重金屬?gòu)U水處理方法概述

重金屬?gòu)U水處理方法概述何佳2015-4

重金屬?gòu)U水的主要來(lái)源鉻銅鈾鉛鉻銅鈾鉛礦冶機(jī)械制造化工電子儀表2013年全國(guó)污染管控點(diǎn)

1、化學(xué)沉淀法

包括中和沉淀、硫化物沉淀、鐵氧體沉淀、電化學(xué)法和高分子重金屬捕集劑法2、物理處理法

包括吸附法、萃取法、離子交換法、膜分離法、蒸發(fā)和凝固法3、生物處理法

包括生物絮凝法、生物化學(xué)法及植物修復(fù)法等重金屬?gòu)U水處理方法一、化學(xué)沉淀法

原理：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩衔铮ㄟ^(guò)過(guò)濾和分離使沉淀物從水溶液中去除。常用沉淀劑：石灰、氫氧化鈉、硫化鈉等。

弊端：由于受沉淀劑和環(huán)境條件的影響，沉淀法往往出水濃度達(dá)不到要求，需作進(jìn)一步處理，產(chǎn)生的沉淀物必須很好地處理與處置，否則會(huì)造成二次污染。化學(xué)沉淀法

1、中和沉淀法：在含有重金屬離子的廢水中加堿進(jìn)行中和反應(yīng)，使重金屬生成難溶于水的氫氧化物從而進(jìn)一步分離。此方法操作簡(jiǎn)單，但轉(zhuǎn)移污染物容易造成二次污染注意事項(xiàng)：1.中和沉淀后，如PH高，需中和處理后方能排放；2.廢水中如有多種重金屬離子共存，如Zn同Al共存，PH偏高，可能有再溶解現(xiàn)象，如AL生成偏鋁酸；3.廢水中有些陰離子如氰根、腐殖質(zhì)、硫氫根等，可能同重金屬離子反應(yīng)生成絡(luò)合物，需預(yù)處理去除4、有些顆粒小，不容易生成沉淀，需要加入絮凝物進(jìn)一步生成沉淀5、此法對(duì)于處理低濃度的重金屬?gòu)U水效果不明顯化學(xué)沉淀法2、硫化物沉淀法：向重金屬?gòu)U水中加入硫化物，使重金屬離子同硫化物反應(yīng)生成硫化物沉淀析出常用的硫化劑為：硫化鈉、硫化氫、硫化亞鐵（最常用的）

與中和沉淀法相比，重金屬硫化物的溶解度要低于氫氧化物，沉渣含水量低，不易造成二次污染，但硫化物有毒，價(jià)格貴，硫化物沉淀顆粒小，易形成膠體。化學(xué)沉淀法3、鐵氧體沉淀法：向重金屬?gòu)U水中加入FeSo4，重金屬離子同F(xiàn)eSo4反應(yīng)生成鐵氧體晶體析出鐵氧體通式：M2FeO4或MOFe2O3(M表示其它金屬),呈尖晶石狀立方結(jié)晶構(gòu)造過(guò)程：a、ＦeSO4++Ｃr6+→→Ｆe3++Ｃr3+b、加堿后,過(guò)量Ｆe2++Ｆe3++Ｃr6+→→M（OH）r沉淀c、在60-80℃下通風(fēng)氧化,一部分Ｆe(ＯＨ)2轉(zhuǎn)化為Ｆe(ＯＨ)3,這樣就逐漸形成了鐵氧體晶體而沉淀。化學(xué)沉淀法4、化學(xué)還原法：利用重金屬的多種價(jià)態(tài)，在重金屬?gòu)U水中加入一定劑量的氧化劑和還原劑，從而得到人們所需的價(jià)態(tài)。這種方法可以使水中的重金屬離子向更容易生產(chǎn)沉淀或毒性更小的價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)換，然后再沉淀去除。常用的還原劑：硼氫化鈉、亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵等。根據(jù)此法衍生出的“還原沉淀法”極其廣泛的應(yīng)用在電鍍廢水處理中5、電解法

