废水处理化学方法

水中重金属的化学法处理的介绍

化学法主要包括化学沉淀法和电解法,主要适用于含较高浓度重金属离子废水的处理。 2.2.1 化学沉淀法

中和沉淀法，硫化物沉淀法，铁氧体沉淀法，钡盐沉淀法，淀粉黄原酸酯沉淀法，

化学沉淀法的原理是通过化学反应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,通过过滤和分离使沉淀物从水溶液中去除,包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法。由于受沉淀剂和环境条件的影响,沉淀法往往出水浓度达不到要求,需作进一步处理,产生的沉淀物必须很好地处理与处置,否则会造成二次污染。 2.2.2 电解法处理

电解法是利用金属的电化学性质,金属离子在电解时能够从相对高浓度的溶液中分离出来,然后加以利用。电解法主要用于电镀废水的处理,这种方法的缺点是水中的重金属离子浓度不能降的很低。所以,电解法不适于处理较低浓度的含重金属离子的废水。 还原法

含金属离子废水用还原剂接触反应,将金属离子由高价还原至低价。还原剂常用的是硫酸亚铁和亚硫酸盐。例如,沉淀铜法是让废水通过装有铁屑的流槽中, Cu2+被还原为Cu,积于铁屑表面而加以回收。 化学还原法

利用重金属的多种价态,加入一定的氧化剂和还原剂,使重金属获得人

们所需价态[8]。这种方法能使废水中的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。常用的还原剂有硼氢化钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁等。在实际操作中要注意使用适当的试剂,使生成物低毒或无毒,避免二次污染,同时还要考虑试剂的经济性和来源广泛性。此方法一般用在废水预处理过程中。日本同冶矿业公司发明的铁粉法用于去除含铬废水,不仅能还原六价铬离子,而且还可利用铁活性较高的特点固化重金属离子,以金属形式析出,利于重金属回收,但缺点是占地面积大,产生废渣量大。 凝聚－絮凝法

向污水中投加凝聚剂，使污水中的胶体颗粒失去稳定性而下沉。为了使颗粒增大，凝聚后进行絮凝使不稳定的颗粒变成大的絮状物[5]。一般情况下，凝聚－絮凝法需要调节 pH，而且需要加入铁盐/铝盐作为凝聚剂以克服颗粒间的排斥力。一般情况下，凝聚－絮凝法能处理重金属浓度不超过 100 mg/L或高于 1000 mg/L 的污水。和中和沉淀法相似，凝聚－絮凝法的 pH 在 11.0～11.5 是最有效的 气浮法

气浮法处理电镀废水时，须先将重金属离子析出，加入表面活性剂物质，使重金属析出物疏水化，然后粘附于上升气泡表面，通过上浮去除。按粘附方式不同将气浮法分为离子气浮、泡沫气浮、沉淀气浮和吸附胶体气浮 4 大类。离子气浮是重金属离子和表面活性剂直接形成沉淀，然后粘附于气泡上的分离方法。如脂肪族有机化合物 RM 去除 Cr6+。泡沫气浮是重金属通过表面活性剂的桥梁作用直接与气

泡粘附。沉淀气浮特征是重金属离子先形成化学沉淀，然后通过表面活性剂或直接粘附于气泡上，形成的沉淀形式有氢氧化物、硫化物等，常用的表面活性剂是月桂磺酸钠。胶体气浮是利用絮凝剂 FeCl3 或 AlCl3，先形成氢氧化物胶体，然后废水重金属离子被胶体吸附，通过表面活性剂或直接粘附于气泡上。气浮法对处理稀的电镀废水具有独特优点：重金属残留低，操作速度快，占地少，废水处理量大，生成的渣泥体积小、重金属含量高、运转费低。但出水盐分和油脂含量高，浮渣和净化水回用问题需进一步解决。 高分子重金属捕集剂法

高分子重金属捕集剂法是指利用高分子基体具有亲水性的螯合形成基的特点，与水中的重金属离子选择性的反应生成不溶于水的金属络合物，从而达到去除重金属离子的目的。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。因为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，生成稳定且难溶于水的金属螯合物。处理重金属废水时反应的效率较高，污泥沉淀快，含水率低，并具有良好的选择性，可将部分重金属离子与 其他离子分离、回收再利用，从而克服了传统化学处理法的不足，为后续的处理提供了方便，特别对重金属含量低的废水，处理费用相对较低，有很好的应用前景。

近年来,一种将传统的离子交换与电渗析结合的技术,电去离子(EDI,electrodeionization)技术,引起了人们的极大兴趣。随着EDI技术的不断发展,已有一些研究者开始尝试用EDI来处理重金属废水,包括Cu2+、Ni2+、Pb2+,并取得了良好效果。研究表明,EDI有望成为一种全新的高效、稳定、环境友好型的重金属废水处理技术[2,3]

电去离子技术是将离子交换树脂填充在电渗析(ED)器的淡水室中,从而将离子交换与电渗析进行有机结合,在直流电场作用下同时实现离子的深度脱除与浓缩,以及树脂连续电再生的新型复合分离过程。该工艺过程结合了电渗析和离子交换各自的优点,弥补了两者原有的缺陷,即它既保留了电渗析连续除盐和离子交换树脂深度除盐的优点,又克服了电渗析浓差极化所造成的不良影响,且避免了离子交换树脂酸碱再生所造成的环境污染。所以,无论从技术角度还是运行成本来看,EDI都比电渗析或离子交换更高效,对环境更友好。EDI的基本原理主要包括离子交换、在直流电场作用下离子的选择性迁移及树脂的电再生这3个方面。水中的离子首先通过交换作用吸附于树脂颗粒上, 然后在外直流电场作用下经由树脂颗粒构成的导电传递路径迁移到离子交换膜表面,并透过离子交换膜进入浓缩室。在树脂、交换膜与

水相接触的界面扩散层中的极化使水解离为H+和OH-,这两种离子会及时地作用于树脂的再生,从而实现了连续的去离子过程 。

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