含重金属废水处理技术

日期: 2024-04-10 23:06:02|浏览: 101|编号: 45859

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含重金属废水处理技术

介绍了几种处理含重金属废水的方法,综述了其原理、优缺点,提出了处理含重金属废水时应遵循的原则。

电镀废水中含有的重金属会对环境和人体产生长期的不利影响。 因此,必须严格控制电镀废水,妥善处理和处置。 废水处理方法一般分为物理法、化学法和生物法。 每种治疗方法都有其特点和适用条件。 根据不同的原水水质和处理后的水质要求,可以单独应用,也可以几种方法联合应用。 应用。

实际待处理废水中所含的重金属并不是单一类型,而是常常是多种重金属共存。 对于含有大量有机物、络合离子和螯合物的废水,首先必须采用氧化、吸附等适当的处理方法去除阻碍重金属处理的有机物。 然后将其作为无机废水处理。 废水的分类通常是根据其中重金属含量高低来进行的。 实际生产中,用量较大的废水有:含铜废水、含铬废水、含镍废水、含铅废水等。

加工技术

含有重金属的废水常采用化学沉淀的方法,将重金属离子转化为不溶于水的氢氧化物或硫化物等盐类,然后通过共沉淀的方法去除。 同时,强化混凝法对于处理重金属非常有效。 高效的。 化学沉淀法的优点是成本低。 离子交换树脂法、吸附法等技术也越来越多地应用于含重金属废水的处理。

铜废水

含铜废水主要来自电镀和化学镀工艺。 一般情况下,电镀铜工艺产生电镀废水,工件电镀铜后清洗工艺产生清洗水,化学镀铜工艺产生化学镀废水,工件化学镀铜后清洗工艺产生清洗水,电路板镀铜后的蚀刻过程会产生蚀刻废水。 电路板镀铜后的微蚀工艺产生微蚀水、电路板镀铜后的褐变工艺产生褐变废水、镀铜后使用表面活性剂清洗电路板产生清洗水等。废水中或多或少含有其他少量重金属。

氢氧化物沉淀法:

氢氧化铜去除原理:

2OH- + Cu2+ = Cu(OH)2

中和剂为氢氧化钠和氢氧化钙的混合物。 pH值为7时,使用氢氧化钙主要是为了减少排渣量,添加氢氧化钙也有较好的沉降性能。 氢氧化铜完全沉淀的理论pH值为6.7。 由于废水中其他物质的影响,最终使用的pH值是通过实验确定的。 一般情况下,铜在pH值为9~11时即可完全沉淀,其中所含的其他重金属也会被氢氧化物沉淀除去。 。 当沉淀反应完成后,通常加入共沉淀剂,如铝盐、铁盐等。

该处理方法对于非络合状态的含铜废水是有效的,并且需要足够的沉淀反应时间。 对于络合状态的含铜废水,常采用过氧化氢氧化、次氯酸钠氧化等方法破络,然后加入中和剂进行处理。

硫化物沉淀法:

硫化铜去除原理:

Na2S + Cu2+ = CuS + Na2+

FeSO4 + Na2S = FeS +

在利用硫化物处理含铜废水的过程中,由于硫化物有气味,处理不当会产生剧毒的硫化氢气体。 同时,处理后的废水有时会存在残留硫化物问题,对环境产生负面影响。 由于硫化物沉淀比氢氧化物沉淀更完全,且重金属去除率高,因此硫化物沉淀法通常与氢氧化物沉淀法结合使用。

一般当pH值在8以上时,添加硫化物处理废水。 通过添加铁盐沉淀溶液中过量的硫化物。

该处理方法对于非络合状态的含铜废水和少量络合状态的含铜废水均有效。 对于一些络合状态的含铜废水,需先采用过氧化氢氧化、次氯酸钠氧化等方法破络络合物,然后添加中和剂进行处理。

由于硫化物的应用对环境产生不利影响,目前国内外均采用有机硫化物替代无机硫化物。

重金属处理剂的制备

重金属处理剂的生产厂家有很多,每个厂家都有自己的重金属处理剂的名称和型号。 目前广泛使用的是德国药品DEI-N和MEX。 大多数化学物质以有机硫化物的形式存在。

上述重金属处理药剂在含铜废水的处理中很少使用。 主要原因是氢氧化物和硫化物对含铜废水的处理效果较好,且成本较低。

吸附方法:

吸附剂的种类很多,如活性炭等。

离子交换树脂法:

离子交换树脂的一般方程式:

