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[关键字] 重金属离子 微滤膜 超滤膜 反渗透膜
[中图分类号] X5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-1-173-1
0 引言
重金属主要来自于金属矿山和重工业工厂排放出的矿坑水和工业污水等,这些重金属会造成我们日常饮用水、地下水、空气和土壤的严重污染,给人们的生活生产带来不便,破坏土壤、水生及陆生生态环境,阻碍了工业、农业、渔业的可持续发展。传统的重金属处理工艺周期很长,成本过高,并且处理不当容易产生二次污染现象不能对有价金属进行回收。随着工艺和滤膜技术的不断发展,使得重金属可实现循环利用,经过膜分离处理后的废水和土壤可实现重金属离子的"微排放"甚至是"零排放"[1]。下面对主要的几种采样滤膜技术进行介绍,分别给出消解重金属离子的方法和选择的主要依据。
1 采样微滤膜技术去除重金属
微滤膜的孔径一般都会大于0.1μm,所以不会对溶液态的重金属离子进行截留,必须要经过一定的预处理使重金属离子转化为大于0.1μm的不溶态微粒,再利用微滤膜方式进行去除[2],微滤膜主要有两种方法:
1.1 还原-微滤法。Cr+6金属离子在任何pH值下都能很好的溶解,但Cr+3在pH很高时不会溶解。所以可使用一些还原剂使Cr+6还原为Cr+3,并且在pH超过9的时候和氢氧化铁形成共沉物,便可以应用微滤膜把他过滤出来。对于两者的混合物处理后总铬的含量低于0.1mg/L。这种工艺对铬的去除效果可以使污水处理后的铬含量低于0.002mg/L,使用费用经济合理,具有广泛应用价值。
1.2 共沉淀-微滤法。这种方式采用硫酸铁作为重金属离子的共沉淀剂,再经过微滤膜的滤除工艺。这种方式对重金属有很高的去除效果,去除的比率主要与铁和重金属离子的比率决定,比率越高去除率越高。通常金属离子的废水或溶液中会含有油脂一类的杂质,所以会添加少量的氢氧化铁作为凝聚剂还可以对不沉淀的一些阳离子进行吸附。通常在300-500gfd通量下可将重金属离子的含量降低到0.1mg/L。
2 胶体超滤膜技术去除重金属
对超滤膜的孔径进行合理的选择可以有效的去除污水中较低含量的Cu2+、Ni2+、Cd2+、Pb2+和Zn2+等金属离子氧化物,此方法用氢氧化钠作为PH的调节剂,是重金属离子的氢氧化物呈现胶体的状态,然后用超滤膜进行截留处理,这种方式处理的污水冲金属离子含量远远低于排放的标准含量,通过对PH值进行调节还可以对金属离子进行超滤浓缩的分离,甚至可以实现废水处理和金属回收的双重目的[3]。
3 吸附/脱附膜技术去除重金属
采用一定的技术室污水或者污泥中重金属沉淀物减少5%,然后使其和无害固体进行分离是一件具有挑战性的新课题。采用的方法固定床吸附和膜分离技术无法应对这种高含量的悬浮固体,所以采用一种新型的吸附/脱附膜技术去除重金属。这种工艺的核心技术是在多孔聚四氟乙烯薄膜中网集着粒径小于100μm含有亚氨基二醋酸功能团的选择性螯合剂微粒,这种构型可以便利的置入和推出污泥反应器不被污染,并且目标溶质可以被吸附,对相应的材料进行增强后,由于缓慢的传动皮带会连续的运行,这种复合膜可以连续再生,所以用很少的膜就可以完成大量污泥中重金属离子的吸附,下面用含重金属氢氧化物的污泥为例说明整个吸附/脱附的主要过程:
3.1 吸附过程
把这种复合膜置于pH值在30.-5.0之间的污泥中,它的碱金属或者是碱土金属的存在会进行选择性的吸附,溶解重金属发生化学反应。整个过程中重金属由一个固相选择性迁移到另一个固相。这种反应的条件要求在非强酸或非强碱的环境下进行。
