水体污染方面所说的重金属一般指汞、铬、铅、砷等生物毒性显著的金属及类金属,也包括具有一定毒性的重金属,如铜、钴、镍、锡等。重金属的毒性具有长期持续性,在某些微生物的作用下会转化为毒性更强的金属化合物;重金属可在生物中大量富集通过食物链的生物放大作用在较高级的生物体内成千万倍富集,然后通过食物进入人体,成中毒;重金属不能被降解和破坏,只能发生形态转化。天然水体中的氢离子、铬离子、有机酸、氨基酸等都可与重金属形成络合物或螯合物,使重金属在水体中的浓度增大,也可使沉淀物中的重金属释放出来。
(1)冶金工业废水
冶金包括有色冶金和钢铁冶金,不同工艺的治金工业废水性质差别很大,例如湿法冶金工艺废水产量大、酸度高、重金属含量高;而火法治金工艺废水产量小、酸度低、重金属含量低。另外,不同的企业因原料及工艺方法不同,产生的废水中重金属的种类及含量也有很大的差别。
(2)矿山废水
尤以酸性矿山废水组成最复杂,且重金属种类多、含量高,对自然环境的阿里最大。酸性矿山废水的产生原理比较多样,在空气、水或其他外界环境条件作用下,一些尾矿以及硫化物矿物等可以发生一系列物理化学反应,还有可能发生生化反应,从而逐步形成酸性矿山废水。
(3)矿石冶炼加工废水
在矿石冶炼加工过程中也会产生大量重金属废水,如在氧化焙烧矿物时,洗涤烟气的废水及地面冲洗水等。这一类废水不仅重金属含量高,酸性也很强。
(4)金属加工制造业废水
如电镀行业的典型特征是金属用量大、用电多和用水量大,产生并排放重金属废水是它的特点之一。因镀种众多,故废水含重金属的种类各有不同,应用广泛的有镀铜、镀锌、镀铬、镀铅、镀镍、镀金、镀银等,它们都会对人体造成极大的危害。
重金属污染物废水处理技术
水中重金属污染物的去除方法大致可分为电解法、膜分离技术和置换沉淀法三类。
(1)电解法
利用电解液的电化学性能,通电后的电解池内金属离子能够定向迁移至阴极发生还原反应并沉积在阴极电极表面,从而从废水中去除,一定程度上可以实现某些贵重金属的回收利用。例如,Eivazihollagh 等I6)采用电化学法从 DTPA和 C12-DTPA 中同时回收铜和螯合剂。结果表明,当pH=10时,处理 180min后,Cu(Ⅱ)-DTPA 体系的铜回收率为50%,Cu(Ⅱ)-C12-DTPA 体系的铜回收率为65%。研究结果表明,将电解法与其他多种方法进行复合(如微生物电解池、电凝、生物电化学等)处理重金属去除效率更高。
(2)膜分离技术
膜分离法从微滤发展至超滤、纳滤、反渗透等不同类型的膜过程,可有效去除多种污染物。其中,超滤法去除废水中的重金属取得了显著的进步。例如,有研究者为克服超滤膜中含有大孔结构不利于捕获重金属离子的缺陷,提出了以吸附重金属离子的水溶性高分子聚合物修饰超滤膜的设计思路,使吸附重金属离子易被超滤膜捕获,以提高分高效率,此法被称为络合-超滤法。例如,Ahmad 等“"采用浸渍沉淀法,以戊二醛为交关剂,通过改变交联反应时间,成功制备了以聚乙烯醇为基础的戊二醛交联膜。随着交
联时间的赶长,膜的孔径分布范围逐渐减小,当交联时间为2h时,膜的孔径分布范围达
废水的种类
0.03-0.07um之间,该膜可适用于粒径大于00m的滤工艺在分离过程中。通
苯乙酸酸化废水
络合剂络合增加金属离子的尺寸,可提高对废水中金属离子的吸附分离效果。Gao等
对氨基偶氮苯盐酸盐
采用聚丙烯酸钠(PAAS)为络合剂,采用旋转圆盘膜组件对含镍废水进行络合-超滤回
生产废水
文像,当n<848r/min、pH=7.0、P/Ni=13(质量比)时,Ni+的回收率达到 98.26%。当
杀虫双生产废水
s>848r/min时,转盘产生的高剪切速率使PAA-Ni络合物解离,同时实现了 Ni'的回收
(蒸胺段)
及PS用子寒等19]采用“化学沉淀-管式膜超滤”组合工艺对焦磷酸盐钱
原油采出废水
铜废水中的铜和总磷进行处理,克服了钙离子沉淀法所产生的沉淀颗粒物粒径小、沉淀时间长、效率低的问题,且出水稳定、质量高、易操控等。
高盐废水主要
(3)置换沉淀法
(1)工业生产
置换沉淀过程的机制主要涉及两个连续的过程:首先将螯合的金属离子通过反应置
煤化工、印
换出来,然后用碱或其他沉淀剂沉淀金属离子。例如,Jiang等报道了一种简单有效的处理有毒重金属配合物的方法,即使用Ca(OH)₂通过置换沉淀法从废水中去除EDTA
(包括肉食类、腌
螯合铜。Ye等2对废水中低浓度Ni-EDTA的去除进行了研究,采用电凝和废铁作为阳
(2)废水处
极材料,30min 内Ni的去除率达到 94.3%以上,有机碳总量去除率达到95.8%以上。Guan
在废水处理