鉛鋅冶煉重金屬?gòu)U水處理技術(shù)及設(shè)施研究

汪佳良

(中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司,江西 南昌 330031)

鉛鋅冶煉重金屬?gòu)U水處理技術(shù)及設(shè)施研究

汪佳良

(中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司,江西 南昌 330031)

對(duì)于重金屬在鉛鋅冶煉生產(chǎn)廢水中的來(lái)源及具有的危害,傳統(tǒng)工藝和新工藝鉛鋅冶煉重金屬?gòu)U水處理的幾種方法及具有的原理和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步的探討,并指出未來(lái)鉛鋅冶煉重金屬?gòu)U水處理的發(fā)展,是從傳統(tǒng)處理工藝逐漸轉(zhuǎn)向先進(jìn)工藝發(fā)展.

廢水處理;鉛鋅廢水;反滲透;石灰法;鐵氧體

鉛鋅冶煉生產(chǎn)廢水中含有的重金屬?gòu)U水主要有Pb、Cd、As、及Hg等.重金屬在廢水中并不單單是只依賴單純的因子狀態(tài)而存在,除此之外,還存在著諸如聚合及絡(luò)合物等狀態(tài),而且廢水呈現(xiàn)的還是酸性,因此這就在一定程度上給綜合治理帶來(lái)非常大的難度.同時(shí),一旦水體受到了重金屬污染后就會(huì)在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)存在危害.伴隨著污染物的不斷轉(zhuǎn)化和遷移,不管是對(duì)空氣,還是對(duì)水體和土壤,只要有重金屬存在的地方就會(huì)對(duì)系列的生物產(chǎn)生非常大的影響,并通過(guò)生物的積累和富集在食物鏈的頂端,對(duì)人類都產(chǎn)生非常大的危害.因此對(duì)重金屬的處理技術(shù)是以后非常重要的一個(gè)內(nèi)容.

隨著最近10年來(lái)針對(duì)鉛鋅冶煉重金屬?gòu)U水的處理開(kāi)展,有關(guān)科研人員對(duì)此方面進(jìn)行了大量的研究工作,面對(duì)不斷出現(xiàn)的新技術(shù)以及發(fā)展的趨勢(shì).本文對(duì)傳統(tǒng)的鉛鋅冶煉重金屬處理技術(shù)工藝和新技術(shù)工藝進(jìn)行綜述,通過(guò)對(duì)比分析,提出了未來(lái)鉛鋅冶煉行業(yè)重金屬?gòu)U水處理技術(shù)的發(fā)展方向.

1 鉛鋅冶煉行業(yè)廢水來(lái)源及組成

產(chǎn)廢水的來(lái)源在鉛鋅冶煉行業(yè)中非常多,具有較復(fù)雜的成分.大致上可以分為以下四種,第一種是處理軟水站排水.此類的廢水中未含酸及重金屬污染物,且有著較高的硬度;第二種是酸性廢水.此類的廢水有著較高的酸性,而且重金屬還含有著非常高的污染物;第三種是污酸.這類廢水中包含重金屬和酸;第四種是循環(huán)冷卻污水的排放.這類廢水有著非常高的溫度,且包含非常高的鹽,廢水中幾乎沒(méi)有重金屬污染物的存在.

第一類和第四類廢水在鉛鋅冶煉行業(yè)生產(chǎn)廢水中,均能夠當(dāng)成廠區(qū)內(nèi)的綠化水.第二類和第三類具有危害性及非常難處理的包括重金屬離子的廢水.