3.2 脱附过程
吸附后的复合膜中污泥传送到的重金属含量为2%-10%进行脱附。在这个过程中膜中的交换剂按照下列的反应进行再生:
再生后的复合膜重新传入污泥中,进行连续的循环反应过程。
4 反渗透膜技术处理重金属
反渗透膜的原理是在高于溶液渗透压的作用下,按照金属离子不能透或半透膜,而将这种金属离子和水分离开的一种技术。反渗透膜的膜孔径非常小,所以能有效的去除污水中的重金属离子和杂质等[4]。但反渗透膜技术一般应用在已经经过一定处理的重金属污染物中,利用反渗透膜作为终端进行重金属污水的处理。目前反渗透膜是分离溶解固体的一种最有效的方法,这种发发在确保污水中重金属例子完全去除的基础上,完全实现了水质的优良循环利用。
5 纳滤膜技术去除重金属
纳滤膜最为一种新型的技术兴起于20世纪80年代,这种技术介于超滤和反渗透之间的一种压力驱动膜过程。纳滤膜的主要特征是具有纳米级的微孔并且对于大多数的荷电5都具有筛分效应和Donnan电荷效应的分离特征。这种特点使得纳滤膜不仅可以对低分子量物质进行截留还可以完成对溶解无机盐具有一定的截留能力,尤其是对二价金属离子的截留作用更为明显。废水和污泥中的重金属大多数是以二价离子的形式存在,所以采用纳滤膜的方法进行滤膜具有一定的应用优势。
纳滤膜的主要分析方法是对带测定污水的pH值、原子吸收光谱及重金属离子的浓度进行测量。实验的主要工艺流程是:污水--沉淀--活性炭柱--微滤--UV--纳滤膜--出水。其中活性炭柱主要完成的功能是对水中余氯进行吸附;微滤主要用于进一步的去除水中的杂质防止膜组件的污染;UV紫外线杀毒用于去除水中的细菌微生物对纳滤膜的污染。经过纳滤膜处理过的污水颈侧时候可以作为人们日常的生活用水并可以循环利用,所以此方法是目前污水重金属采样滤膜的发展趋势。
6 结语
水资源,生物资源和土壤资源中重金属的污染已经严重影响到人们的日常生活,如何对重金属进行采样滤膜消解成为目前亟待解决的问题。本文结合实际情况对目前常使用的几种滤膜方式进行介绍,分析给出了各种方式的优缺点、选择的依据和主要的实现过程,经探讨分析后发现,纳滤膜的出水中重金属离子浓度最低,是最有效的采样滤膜方式,具有广阔的市场前景。
参考文献
[1]许振良.膜法水处理技术[M].北京:化学工业出版社环境科学与工程出版中心,2001.
[2]钟常明,郎万中,许振良,等.纳滤膜脱除纺丝洗涤废水中非挥发组分的研究[J].工业水处理,2006,10(26):30-33.
关键词:重金属废水;环境污染;处理方法;改善措施
1 重金属废水的来源
重金属废水主要来自于冶金以及电子和电镀行业,尤其是电子和电镀行业的工业废水,其成分尤为复杂,除却酸碱性废水和含氰(CN-)废水外,可以根据重金属废水中所含的化学元素进行划分。例如:含汞(Hg)废水、含砷(As)废水、含铜(Cu)废水以及含镉(Cd)废水等。
各种重金属废水,对于环境的污染极大,在重金属废水的处理问题上国内外都非常重视,通过有针对性的处理工艺,治理各式各样的重金属废水;将有毒化为无毒、有害化为无害。并且回收重金属废水中较为昂贵的重金属,将处理后的废水再次循环使用,减少重金属的排放量。
2 重金属废水对环境的污染
重金属并不能被生物降解成为无害物。重金属废水排入河流或海域后,除一部分被水生物以及鱼虾等吸收以外,剩余大部分都被水中各种有机物质和无机胶体以及微生物吸附,之后经过聚集沉降与水底。
2.1 汞(Hg)对环境的危害
汞污染主要来自于燃煤电厂以及树脂厂和水泥生产厂等,而由于汞可以通过大气以及河流进行远距离的传输,使得汞可以造成跨界污染和区域性污染,最让人记忆深刻的就是,美国环境调查局层发表说,中国的汞污染已经通过大气污染到了美国的河流。这也对汞污染在防范上造成了极大的困难。
