重金属废水处理方法综述 4页

C3重金属废水处理方法综述班级：化学111姓名：胡恩来学号：11240127摘要：随着工业的发展和人口的不断增加，重金属废水排放量也在日益增加。有毒重金属对环境的严重威胁正逐渐成为全球性问题，不仅对环境造成危害，还威胁着人类的健康。木文首先介绍了水体重金属污染现状及危害，然后综述了几种重金属废水治理方法，最后分析了各种方法的优缺点，并提出了一些重金属废水治理观点和方法。关键词：重金属；环境；吸附；离了交换法现代社会科技日益发展，通过化学物理方法，人类创造了许多物质，解决了温饱，也使得生活水平大大提高，然而在创造的同时•环境问题却乂使人烦恼。重金属污染是最严重的问题之一，环境中常见的重金属污染物质有：汞、镉、铅、铭以及类金属神等毒性显著的元素，也包括锌、铜、镣等。这些金属在日常生活中很常见，因此污染现象很严重。我国水体重金属污染问题已十分突出。江湖库地质污染严重，重金属污染率高达81%"。我国七大水系中水质最好的长江的近岸水域已受到不同程度的重金污染，Zn、Pb、Cd、Cu、Cr等元素污染严重,而亲疏元素如Cd、Pb、Cu、Hg的潜在活性大，易参与环境中各类物质的反应⑵。21个沿江主要城市中，攀枝花、宜昌、南京、武汉、上海、重庆6个城市的重金属污染积累率已达到65%.[3]国外水体重金属污染现状也不容乐观。早在20世纪50年代，日本就曾出现由于汞污染引起的“水倍病”和镉污染引起的“骨痛病”事件；波兰由采矿和冶炼废物导致约50%.的地表水达不到三级标准口。可见，水体重金属污染己成为金球性的环境污染问题。重金属污染物进入水生生态系统后对水生植物和动物均产生影响，并通过食物链发生富集。引起人体病变，危害人类健康。水体重金属污染的日趋严重己引起社会的关注，除严格控制各种污水的排放外，另一•项重要工作就是采取有效措施治理、净化被污染的水体，并实现废水的再生回用。减少重金属在环境中的积累和工业水耗，以满足人们的健康需求和日益严格的环保要求迫在眉睫。国内外的科研工作者经过大量实验及分析总结出了以下儿种途径：蒸发法、换水法、稀释法、吸附法、沉淀法、电解法、离子还原、离子交换法等。其中蒸发法因耗能大而逐渐被淘汰、换水法因局限性明显也被放弃、只能减轻污染程度的稀释法也不再适用。蒸发法：蒸发法的原理是通过使水蒸发而浓缩电镀废水，工艺成熟简单，可实现水的回用和有用金属的回收，但耗能太大，杂质含量高，会严重干扰重金属资源回收。换水法：换水法是将被重金属污染的水体移去，换上新鲜水，水量-•般要求\n小，应用局限性明显。稀释法：稀释法就是把被重金属污染的水混入为污染的水体中，从而降低重金属污染物的浓度。此法适用于轻度污染的水体治理。半重金属污染物在这些水体中的浓度到达一定程度时，生活在其中的生物就会受到重金属污染的影响，发生病变和死亡等现象。这种方法逐渐被淘汰。化学沉淀法:化学沉淀法德预计案例是通过化学反应使废水中呈溶解态的重金属转变成不溶于水的重金属化合物，通过过滤和分离使沉淀从水溶液中去除，包括中和沉淀法、中和凝聚沉淀法、、硫化物沉淀法、根盐沉淀法、氧铁体沉淀法等。产生的沉淀必须很好的处理，否则会造成二次污染。“附法：吸附法是一种常用来处理重金属污染的方法，一些天然物质或工农业废弃物具有吸附重金属的能力，可降地重金属处理的费用。但由于存在后处理问题，限制了他们的工业化应用。离子氧化还原、交换法：离了氧化还原法是利用化学还原剂将水体中的重金属还原，将其形成难以污染的化合物，从而降低重金属在谁退中的迁移性和生物可利用性，减轻危害。