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幾種重金屬廢水資源化處理技術適用性分析
閱讀:379 發布時間:2017-11-6一、膜分離法
膜分離技術作為21世紀zui有發展前景的*,它采用一張選擇性薄膜,借助外加推動力作用,可實現溶質與溶劑或溶質與溶質之間的分離、提純、濃縮目的。當推動力為濃度差加化學反應時,膜過程為液體膜分離;當推動力為電位差時,膜過程為電滲析;當推動力為壓力差時,膜分離過程為微濾、超濾、納濾、反滲透。
膜分離技術具有以下幾點優點:
1)分離精度高,可達納米級別;
2)分離能耗低;
3)常溫操作,無相變,無需添加化學藥劑,無二次污染;
4)設備可根據處理量靈活配置,占地面積小。
膜分離技術在重金屬廢水資源化處理方面已得到一定應用,隨著制模材料的優化及設備成本的降低,將會極大推動膜分離技術在重金屬廢水領域的大面積推廣。
1、電滲析技術
電滲析器由隔板、陰、陽離子交換膜、電極、夾緊裝置等主要部件組成。處理重金屬廢水時,陽離子膜只允許陽離子通過,陰離子膜只允許陰離子通過,在電流作用下,電鍍廢水得到濃縮和淡化,電鍍廢水中常含Cu2+、Ni2+、Zn2+和Cr2+等金屬離子及qing化物等du性較大的物質,通過電滲析-離子交換或電滲析-反滲透組合工藝,既能實現資源的回收利用,又可以減少污染的排放。其中含鎳廢水處理技術zui為成熟,已有成套工業化裝置。。電滲析法在重金屬廢水處理中具有技術可靠,操作費用低,占地面積小,不產生廢渣的優點。但電滲析需要要有足夠的電導提供電流效率,如鍍鎳廢水的處理,要求鎳鹽的濃度不能低于1.5g/L。
2、納濾技術
納濾作為一種新型分離技術, 有以下特點:
1、截留分子量為200~1000, 介于反滲透膜和超濾膜之間;
2、是納濾膜對二價及多價離子的截留、濃縮甚至分離。
納濾膜分離過程無化學反應, 無需加熱, 無相轉變, 不會破壞生物活性, 因而越來越廣泛地應用于飲用水的制備和廢水的處理。采用納濾技術, 不僅可以使90%以上的廢水純化, 而且可同時使重金屬離子含量濃縮10倍, 濃縮后的重金屬具有回收利用的價值。如納濾膜對含鈾廢水的處理,由于空間位阻和電效應的存在, 納濾膜對UO2(CO3)22-和UO2(CO3)34-截留分別達到98%和95%;納濾膜在pH越高條件下,對砷的去除率可達90%以上;納濾膜從混合鹽溶液中分離二價銅離子, 當Na+濃度較低且存在離子H3O+時, 銅離子幾乎全部被截留;當控制不同的條件,可實現重金屬離子間的分離,如當NaCl 濃度為0. 5mol/ L 時,在溶液中鎘的主要存在形式是CdCl2 ,但是鎳并不以絡合形式存在而以Ni2+ 荷電方式存在,用帶正電的納濾膜處理,截留Ni2+ 而讓Cd2+ 自由通過,即可以實現金屬之間的分離。同樣地,在硝酸體系中,亦可實現Cd2+ 與Cu2+ 的有效分離。
3、反滲透技術
反滲透膜孔徑小于200分子量,可截留所有分子、離子,只允許水分子透過,特別適用于稀溶液的濃縮處理。該技術借助于半透膜對溶液中溶質的截留作用,在高于溶液滲透壓的壓力動力下,是溶劑滲透通過半透膜,達到分離的目的。反滲透技術在電鍍領域已得到較好地應用,據工業實踐證明,對于磷酸鋅電鍍廢水等采用一級或二級RO可實現對重金屬離子99%以上的截留,水回收率達到90%以上。
二、沉淀法
*,重金屬廢水處理技術種類繁多,各種技術特點不一,適用范圍也存在較大差異。由于行業區別或同一行業不同工藝段的差異,所排放出的廢水都沒有*相同的,因此,針對具體水質,熟練掌握不同處理技術的適用特點,以合理選用不同的技術手段或者技術組合方式,顯得尤為關鍵。
三、電解法
電解法結合了氧化還原化學法、絮凝和吸附技術三者優勢,不僅可去除Hg2+、Cu2+、Cr6+、Pb2+、Cd2+等典型重金屬離子,而且同時除去其他陰離子污染物,如CN-等。
電解法除重金屬離子的基本原理是利用金屬的電化學性質,在有外加直流電的條件下,重金屬離子(Mn+)在電解槽的陰極放電沉積,從相對高濃度的溶液中分離出來,廢水中還原性較強離子(如Cl-)或陽極材料本身(如單質鐵)在陽極放電,從而達到去除廢水中有害重金屬的目的,同時,沉淀在電解槽底或沉積在陰極板上的重金屬具有一定的回收價值。
相較于化學沉淀法及物理吸附法等傳統技術,電解法具有如下優勢:
1)可同時處理多種污染物。如氰化鍍銅廢水經過電解處理,CN-在陽極被氧化的同時,Cu2+在陰極被還原沉積。
2)對于電鍍廢水尤為適用,如duge、鈍化、酸洗、鉻酸陽極化、鍍銅等各種含鉻、含銅等重金屬廢水。鑒于電解法與電鍍工藝的相似性,電鍍企業的工人易于熟練掌握操作。
3)幾乎不消耗化學藥劑,無二次污染,廢液量少,處理后水便于回用。如酸性含鉻廢水、堿性含氰廢水可直接電解處理,無需添加酸、堿調節pH環境。
4)特別適用于高濃度重金屬廢水的處理,重金屬回收價值高,可實現廢水100%達標排放,無濃縮液產生。
5)電解裝置緊湊,占地面積小,節省一次投資,易于實現自動化。可通過調節槽電壓和電流,可適應水量與水質變化沖擊。
但電解法也有它的不足之處,即:電耗和可溶性陽極材料消耗較大,副反應多,電極易鈍化;不適于低濃度重金屬廢水處理,不能將重金屬濃度降到很低,且電流效率低。