而值得注意的是微量的液体汞在吞食后是无毒的,相关记载中有着明确的注释,微量的液体汞在生物体内会形成有机化合物。但是汞蒸气和汞盐都是有剧毒的,在口服或吸入和接触后会导致脑部和肝功能损伤。毒性最大的为二甲基汞[(CH3)2Hg],人体皮肤只需要接触几微升的二甲基汞[(CH3)2Hg]就会导致死亡。而即使是毒性小的汞在对人类的危害上也很大,由于汞可以在生物体内累积,极易被皮肤和呼吸道以及消化系统吸收,会出现水俣病症状,破坏生物的中枢神经系统。
2.2 砷(As)对环境的污染
砷(As),民间的说法就是砒霜,在化学元素周期表中处于第四周期。含砷(As)的废水主要来自于冶炼厂,其可以通过大气、地表水和土壤进行传播污染。
砷(As)在日常生活中的作用非常多,如除了可以作为除草剂以及杀虫剂外,还可以作为干燥剂和防腐剂来使用。而含砷(As)的药物经过大量以及长期的使用后会使得大部分砷(As)进入土壤中并残留下来,进而影响植物的生长甚至发生毒害事故。
含有砷(As)的废水没有得到有效的处理就排放,会导致河流以及排放地地质的污染,会导致生物体内细胞中的酶与巯基结合,进而致使酶功能系统发生障碍,影响细胞的正常代谢,引发神经系统疾病和毛细血管等病害。
3 重金属废水的处理措施
重金属废水的处理措施有很多种,具体需要根据其处理的效果和成本以及初始浓度和废水中的共存离子要求出水,最后水质达标后根据情况是循环再次利用还是直接排放。
3.1 生物处理法
生物法是众多化工企业的首选,不光投资小,而且回报率还高。针对不下沉的悬浮物有很好的效果。生物处理分为好氧和厌氧两大类处理方法,还有像土地处理法、活性污泥法、稳定塘法、等多种工艺。污水生物处理从宏观上来讲,就是通过微生物将废水中的重金属进行吞食,也就是说通过微生物的代谢将重金属降解,使得废水达到相应指标。但需要注意的是在使用污水生物处理的时候必须采用BOD5/CODCr等法案来判断污水中的污染物是否可以被降解。
3.1.1 好氧生物处理法。好氧生物处理工艺,投资少、回报高,一直被各大化工企业广泛的使用。其操作也极为简单:将活性污泥投放与废水中,对有机污染物进行吸附、凝聚和分解最后产出合成的细胞体以及二氧化碳和水。
3.1.2 厌氧生物处理法。厌氧生物处理法在相对密封、无氧的环境下,极为有用,厌氧分子可以将废水中的有机污染物分解成二氧化碳以及甲烷等气体,与此同时将部分有机物质合成细菌胞体。厌氧生物法是指在没有分子氧的条件下,通过厌氧微生物(包括兼性厌氧微生物)的作用,将废水中的有机物分解为甲烷和二氧化碳等物质的过程,同时把部分有机质合成细菌胞体方法。厌氧生物处理工艺有厌氧生物滤池以及上流式厌氧污泥床反应器(UASB)等。厌氧处理的优势是耗能低、微生物食物量少以及污泥产生量低。
两种处理工艺各有其优势,具体还是需要根据环境来选择使用。在废水中污泥含量小的情况下,一般都使用好氧处理法,反之则使用厌氧处理法。值得注意的是,虽说厌氧处理的主要对象为有机污泥,但近年来由于有机废水浓度增高,通常都会先使用厌氧处理法,之后根据处理效果以及现场情况再使用好氧法进行处理。
3.2 电解处理法
该工艺根据Fe/C原电池反应的原理进行处理废水,也可以称作铁屑过滤法,其在废水处理的各项指标上都非常好。加快氧化速度、吸附还有氧化还原等都是电解法的具现化。作为生化处理法的前提,保证“预处理技术”,电解处理技术可以使得有机物浓度急剧降低,有效的减少废水中各种重金属的毒素,进而使得生化处理法可以有效实施。由于其适用范围极为广泛、污水处理效果极佳并且使用的寿命也很长并且不需要配备任何电力,具有“以废治废”的意义。