离子交换法是利用重金属离子交换剂与污染水体中的重金属物质发生交换作用，从水体中吧重金属交换出来，达到治理的目的。这类方法处理费用低，操作人员不直接接触重金属污染物，但适用范围有限，且容易造成二次污染。电解法：电解法是利用重金属离子在点解时能够从相对浓度较高的溶液中分离出来的性质，主要用于电镀水的处理。缺点是耗能大，废液处理量小，不适于处理低浓度的含重金属的废液。本文总结了以下几种具体方法：氧化铝对水体重金属离子吸附去除效果⑸、低温焚烧稻壳灰对格（VI）的吸附⑹、铁.PRB去除地下水重金属污染及其与电动技术联用修复土壤铭（VI）污染基础性研究⑺、络合铜废水深度处理新方法的研究⑻。氧化铝法通过1.5摩尔每升的氯化铝和2摩尔每升的氢氧化钠反应，用去离子水对中间产物产物进行除离子操作，至导电率低于O.lm.s.mL最后在温度为105°c的烘箱中干燥24小时，可以得到氧化铝产物，其比表面积为119.2m2/g,且有无定形结构，电泳实验得等电点在pH=9左右。该方法在酸性环境中有较好的效果，可以高效地对铜、伸及格进行吸附，尤其对伸的吸附效果明显，可用于被神污染的酸性污染环境，氧化铝对格的吸附效果受环境限制的影响较大只能在单一的铭污染且环境为酸性时可以考虑使用，氧化铝对于铜的吸附效果在pH较大时（不呈碱性）更好。汽铭、铜、伸三者同时存在时氧化铝吸附法会是好的选择并且氧化铝可以回收进行循环利用。但我认为此方法还有些不足：氧化铝的制造过程复杂，步骤繁多且成本偏高，以及铝元素自生会对环境造成污染而危害人类健康，如铝元素通过水体进入人体内过多会影响人的神经系统，可以使人产生老年痴呆症等症状。\n低温焚烧稻壳灰对铭的吸附法：在低温(800°c以下)对稻壳进行焚烧，得到含有未完全然找的稻壳残体的灰，通过低温燃烧处理的稻壳拥有巨大的比表面积(由稻壳表面的重要基团：-COOH与.OH形成)，疏松多孔，具有极强的吸附能力。低温焚烧稻壳灰在pH=5时拥有最好的吸附效果，可以很好的除去HCrO43'(酸性下格的存在形式)，且在低温(0°c)时也有很好的效果，可以用于低温铭污染环境。循环利用方面，可以用蒸馅水进行解吸，最高效率可达56.95%,同时可以回收重金属及回用中水。该方法所需原料来源广泛，原料价格低，制备过程较简便，无二次污染，循环利用率高，对重金属污染治理有指导作用，是一较好的方法。铁-PRB法：所采用的活性物质70%以上为工厂废弃物-废铁屑(零价铁)，铁屑能有效地去除水体中的碑［As(III)］、铭［Cr(VI)］、镉［Cd(II)］、汞［Hg(II)］,去除率除镉(II)为80%外，其余均在90%以上；该方法受环境的限制：污染物浓、铁屑投加量、溶液的pH值大小。浓度大、铁屑投加量大、溶液的pH值小都有利于上述离子的除去。对于铭(VI),复合离子的存在可以促进铭的除去，而伸fAs(III)］无此影响，且去除率并非总与同铁屑作用时间成正比。当离子共存时复合污染效应任然存在。As(IlI)、Cr(Vl)共存时，As(lll)的去除速率和效率明显降低、而处理格的能力未受影响甚至增强。此方法所需原料来源广泛，原料价格低,制备过程较简便，无二次污染。我认为可以与氧化铝法互补加强对铭及伸的去除效果。络合铜废水深度处理新方法：探讨了亚铁置换沉淀和膜分离组合工艺深度处理络合重金属废水的效果。反渗透一置换沉淀组合新工艺；将该工艺应用于CuEDTA废水处理时，发现CuEDTA废水具有Fenton—like白催化作用。在无铁催化剂存在的情况下，仅加入H202,在30min内就能使CuEDTA废水的COD去除率达到55.6%。