原理：利用金屬的電化學(xué)性質(zhì)，金屬離子在電解時(shí)能夠從相對(duì)高濃度的溶液中分離出來(lái)，然后加以利用。

應(yīng)用：電解法主要用于電鍍廢水的處理。

例如：含鉻廢水的處理以鐵板為電極，通以直流電時(shí)，在陽(yáng)極：Fe-2e-→Fe2+CrO42-+3Fe2++8H+→Cr3++3Fe3++4H2O在陰極：2H++2e-→H2CrO42-+3e-+8H+→Cr3++4H2O膜分離吸附吹脫蒸發(fā)濃縮常用吸附劑活性炭硅藻土二氧化硅活性氧化鋁天然高分子及離子交換樹(shù)脂二、物理處理法物理處理法1、吸附法：用多孔吸附材料吸附廢水中重金屬其核心為：吸附劑的選擇，之前常用吸附劑為活性炭目前由于活性炭再生率低，價(jià)格較高，且處理往往達(dá)不到國(guó)標(biāo)，應(yīng)用逐漸被限制聚殼糖和衍生物具有良好的吸附效果，且重復(fù)利用率較高，一般可重復(fù)利用十次，且吸附容量沒(méi)有降低

氧化石墨烯

SMGO的制備磁功能化磺酸改性氧化石墨烯（GO）磺基化磁性氧化石墨烯（SMGO）磁性氧化石墨烯納米片的制備和改性及其在水體重金屬污染控制中的應(yīng)用

SMGO的制備TEM處理前處理后物理處理法2、離子交換法：重金屬離子與離子交換劑進(jìn)行交換，達(dá)到去除廢水中重金屬離子的方法常用的離子交換劑：活性炭、硅藻土、二氧化硅、活性氧化鋁、天然高分子及離子交換樹(shù)脂等離子交換法是一種重要的電鍍廢水治理方法，出水水質(zhì)好，且可回收重金屬資源，但交換劑容易氧化，更換頻繁，操作費(fèi)用及處理成本較高物理處理法2、膜分離技術(shù)：利用特殊的半透膜，在外界壓力的作用下，不改變?nèi)芤旱幕瘜W(xué)形態(tài)，使溶液中溶質(zhì)或溶劑析出，從而達(dá)到去除目的根據(jù)膜的不同可以分為擴(kuò)散滲析、電滲析、反滲析、納濾等此方法占地面積小，使用廣泛，處理效果好，但濃水是一個(gè)問(wèn)題三、生物處理法借助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法。

1.生物吸附主要包括：

2.生物絮凝

3.植物修復(fù)植物修復(fù)法利用高等植物通過(guò)吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量,以達(dá)到治理污染、修復(fù)環(huán)境的目的。生物絮凝法利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進(jìn)行絮凝沉淀的一種除污方法生物吸附法利用生物體本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分特性來(lái)吸附溶于水中的金屬離子,再通過(guò)固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。生物化學(xué)法指通過(guò)微生物處理含重金屬?gòu)U水,將可溶性離子轉(zhuǎn)化為不溶性化合物而去除。生物處理技術(shù)分類

生物處理法1、生物絮凝法：利用微生物或植物的代謝產(chǎn)物進(jìn)行絮凝沉淀的一種方法。目前的生物絮凝劑主要由五大類：淀粉類、纖維類、衍生物類、微生物多糖類、復(fù)合型生物絮凝劑生物處理法2、生物化學(xué)法：該法利用有些菌類具有的氧化還原能力，從而改變重金屬離子的價(jià)態(tài)，從而改變重金屬離子的化學(xué)性質(zhì)。其典型方法為硫酸鹽生物還原法，弄夠把硫酸鹽還原為硫化氫，使重金屬離子同硫化氫發(fā)生反應(yīng)，從而沉淀去除生物處理法3、植物修復(fù)法：富集機(jī)理是通過(guò)利用植物發(fā)達(dá)的