2 鉛鋅冶煉重金屬?gòu)U水處理工藝

2.1 傳統(tǒng)工藝

2.1.1 石灰中和法

鉛鋅冶煉重金屬?gòu)U水有著很多種傳統(tǒng)的處理工藝,我國(guó)絕大部分采用的傳統(tǒng)石灰中和法處理的鉛鋅冶煉廢水.酸性廢水中大部分采用的方法為一段石灰中和法和兩段石灰中和法,不但能夠讓酸度得到降低,還能夠脫除重金屬離子以氫氧化物沉淀形式,同時(shí),因?yàn)樗嵝詮U水遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于污酸的酸度,而且包含非常多諸如As、Cd及F等元素,大部分采用的方法都是通過(guò)單獨(dú)的收集管網(wǎng)進(jìn)行輸送的,直至到達(dá)污酸處理站進(jìn)行處理.而且通過(guò)采用石灰中和的方法進(jìn)行預(yù)處理,能夠讓酸度得到明顯的降低,并能夠再根據(jù)酸性廢水的工藝實(shí)施處理.

雖然在去除污染物方面上,石灰中和法有著非常廣泛的范圍,及低成本處理和未有二次污染產(chǎn)生的顯著優(yōu)勢(shì),但是在實(shí)際操作的過(guò)程中,由于難以準(zhǔn)確的掌握參數(shù),以及有著大的沉渣量和高的含水率,再加上會(huì)有不穩(wěn)定的處理效果和要求嚴(yán)格的pH值都讓此種方法具有的缺點(diǎn)暴露的非常明顯.

2.1.2 硫化物沉淀法

硫化物沉淀法是對(duì)重金屬離子去除的一個(gè)非常有效的方法.利用重金屬硫化物溶度低的原理,低濃度重金屬離子在廢水中非常容易和S2-結(jié)合進(jìn)而形成一種沉淀物,比較相應(yīng)的氫氧化物沉淀,生成的金屬硫化物沉淀物的溶度積非常的低.硫化物沉淀能夠在較寬的pH值范圍內(nèi),去除重金屬的離子.而對(duì)比氫氧化物則金屬硫化物更具有密度,且擁有著非常好的脫水性能,進(jìn)而能夠讓水非常容易和排放的標(biāo)準(zhǔn)相符合.

然而因?yàn)榱蚧锏某恋聿⒉皇欠浅４?因此非常難通過(guò)過(guò)濾或者是沉淀的方式去除,而且如果采用硫化物沉淀的方法時(shí),有毒的硫化氫氣體就會(huì)產(chǎn)生.采用此種方法時(shí)需要注意的是要在中性和堿性的條件下,實(shí)施此種操作方法的流程.現(xiàn)階段在廢水處理的過(guò)程中,采用硫化沉淀法更多的是一種輔助的方法,主要在廢水的二段處理,或者是三段處理中進(jìn)行運(yùn)用,以確保能夠讓出水的排放達(dá)到標(biāo)準(zhǔn).

2.1.3 電解法

電解法主要是通過(guò)對(duì)金屬的電化學(xué)性質(zhì)的利用,然后在直流電的作用下,讓重金屬化合物通過(guò)陽(yáng)極離解的方式進(jìn)而轉(zhuǎn)變成金屬離子,然后通過(guò)陰極最后還原成金屬,從而讓廢水中的重金屬離子更好的去除.但是對(duì)重金屬?gòu)U水進(jìn)行處理的過(guò)程中,采用電解法雖然具有簡(jiǎn)單操作及運(yùn)行可靠等顯著的優(yōu)點(diǎn),但是其僅僅只適合對(duì)高質(zhì)量濃度的重金屬?gòu)U水進(jìn)行處理.因?yàn)槠溆兄浅８叩耐顿Y成本和電耗,這讓其在處理含重金屬?gòu)U水上并沒(méi)有得到非常廣泛的應(yīng)用.為了能夠讓這些缺點(diǎn)得到更好的克服,有相關(guān)的研究人員提出讓電解法和其他污水處理方法相結(jié)合的工藝,諸如吸附-電解等方法聯(lián)合使用對(duì)重金屬進(jìn)行回收.

2.2 新工藝

針對(duì)傳統(tǒng)處理工藝中存在的不足之處,鉛鋅冶煉重金屬?gòu)U水處理技術(shù)正開(kāi)始逐步的從傳統(tǒng)工藝邁向先進(jìn)的工藝.