3.3 化学沉淀法
化学沉淀法也是重金属废水处理常用的处理方法,主要的工作原理是通过化学反应使得废水中呈溶解状态的重金属转变成不溶于水的重金属化合物,在通过过滤以及分离最后除去水溶液中的沉淀物,具体有沉淀处理法、铁氧体共沉淀处理法和硫化物沉淀处理法等。但由于环境以及沉淀剂的客观影响,初次沉淀的出水浓度无法达到相应标准,这时就需要根据情况,添加相应的化学物,再次循环沉淀,直到出水达标位置。
4 重金属废水处理的改善措施
重金属随着工业废水排除后,及时浓度小于国家标准,也会造成环境污染,因其具有产期的持续性,特别是汞以及砷还有铜等重金属,很难通过土壤或河流将其降解,因其无法降解,作为生物链顶端的就人类会出现各种重金属中毒的事故。
未来的重金属废水处理的方案必须进一步的完善,通过细节的改变,使得重金属废水浓度进一步降低;例如化学沉淀工艺在处理废水时,根据废水所含的重金属,将沉淀剂更换、加减量等措施使得废水重金属浓度减少;再如生物处理法,在预处理时,根据情况,增加或减少处理时间,将废水中的重金属有效的吸附量以及降解效果增加,最后在处理时使得废水重金属含量小于标准。对重金属废水处理的完善,就是对人类自身和生活环境的负责,有效完善的处理工艺都是现在废水处理的当务之急。
5 结束语
重工业的存在有着其必然性,而生态环境保护的提高也势在必行,有效的重金属水污染处理措施,可以使得污水得到有效的净化,而净化的污水使得污水排放好后对水源的污染减少。而所有的处理措施都有着相应的弊端,如何完善这些弊端都是现阶段研究的目标,相信重金属废水处理的提高可以使得我们生存的环境进而改善。
参考文献
[1]黄镨瑶,郑兴,李天龙.浅谈重金属废水处理工艺及应用[J].电子制作,2014(2)
关键词:地表水;回补;地下水;污染
中图分类号:TD823 文献标识码:A
我国是水资源紧缺国家,而随着我国经济和人口数量的增加,水资源的供需日趋严峻。尤其是我国西部、沿海,人口相对密集、以地下水为供水源的城市,长期的地下水超采,导致地下水水位连年下降,局部地区已经出现地下水降落漏斗,地面下沉或海水倒灌,地下水的水质日趋恶化,所以,合理并有效地利用地表水对地下水回补,以增加地下水资源量,迫在眉睫。为促进我国人工回补地下水事业的发展,保证地下水资源的安全利用,本文将针对地表水回补地下水,影响水质的主要因素进行了分析,以供同行借鉴。
地表水资源回补地下水,对其水质的影响主要与回补的方式、地下水的埋深、地质结构等因素有关,目前,国内外对回补地下水水质的研究,主要聚焦于回补后,地下水中盐分、氮素、重金属、有机污染物等指标的影响。
1.对地下水水质盐分的影响
地表水回补地下水,是解决污水乱排放、缓解地区水资源紧张的有效处置方法,其是将盐含量较高的污水处理后,采用循环再利用的方法再生水资源的目的。但是,污水在处理后,其中的钠离子等盐分不能彻底清除,在回补地下水后,土壤中的盐分将增加,深入到下层土壤并进入地下水。此时,由于回灌区的地质条件和处理后的水质等环境不同,地下水的盐化程度也会不同。
国外学者利用土柱试验,发现地表水回补地下水所淋溶出的总溶解固体-TDS,由原浓度的40mg/L增加到240mg/L,但K+、CL-和SO42-的浓度却未有显著变化;细滤后再回补时,TDS仅增加到42mg/L,但Mg2+的浓度却增加了74%;距离回补区越近的地下水,其含盐量越高;回补后的地下水,在沉淀、离子交换、溶解的作用下,NaCl值逐渐高于CaCl的值;地下水中CL-的浓度年增长量约为2.43mg/L。
国内某学者对再生水灌区附近地下水的水质研究后发现,经包气带渗滤后的再生水,其CL-浓度的增幅为1.5%~16.1%,TDS为21.2%~28%,电导率从0.5dS/m增至1.2dS/m。
