶于水的氢氧
化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单，是常用的处理废水方法。实践
证明在操作中需要注意以下几点：
　　（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，可能有再溶解倾向，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、腐植质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。
　　硫化物沉淀法
　　加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀后从废水中去除的
方法。
　　与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的优点是：重金属硫化物溶解度比其氢
氧化物的溶解度更低，反应时最佳 pH 值在 7—9 之间，处理后的废水不用中和。
硫化物沉淀法的缺点是：硫化物沉淀物颗粒小，易形成胶体；硫化物沉淀剂本
身在水中残留，遇酸生成硫化氢气体，产生二次污染。为了防止二次污染问题，
英国学者研究出了改进的硫化物沉淀法，即在需处理的废水中有选择性的加入
硫化物离子和另一重金属离子（该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的
重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高）。由于加进去的重金属的硫化物比废
水中的重金属的硫化物更易溶解，这样废水中原有的重金属离子就比添加进去
的重金属离子先分离出来，同时能够有效地避免硫化氢的生成和硫化物离子残
留的问题。
　　2氧化还原处理
　　化学还原法
　　电镀废水中的 Cr 主要以 Cr6＋离子形态存在，因此向废水中投加还原剂将
Cr6＋还原成微毒的 Cr3＋后，投加石灰或 NaOH 产生 Cr（OH）3沉淀分离去除。
化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一，在我国有着广泛的应用，
其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水冲击。根据投加
还原剂的不同，可分为 FeSO4 法、NaHSO3 法、铁屑法、SO2 法等。
　　应用化学还原法处理含 Cr 废水，碱化时一般用石灰，但废渣多；用 NaOH
或Na2CO3，则污泥少，但药剂费用高，处理成本大，这是化学还原法的缺点。
　　铁氧体法
　　铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。在含 Cr 废水中加入过量

的FeSO4，使 Cr6＋还原成 Cr3＋，Fe2＋氧化成 Fe3＋，调节 pH 值至 8左右，
使Fe 离子和 Cr 离子产生氢氧化物沉淀。通入空气搅拌并加入氢氧化物不断反
应，形成铬铁氧体。其典型工艺有间歇式和连续式。铁氧体法形成的污泥化学
稳定性高，易于固液分离和脱水。铁氧体法除能处理含 Cr 废水外，特别适用于
含重金属离子种类较多的电镀混合废水。我国应用铁氧体法已经有几十年历史，
处理后的废水能达到排放标准，在国内电镀工业中应用较多。
　　铁氧体法具有设备简单、投资少、操作简便、不产生二次污染等优点。但
在形成铁氧体过程中需要加热（约70oC），能耗较高，处理后盐度高，而且有
不能处理含 Hg 和络合物废水的缺点。
　　电解法
　　电解法处理含 Cr 废水在我国已经有二十多年的历史，具有去除率高、无二
次污染、所沉淀的重金属可回收利用等优点。大约有30 多种废水溶液中的金属
离子可进行电沉积。电解法是一种比较成熟的处理技术，能减少污泥的生成量，
且能回收 Cu、Ag、Cd 等金属，已应用于废水的治理。不过电解法成本比较高，
一般经浓缩后再电解经济效益较好。
　　近年来，电解法迅速发展，并对铁屑内电解进行了深入研究，利用铁屑内
电解原理研制的动态废水处理装置对重金属离子有很好的去除效果。
　　另外，高压脉冲电凝系统（HighVoltageElectrocagulationSystem）为当今世
界新一代电化学   水处理设备   ，对表面处理、涂装废水以及电镀混合废水中的
Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN－等污染物有显著的治理效果。高压脉冲电凝法比
传统电解法电流效率提高20%—30%；电解时间缩短 30%—40%；节省电能达
到30%—40%；污泥产生量少；对重金属去除率可达96%一99%。
　　3溶剂萃取分离
　　溶剂萃取法是分离和净化物质常用的方法。由于液一液接触，可连续操作，
分离效果较好。使用这种方法时，要选择有较高选择性的萃取剂，废水中重金
属一般以阳离子或阴离子形式存在，例如在酸性条件下，与萃取剂发生络合反
应，从水相被萃取到有机相，然后在碱性条件下被反萃取到水相，使溶剂再生
以循环利用。这就要求在萃取操作时注意选择水相酸度。尽管萃取法有较大优
越性，然而溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大，使这种方法存
在一定局限性，应用受到很大的限制。
　　4吸附法
　　吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种有效方法。利用吸
附法处理电镀重金属废水的吸附剂有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖树脂等。
活性炭装备简单，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。腐植酸类物质是比较廉价的吸
附剂，把腐植酸做成腐植酸树脂用以处理含 Cr、含 Ni 废水已有成功经验。有相
关研究表明，壳聚糖及其衍生物是重金属离子的良好吸附剂，壳聚糖树脂交联
后，可重复使用 10 次，吸附容量没有明显降低。利用改性的海泡石治理重金属

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