M1++ Re·M2 M2+ +Re·M1

式中,M1+和M2+为不同类型的阳离子; Re是阳离子交换树脂。

根据树脂生产厂家对树脂的介绍选择合理的树脂。 小试合格后将用于生产中处理含铜废水。

铁屑处理

铁屑处理是回收铜粉的一种方法。 同时,在随后的氢氧化铜沉淀过程中,氢氧化铁强化了共沉淀对含铜废水的处理。

上述方法中应用最广泛的是氢氧化物沉淀法。

含铬废水

含铬废水主要来源于铬电镀和钝化工艺。 一般有镀铬工艺产生的电镀废水、工件镀铬后清洗工艺产生的清洗水以及利用含铬废水对工件表面进行钝化后清洗工艺产生的清洗水。

含铬废水的处理技术有化学还原法、铁氧体法[1]、气浮法、电化学还原法、吸附法、生化法、液膜技术、金属沉淀剂处理、离子交换等[2]。

化学还原法:

反应原理:

- + 3SO32- + 8H+ = 2Cr 3+ + 3SO42- + 4H2O

Cr 3+ + 3OH- = Cr(OH)3

无论酸性或碱性条件下,六价铬始终以稳定的铬酸根离子状态存在。 因此,六价铬被还原为三价铬,然后中和沉淀,形成不溶性Cr(OH) 3 沉淀而除去。 在还原反应中,如果pH值低于3,反应会在短时间内结束。 中和沉淀反应的pH值在7.5~8.5范围内进行,铬被不溶性的Cr(OH) 3 沉淀除去。 为了增强除铬效果,在中和沉淀过程中添加铝盐和铁盐,引起共沉淀。

在含铬废水的处理中,还原剂的种类很多,亚硫酸氢钠是常规的还原剂。 主要原因是副反应少。 一些制造商添加亚硫酸氢钠以减少芬顿反应后续步骤中过量的过氧化氢。

铁氧体法:

反应原理:

- + 6Fe2 + + 14H+ = 6Fe3 + + 2Cr 3 + + 7H2O 二价铁盐在酸性溶液中也能轻易将六价铬还原为三价铬。 用硫酸亚铁处理含铬废水的方法一般称为铁氧体法。 根据相关工艺研究,还原反应的pH值在2~3之间,中和沉淀反应的pH值在7~8之间。

从上述反应可以看出,如果六价铬含量高,则铁的消耗量就越大,在后续的沉淀中炉渣量就越大。 因此,在处理低浓度含铬废水时,一般采用亚铁盐作为还原剂。 由于铁盐的共沉淀作用,处理效果更好。

离子交换法:

该方法适用于处理浓度不太高的含铬废水。 处理效果好,废水可回用,工艺成熟。

吸附方法:

采用沸石吸附处理含铬废水,要求废水总铬含量小于300mg/L。 在沸石处理之前,一般用硫酸亚铁还原六价铬。 铬与沸石的用量为1:500。该方法只能处理低浓度含铬废水,对吸附铬后沸石的处理应有相关要求。 利用活性炭吸附处理含铬废水也有报道。 活性炭的再生比较麻烦,对该方法的应用产生负面影响。

用钡盐回收铬酸:

该方法是广州铬渣处理新技术工程公司的专利技术。 主要用于处理电镀铬和马口铁铬处理作业产生的含铬废水和废渣。 主要过程是在碱性条件下将三价铬氧化为六价铬,然后加入氯化钡,与六价铬反应生成铬酸钡沉淀。 基于该专利进行了小测试,但没有取得良好的实验效果。 同时,氯化钡来源困难,对该方法的应用产生了负面影响。

电解法:

电解法采用普通钢板作为阴极和阳极。 这种方法消耗大量的电力和钢板,所以没有被广泛使用。

在含铬废水的处理中,对于铬浓度较高的含铬废水,较常采用亚硫酸氢钠还原法。 对于铬浓度较低的含铬废水,若废水除铬后回用于生产,一般采用离子交换法。 如果废水不再回用于生产,一般采用硫酸亚铁进行处理。

含镍废水

含镍废水主要来自电镀和化学镀工艺。 一般有电镀镍工艺产生电镀废水、工件电镀镍后清洗工艺产生清洗水、化学镀镍工艺产生化学镀废水、工件化学镀镍后清洗工艺产生清洗水等上述废水中或多或少还含有其他少量重金属。

氢氧化物沉淀法:

反应原理:

2OH- + Ni2+ = Ni(OH)2

中和剂为氢氧化钠和氢氧化钙的混合物。 pH值为7时,使用氢氧化钙主要是为了减少排渣量,添加氢氧化钙也有较好的沉降性能。 氢氧化镍完全沉淀的理论pH值为9.5。 由于废水中其他物质的影响,最终使用的pH值是通过实验确定的。 一般镍在pH值9~11的条件下即可完全沉淀,其中含有的其他重金属也会被氢氧化物沉淀除去。 当沉淀反应完成后,通常加入共沉淀剂,如铝盐、铁盐等。 还有一种利用碳酸钠沉淀镍的处理方法。

该处理方法对于非络合状态的含镍废水是有效的,并且需要足够的沉淀反应时间。 对于络合状态的含镍废水,主要是化学镀镍废水,常采用双氧水氧化、次氯酸钠氧化、漂白粉氧化[5]等方法破络,然后添加中和剂进行处理。