2.2.1 電絮凝法

電絮凝法主要是通過(guò)對(duì)電絮凝技術(shù)工藝和傳統(tǒng)石灰中和工藝之間緊密結(jié)合.電凝所具有的反應(yīng)原理主要是將鐵作為陽(yáng)極,然后陽(yáng)極在直流電的作用之下就會(huì)發(fā)生溶蝕的情況,進(jìn)而產(chǎn)生諸如AL3+等離子,再經(jīng)過(guò)各種水解等過(guò)程,最后發(fā)展成為氫氧化物等,分離廢水中的膠態(tài)雜質(zhì).同時(shí),在電場(chǎng)中帶電的污染物顆粒進(jìn)行泳動(dòng),然后,電極對(duì)部分電荷中和,從而使其脫穩(wěn)聚沉.

2.2.2 生物吸附法

生物吸附法是通過(guò)對(duì)生物體本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)的利用等,然后再對(duì)水溶液中的重金屬借助固液兩相分離的方式對(duì)其具有的離子進(jìn)行去除.

作為最近幾年來(lái)比較流行的水處理方法,其具有豐富的原料來(lái)源和低成本,且沒(méi)有二次污染,并有通過(guò)生物吸附劑實(shí)現(xiàn)容易解吸及降解等顯著的優(yōu)點(diǎn),在對(duì)低濃度重金屬工業(yè)廢水的處理方面擁有著非常廣闊的發(fā)展前景.

現(xiàn)階段,國(guó)內(nèi)外的相關(guān)學(xué)者通過(guò)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的技術(shù),即純生物體吸附廢水中低濃度重金屬離子進(jìn)行了進(jìn)一步的深入研究,通過(guò)具體的研究發(fā)現(xiàn),在非常短暫的時(shí)間內(nèi)及間歇情況下,有些生物體能夠?qū)⒔饘匐x子濃度得到高達(dá)95%以上程度的降低.但事實(shí)上,實(shí)際的工業(yè)廢水當(dāng)中,大部分都含有非常多的金屬離子,因此研究純種微生物是非常難以達(dá)到處理的目的的.因此,對(duì)純種微生物吸附重金屬的研究已經(jīng)和實(shí)際的需求不相符合了.基于此種現(xiàn)實(shí)情況下,尋求一個(gè)不但經(jīng)濟(jì)和高效,而且實(shí)用的生物體吸附工業(yè)廢水中的重金屬方法就顯得非常的重要.

2.2.3 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)是鉛鋅冶煉工業(yè)廢水處理一個(gè)新興的工藝.鉛鋅冶煉廢水不管是在結(jié)垢性還是在腐蝕性上,都是一種非常典型的廢水,采用常規(guī)的重金屬處理工藝已經(jīng)無(wú)法和生產(chǎn)回用水標(biāo)準(zhǔn)的要求相符合了,因此,就需要進(jìn)行脫鹽深度處理的方式對(duì)生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理,進(jìn)而讓廢水的減排得到切實(shí)的實(shí)現(xiàn).較為常用的脫鹽工藝中,主要有脫分離和電滲析等.但是由于電滲析和脫分離這兩種方法有著非常高的成本,再加上實(shí)際操作的過(guò)程中有著非常大的復(fù)雜性,因此對(duì)于高含鹽水的鉛鋅冶煉廢水脫鹽處理并不是非常的適合,而反滲透膜處理技術(shù)是現(xiàn)階段工業(yè)用水脫鹽處理中一個(gè)首選考慮采用的方案.

3 結(jié)語(yǔ)

重金屬?gòu)U水在體系上是非常復(fù)雜的,僅僅只是采用單一的處理技術(shù)進(jìn)行處理,是非常難將重金屬?gòu)U水達(dá)標(biāo)排放,以及quot;零排放quot;的目標(biāo)得到同時(shí)實(shí)現(xiàn).基于此,就需要從傳統(tǒng)處理工藝逐漸的向先進(jìn)的工藝進(jìn)行發(fā)展,毋庸置疑,這已經(jīng)成為了未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向.

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