处理工艺
凝聚沉淀法也能有效地除去废水中的重金属离子。在碱性溶液用铝盐和铁盐生成具有吸附重金属离子的胶团, 这些胶团不仅能吸附废水中重金属离子, 而且还能捕集和包覆着重金属离子一起沉淀。
加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀除去的方法。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低, 而且反应的pH 值在7～9 之间, 处理后的废水一般不用中和就可以排放。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, 会产生二次污染。
投加钡盐能使含铬废水中Cr6 形成铬酸钡沉淀, 此法称为钡盐沉淀法, 常用钡盐为BaCO3 和BaCl2。两种钡盐相比, 加入BaCO3 是固液反应, 反应慢, 而且要使反应彻底, 碳酸钡需过量, 使铬酸钡渣中BaCO3 量大大增加, 不利于沉渣利用, 但处理水中不含Cl- , 因而可回用。加入BaCl2, 则是液液反应, 反应速度快, 而且BaCl2 无需过量, 有利于沉渣利用, 不过处理水含过高的Cl- , 不能回用。但不管加入何种钡盐, 澄清液中均含有过高的余钡, 经处理后才能排放。
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。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70℃) , 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。
在废水中加入氧化剂或还原剂。通过氧化、还原反应使废水中重金属离子向更易生成沉淀或毒性较小的价态转换然后再沉淀去除, 一般用于废水的预处理。日本同冶矿业公司发明的铁粉法用于去除含铬废水, 不仅能还原Cr6 , 而且可利用铁活性较高固化重金属离子。以金属形式析出, 利于重金属回收。已用于中小型电镀厂排放的工艺废水的治理。缺点是占地面积大, 废渣量大, 须妥善处理。
离子交换法是重金属离子与离子交换树脂发生离子交换的过程, 树脂性能对重金属去除有较大影响。常用的离子交换树脂有阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螫合树脂和腐植酸树脂等。阳离子交换树脂由聚合体阴离子和可供交换的阳离子组成。用于Cr3 、Cu2 、Zn2 、Ni2 等重金属阳离子废水处理的树脂较多。阴离子树脂是由高度聚合体阳离子和可供交换的阴离子组成。树脂上的阴离子主要与废水的Cr2O72- 或HCrQ4- 交换, 从而达到净化Cr6 废水的目的。螯合树脂具有螯合基团, 对特定重金属离子具有选择性。腐植酸树脂是由腐植酸和交联剂交联而成的高分子材料, 含有酚羟基、甲氧基、羟基等官能团,具有阳离子交换和络合能力。腐植酸树脂能在酸性条件下, 将Cr6 还原。离子交换法是一种重要的电镀废水治理方法。具有处理量大, 出水水质好, 可回收水和重金属资源的优点。缺点是树脂易受污染或氧化失效, 再生频繁, 操作费用高。
吸附法实质上是依靠吸附剂活性表面对重金属离子的吸引而去除重金属离子。吸附剂种类很多, 最常见的是活性炭。活性炭可以同时吸附多种重金属离子, 吸附容量大, 对Cr6 阳离子也有较强还原作用, 但价贵, 使用寿命短, 须再生, 操作费用高。在我国, 利用丰富的硅藻土资源研究出处理Cu2 、Zn2 效果较好的吸附剂, 日本利用天然沸石资源, 如丝光沸石、斜发沸石、膨润土等制重金属离子吸附剂的研究。美国利用废粘土制备重金属离子吸附剂的专利。自然资源制备吸附剂, 原料来源广, 制造容易、价廉, 但吸附剂使用寿命短, 重金属吸附饱和后再生困难, 难以回收重金属资源。