硫化物沉淀法:

硫化镍去除原理:

Na2S + Ni2+ = NiS + Na2+

FeSO4 + Na2S = FeS +

在利用硫化物处理含镍废水的过程中,由于硫化物有气味,处理不当会产生剧毒的硫化氢气体。 同时,处理后的废水有时会存在硫化物残留问题,对环境产生负面影响。 由于硫化物沉淀比氢氧化物沉淀更完全,且重金属去除率高,因此硫化物沉淀法通常与氢氧化物沉淀法结合使用。

一般当pH值在8以上时,加入硫化物处理废水。 通过添加铁盐沉淀溶液中过量的硫化物。

该处理方法对于非络合状态的含镍废水和少量络合状态的含镍废水均有效。 对于一些络合状态的含镍废水,需先采用过氧化氢氧化、次氯酸钠氧化、漂白粉氧化等方法破络络合物,然后添加中和剂进行处理。

由于硫化物的应用对环境造成不利影响,且硫化镍沉淀物相当细小,有时很难将沉淀物从溶液中完全分离出来。 因此,国内外大多开始使用有机硫化物代替无机硫化物。

重金属处理剂的制备

处理含镍废水常用的有DEI-N、MEX等重金属处理剂。 主要原因是大多数化学镀镍和化学镀镍废水,特别是化学镀镍废水中含有较多的络合剂,氢氧化物和硫化物对含镍废水的处理效果较差。 一些新开发的重金属处理剂对络合镍有良好的处理效果。

吸附方法:

吸附剂的种类很多,如活性炭、改性粘土等,粘土对镍离子的吸附能力较强,可在较宽的pH值范围内使用。 该方法还提出了低镍离子浓度的条件,对吸附镍后的粘土的处理也应有相关要求。 也有利用13X沸石去除废水中镍离子的实验研究,但尚未见其在生产中应用的报道。

离子交换树脂法:

离子交换树脂的一般方程式:

M1+ + Re·M2 M2+ + Re·M1

式中,M1+和M2+为不同类型的阳离子; Re是阳离子交换树脂。

根据树脂生产厂家对树脂的介绍选择合理的树脂。 小试合格后将用于生产中处理含镍废水。 由于化学镀镍废水中络合剂较多,含盐量较高,一般不采用离子交换法处理该废水。 离子交换法较常用于工件镀镍后清洗过程中产生的清洗水。 也有氢氧化钠-膜过滤法处理含镍电镀废水的报道。

在含镍废水的实际处理中,广泛使用三种技术:氢氧化物、硫化物沉淀和重金属处理化学品。 但由于硫化镍沉淀颗粒较小,难以过滤,因此在硫化物沉淀时通常添加共沉淀剂,以强化混凝操作过程。

含铅废水

由于铅对环境的负面影响,越来越多的电镀企业提出了工艺中少铅、无铅的要求。

含铅废水主要来自电镀和化学镀工艺。 一般电路板镀锡铅工艺产生含铅废水,电路板镀锡铅后清洗工艺产生清洗液,电路板除锡铅工艺产生含铅废水,电路板清洗除锡铅后的工艺产生清洗液等。上述废水中或多或少含有其他少量重金属。

氢氧化物沉淀法(包括混凝法):

氢氧化铅去除原理:

2OH- + Pb2+ = Pb(OH)2

中和剂为氢氧化钠和氢氧化钙的混合物。 当pH值为7时,使用氢氧化钙,一方面可以减少炉渣量,另一方面中和剂氢氧化钠因形成颗粒状沉淀而难以过滤。 氢氧化钙具有良好的沉降性能,还可以防止两性金属的沉淀。 它会溶解,所以氢氧化钙更好。 碳酸铅的沉淀颗粒细小,不易分离,因此不常用中和剂碳酸钠。

氢氧化铅完全沉淀的理论pH值为8.0。 由于废水中其他物质的影响,最终使用的pH值是通过实验确定的。 一般铅在pH值9~10的条件下即可完全沉淀,其中含有的其他重金属也会被氢氧化物沉淀除去。 当沉淀反应完成后,通常加入共沉淀剂,如铝盐、铁盐等。 应当指出的是,铅是两性金属。 当理论pH值为10时,氢氧化铅开始溶解; 当理论pH值为13时,沉淀完全溶解。

这种处理方法对于非络合状态的含铅废水是有效的,并且需要足够的沉淀反应时间。 对于络合状态的含铅废水,常采用过氧化氢氧化、次氯酸钠氧化等方法破络,然后加入中和剂进行处理。

硫化物沉淀法:

硫化铅去除原理:

Na2S + Pb2+ = PbS + Na2+

FeSO4 + Na2S = FeS +

生成的硫化物溶解度低,但由于形成胶体颗粒而难以分离。 一般添加铁盐、铝盐等共沉淀剂。 此外,重金属处理剂法、吸附法和离子交换树脂法也可用于处理含铅废水。

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