从上述学者的研究表明,即使对地表水进行处理,回补后的地下水浓度依然是国家标准饮用水盐浓度的1.5~2倍(饮用水电导率为0.6dS/m),即使经过处理的地表水,在回补地下水后,对地下水中盐度污染的风险仍然较大。所以,在地表水回补地下水时,应结合模型、土柱试验等方法,采用反渗透技术,将地表水中的盐分去除,以降低地下水盐化的风险。
2.对地下水水质氮素的影响
目前,国内外学者对地表水回补地下水,其氮素影响的检测方法,主要是实地监测和土柱试验。通过采用不同的地表水回灌方法,检测并分析地下水中氮浓度的变化,以及不同氮元素形态间的转换。三氮指的是NH42+-N、NO2--N、NO3-N,其之间氮元素的转换与氧化还原电位、土壤微生物和土壤的性质等有密切的关系。研究表明,当土壤中粘粒的含量增加时,土层净化容重增加,反硝化速率明显加快,降低氮素渗漏对地下水的影响。
一些国内外学者在对地表水回补地下水的研究表明:在一些施用了化肥的地区回补地下水,其水中NO3-N值较低,但施用动物粪便等的地区,其回补后的地下水NO3-N值较高;地下水中氮元素的浓度逐年增加;5m的包气带对总氮的净化率在35.5%~69.1%,而12m~18m的包气带对总氮的净化率在97.3%~94%,几乎与回补前地下水中的总氮含量持平。
总之,地表水回补地下水,水中NO3-N含量明细增加,NH42+-N的含量几乎不变,因此,在地表水回补前,应对其做脱氮处理,降低地下水水质污染的风险。
3.对地下水水质重金属的影响
重金属会在土壤中发生沉淀和溶解,此反应将对重金属的下移产生明显的抑制作用。据研究表明,地表水在回补后,其中的重金属会积累于距表层20mm~40mm土壤中,但会随着植物根下渗到地下水,引起污染。
一些国内外的研究人员分别在室内和种植区通过土柱试验,对土壤中的重金属进行检测发现:室内回补其表层积累的重金属As、Cu、Pb向下移动的趋势缓慢,Cd的下移趋势相对较强,并随着回补时间的增加而增加;种植区的地表水回补,其表层的As、Cu、Cd、Zn积累分别占据总输入量的93%、90%、92%和90%;植物的根系加速了重金属的下移速度;相同地质条件,种植玉米比种植小麦的下移趋势更明显;地下水中重金属的含量,与地表水中的重金属含量有直接关系。
但随着工业污水处理能力的增强,回补水含有的重金属明显降低,引发地下水重金属污染的概率也较低。所以,在地表水回补地下水之前,应对该地区典型重金属的迁移能力做出评估,确保地下水质的安全。
4.对地下水水质有机污染物的影响
污水处理厂的二级和深度处理后的地表水,其水质中仍含有一定的未溶解的有机物质―DOM,DOM随着地表水的回补,将导致地下水质的污染。地表水中的有机污染物主要包括阻燃剂、塑化剂、医药品、个人护理、农药等,地表水在回补地下水过程中,地表水中含有的DOM对地下水的影响,与地区土质的吸附和解吸能力、降解能力、挥发能力等密切相关。有关学者通过土柱模拟实验表明:当地表水水质中DOM的含量较低时,土壤中的微生物对其降解率由15%逐渐增至80%;较高时,由25%增至83%;当地表水中的DOM含量在1.2mg/L~2.5mg/L时,可以促进土壤中微生物的降解能力。
但这些研究均缺乏地下水在DOM污染后的毒性效应的相关数据报道,包括是否致癌、干扰内分泌等,其真实可靠性还难以证实。因此,在对地表水回补地下水前,应对地表水增加臭氧氧化等较高级的氧化处理工艺,降低上述风险。
5.其他污染物的影响