米使用HS负载型铁系催化剂时，COD去除效率达到68.5%,几乎能将络合铜离子全部转化为自由铜离子，从而通过简单的氢氧化物沉淀法去除。处理CuEDTA废水的亚铁置换沉淀法：对含铜CuEDTA废水在0.05MPa压力下用超滤作预处理，除去5%左右的铜，然后用反渗透在1.20MPa压力下浓缩，铜去除率可以达到99.40%,浓缩液中的铜用亚铁置换沉淀法可降至0.32mg/Lo受pH影响如下：置换阶段对溶液的要求为pH<4,沉淀阶段溶液pH值应在8-12之间，适用范围较广。处理CuEDTA废水的钙置换沉淀法，pH值应控制在12-13之间，Ca2+/Cu2+摩尔比应为2以上，pH越高去除效果也越好，可以在酸性环境下效果强的氧化铝法及铁・PRB法互补，更好的治理铜重金属污染。且钙置换沉淀具有沉渣少，成本低，可操作性强的特点，亚铁置换沉淀法的二次污染程度小,钙离子置换沉淀一超滤技术处理CuEDTA废水时除铜效果显著但超滤膜污染严重。可以从超滤膜角度出发来进一步研究出可以更多次循环利用的膜，从而减少二次污染的程度。\n以上的步骤方法既有优点也有不足，优点：可以较大程度的除去被污染体系中的重金属。总的来说受被污染物的自身性质影响较大，如大多都受到pH的限制，有些还受其余离子浓度的影响，且存在较为严重的二次污染，有些方法的步骤较为复杂，不易进行。我认为低温焚烧稻壳灰对格的吸附法是一理想的方法，不仅原料来源广且成本不高，又可以有效的处理好被认为没多大用的稻壳，比较符合绿色化学的要求，在循环利用方面及重金属的回收与中水的回用也能较好的实现。重金属废水-般排放浓度较稀，成分复杂。处理达标的要求非常严格，重金属的有效去除和分离技术成为富于挑战性的研究工作。个人认为重金属废水处理技术的发展趋势可以如下，(1)进一步研发出高效率、低成本、多循环、少污染的离子交换膜或吸附剂，可以用化学方法处理一些生物膜来得到吸附剂，或用进行特殊处理的植物纤维来对重金属进行吸附，较大程度的回收重金属及中水的回用；(2)研发出高效太阳能电池，将该电池应作为电解法的能源来源，既可以高效快速的治理重金属污染又可以减少因传统电解法产生的二次污染。(3)培养筛选能高效率吸附重金属高了的植或能利用重金属的细菌等，从而利用该类生物科学环保地处理重金属污染。该方法的优点是，一旦发现得到此类生物就可以快速的治理被重金属污染的水体，且可以长久的在环境中起作用。参考文献：［1］周怀东，彭文启，杜震，等，中国地表水水质评价［J］。中国水利电科学研究院学报，2001,2(4)：255-264［2］国家环保总局，2000年环境状况公报［J］,环境教育，2001,(4)［3］朱圣清，藏小平，长江主要城市江段重金属污染状况及特征［J］,人民长江，2001,32(7)：23-25［4］刁维萍，倪吾钟，倪天华，等。水环境重金属污染的现状及其评价［J］。广东微量元素科学，2004,11(3)；1-5［5］饶品华，氧化铝对水体重金属离子吸附去除效果［A］。上海工程技术大学化工学院，1000-3770(2009)12-071-04［6］范春辉，红外光谱法研究低温焚烧稻壳灰对格(VI)的吸附机理［A］,东北农业大学环境与资源学院,1000-0593(2010)09-2345-05［7］张瑞华，铁-PRB去除地下水重金属污染及其与电动技术联用修复土壤格(VI)污染基础性研究，南开大学环境科学，2006［8］蒋树贤，络合铜废水深度处理新方法的研究［A］，中山大学环境工程，2009