地表水中含有大量的病原微生物,有些存活能力很强,如果在地表水回补地下水过程中,不能完全去除,就会影响到地下水的水质。地表水回补对地下水中微生物的影响,主要与地表水中的微生物种类和含量、地质结构、土壤温度等相关。目前,国内外的学者主要集中在对地表水中大肠杆菌的影响,实验后发现大肠杆菌基本能在土层中被去除,其对地下水的污染风险较小。但应对其他存活和迁移能力较强的病原微生物予以关注,有效控制地表水中病原微生物的种类和含量,并进行病原微生物的风险评估。
为防止微生物的污染,很多地区和国家规定,地表水回补至含水层,需停留一定的时间。例如:我国规定,地表水回补地下水后,停留的时间不低于6个月。
结语
地表水回补地下水,是一种可靠的存储与保护水资源方法,目前在世界范围内已普遍应用。但地表水中含有的盐分、氮素、重金属、有机物等残留的有害物质,增加了地下水质的污染风险,威胁到人们的身体健康。因此,国家有关部门,应完善地表水回补地下水的相P水质标准,保障地下水的水质安全。
参考文献
【关键词】:有色金属;化学污染;海洋环境危害
【引言】:我国的经济正在快速发展,工业更是蒸蒸日上。但伴随而来的是大量的工业废水。工业废水中含有大量的重金属,使得我国水体的重金属污染愈加严重。如何对含有重金属的废水进行无害化处理,如何将重金属从废水中分离出来是一项富有挑战性的课题。含有重金属的废水在排放前必须经过处理。因此要做到将重金属废水的无害化处理和资源化利用相结合,处理废水的同时将资源进行回收利用。
1有色金属化学污染及其危害
海洋有色金属污染,是指一些比重大的金属经过各种途径流入海洋造成的污染,主要的污染物有汞、镉、铅、锌、铜等。海洋有色金属污染包括自然界当中不可避免的因素,但是更为严重的确是人类活动造成的污染,主要以工业废水和废物的形式流入海洋,包括工厂废水、生产污水、矿山废水、重金属农药以及煤炭等燃烧放出来的有色金属,通过降水等进入海洋。植物和动物体内积累一定比重的有色金属,对其本身没有十分明显的危害,但是人类食用了以后确是有毒的,甚至是致命的。
现如今,在工业和农业生产中,铅锌汞镉铜等有色金属的使用越来越广泛,对海洋造成的污染日益加重。同时由于海水含有丰富的矿物质,在海洋化学资源开发的过程中也使用了大量的吸附剂,如硫酸铅、方铅矿、碱式碳酸锌等,都会通过化学反应替换海水中的有用物质。显而易见,这些吸附剂本身就含有有色金属元素,排入海水也会造成有色金属污染。
据计算,全球每年排入海水当中的汞在过去100年间,人为排放导致全球洋面下100米深的海水中汞含量增加了一倍。在更深的水域,汞浓度增加了25%,人们吃了受污染的鱼类,等同于直接食汞,因此恼飧鼋嵌壤此担水环境也是人类健康的重要环节。如,经常吃含有汞的鱼虾等,就会得水俣病。长期接触镉化合物,就会出现神经质、倦怠乏力、头疼恶心等症状。镉还能破坏人的心脏,造成骨骼中钙含量的降低,形成易脆骨骼;铅主要损害造血、神经、消化和心血管系统,进一步引起身体功能的衰竭
2有色金属矿山重金属废水深度处理技术
2.1电化学法技术分析
对于电化学法而言,主要是在电场作用下金属电极所产生阳离子进入水体的现象,在整个过程中会发生一系列的物理化学反应,通过电化学原理的处理及运用,可以实现有色金属矿山重金属废水的科学处理。例如,在废水处理的过程中,通过投加药剂可以实现沉淀法―污泥回流技术,实现对重金属废水的处理。在水质波动的状态下,由于加药存在着一定的不可控因素,所以,当发生重金属元素Cd、As无法达标的情况,需要在原有工艺技术分析的基础上,采用电化学法的处理方式,使监测技术得到稳定控制,并提升运行效果,减少了河流污泥生产量。因此,在水质波动的状态下,可以采用电化学法减少河流污水的产生量,并阻止电极反应分析的发生,但是,在该种技术运用中,会严重影响工艺的整体效果,从而造成电耗相对较高的问题。
2.2生物制剂法技术
生物制剂作为一种富含羟基、羧基的胶态物质,其中的羟基中的氧原子外层电子为sp3杂化状态,而且,当生物制剂的pH值在3~4的范围内时,会诱导生物配位并形成胶团,因此,在这种溶解度分析中,其含有多种元素的非晶态化合物,实现重金属的有效脱离。在生物制剂标准提升的背景下,原有的工艺处理技术发生了一定的转变。例如,在生物制剂法运用中,通过生物制剂―石灰三段法的运用,可以有效提升金属指标的去除效率,其整体效率可以达到90%,通过生物制剂方法运用分析,可以有效提升重金属的浓度,减少环境二次污染因素的发生。但是,在生物制剂投加量控制中,会造成投药的浪费,而且,该生物制剂的成本相对较高,在某种程度上严重制约了生物制剂工艺的优化发展。
2.3植物修复法
植物可以吸收养分,沉淀杂质,富集土壤,植物修复法正是利用这些植物的特性来净化被污染的土壤,地表水也可以降低重金属的含量,最终使污染得到治理,环境得到修复。此方法节约能源,提高能效,在处理重金属污染的同时有效的控制了温室气体的排放。植物修复法主要由三部分组成:(1)从水中吸取重金属离子,进行富集和沉淀;(2)降低重金属离子的活性,有效的组织重金属随介质渗透到地下或随空气进行扩散;(3)将土壤或地表水中的有毒重金属萃取出来,集中到可收割的根部或枝干部分,操作人员通过移除积累了大量重金属的植物来达到降低土壤、空气、地表水中的重金属浓度。
2.4新型金属捕集剂
重金属捕集剂可采用二烃基二硫代磷酸的铵盐、钾盐或钠盐,活性基团(给电子基团)为二硫代磷酸。因活性基团中的硫原子电负性小、半径较大、易失去电子并易极化变形产生负电场,故能捕捉阳离子并趋向成键,生成难溶于水的二烃基二硫代磷酸盐。当捕集剂与某一金属离子结合时,均通过其结构中的2个硫与烃基及磷酸根和金属离子形成多个环,故形成的化合物为螯合物,并具有高稳定性。
2.5离子交换树脂吸附技术
对于离子交换技术而言,其作为离子树脂以及废水中的重金属离子交换控制中,可以通过对废水重金属的合理选择,实现对污水合理控制。而且,在离子交换树脂法技术运用的同时,可以对有色金属矿山含重金属进行深度处理,并在某种程度上有效去除低浓度的Cu2+、Cr(Ⅵ)等重金属离子,在整个治理的过程中也并不会产生污泥,从而实现优质重金属的合理回收。但是,在离子交换树脂吸附法分析中,由于树脂价格相对昂贵,且吸附饱和后需要解析,解析废液很难处理。因此,在水质分析以及选择中,需要认识到其中存在着限制性因素,为离子交换技术的妥善处理提供良好支持。
结语
随着重金属污染愈发严重,人类已经严重的危害了自身生存的环境。人类已经意识到了重金属污染的危机,加强了对重金属处理的研究,利用化学、物理、生物等多种技术,并用计算机进行辅助开发新技术,形成了各种工艺,提高效率、减少能源消耗,扬长避短,推动重金属的无害化处理和资源再利用,实现重金属废水的回收再利用。
【参考文献】:
关键词:EDTA;络合物;过程控制;重金属;达标
中图分类号:X76文献标识码:A文章编号:16749944(2013)04014502
1处理工艺
络合废水流含有很强的金属离子络合物(如EDTA),调节pH值至8~9后加入内含DMDTC的破络剂MP-10,可有效地把以络合物形式存在的金属离子置换出来并形成沉淀,然后加入絮凝剂进行絮凝反应,并进行沉淀,沉淀下来的污泥排出后,上清液进入厂区污水站继续处理COD问题,过量的MP-10可以用硫酸亚铁去除。
此废水流与其他水流完全分离处理,因为处理后的废水仍含有强络合物,若遇上含金属离子的水流,会立刻生成络合重金属,产生反溶现象。
沉淀下来的底流污泥进入专用的污泥储存池储存,并经污泥给料泵打至专用的压滤机进行污泥脱水处理。压滤后的滤饼成块状,满足运输条件,将由专项负责人收集,运到污泥处置场进行最终处置,滤液将回流到废水储存池中进行再处理。
2过程操作
(1)开启空气搅拌阀门,开启硫酸加药泵调节pH值至8~9,取水样检测废水中铜含量,根据进水铜的浓度确定加药量(若铜含量小于50pmm则MP-10∶Cu=8~10∶1;若铜含量大于50pmm则MP-10∶Cu=10~12∶1)并开启MP-10加药泵添加MP-10,反应20min;反应完成后,取水样检测,取添加MP-10处理后废水过滤,往过滤液中添加MP-10摇匀后观察颜色,若无色或微黄色则说明废水中铜含量很低或MP-10添加过量,若浅黄色或更深颜色则说明废水中铜含量很高;而MP-10添加过量的判断方法为:取添加MP-10处理后废水过滤,往过滤液中添加含铜废水或含铁试剂摇匀后观察颜色,若颜色为橙黄色或灰色,则说明MP-10添加过量;废水中铜含量是否已处理至达标排放控制值,检测处理铜达到排放标准后(不达标则继续加药至达标为止),开启硫酸亚铁加药泵4min,反应10min;开启PAM加药泵3min,反应30min;关闭空气搅拌阀门,静置沉淀30~60min。
(2)开启排水泵至砂滤器过滤,滤后水进入缓冲池一起定量打至污水站处理最终pH值调节后排放。反应器低液位时,关闭排水泵。若反应池产生的污泥较多则先开启短时间的排泥泵进行排泥,而后再开启排水泵进行排水,最后再进行排泥,这样可确保污泥不进入砂滤器中。
(3)开启排泥泵10min,将沉积的污泥打至污泥储存槽中存放浓缩,上清液可以直接排入储水池,返回进行再处理。
(4)将压滤机开启至进料状态,开启进料泵将污泥槽中污泥泵入进行泥水分离。
(5)滤液进入滤液收集槽,其高液位时,水泵会自动开启将滤后液打至调节池。
(6)压滤后的滤饼收集后装袋集中安全临时堆放,集中外运交给有危废处置资质的固废处置单位。
3结果与分析
该项目连续稳定运行3个月,随机抽取连续15d运行数据整理成表1和图1,使用的MP-10是一种含活性的氨基甲酸盐的破络剂,具有强还原性和宽阔的酸碱值范围,可将含有络合性质的重金属废水内的络合物和重金属分离以及沉淀,从而去除重金属,而且不受重金属离子浓度高低的影响,即使所处理废水中含有络合物成分,也能一次沉淀废水中各种重金属离子,使废水达到排放标准。
表1运行数据
序号123456789101112131415日期11.0611.0711.0811.0911.1011.1111.1211.1311.1411.1511.1611.1711.1811.1911.20Cu含量0.270.310.850.140.750.130.850.790.840.370.260.210.270.170.45
注:铜含量单位为mg/L,排放标准1mg/L
图1运行达标曲线 2013年4月绿色科技第4期
朱素贤,等:某PCB厂沉铜冲洗水重金属达标处理技术应用探讨环境与安全
4结语
从运行数据得知:在过程有效控制下可以确保出水100%达标,过程控制方法操作简单可行,只需使用现场常用的MP-10药剂,就可以快速判断药剂使用量是否足够,可以循序渐进地加大MP-10的使用量,避免一次性投入过多造成药剂的浪费,从而确保达标排放,同时可以最大限度地节约运行成本。
参考文献:
[1]童华.环境工程设计[M].北京:化学工业出版社,2008.
[2]张自杰.排水工程(下册)[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.
[3]曲久辉.水处理电化学原理与技术[M].北京:科学出版社,2007.
[4]陈杰蓉.环境工程技术手册[M].北京:科学出版社,2008.