铅锌冶炼重金属废水处理技术及设施研究

汪佳良

(中国瑞林工程技术有限公司,江西 南昌 330031)

铅锌冶炼重金属废水处理技术及设施研究

汪佳良

(中国瑞林工程技术有限公司,江西 南昌 330031)

对于重金属在铅锌冶炼生产废水中的来源及具有的危害,传统工艺和新工艺铅锌冶炼重金属废水处理的几种方法及具有的原理和优缺点进行了进一步的探讨,并指出未来铅锌冶炼重金属废水处理的发展,是从传统处理工艺逐渐转向先进工艺发展.

废水处理;铅锌废水;反渗透;石灰法;铁氧体

铅锌冶炼生产废水中含有的重金属废水主要有Pb、Cd、As、及Hg等.重金属在废水中并不单单是只依赖单纯的因子状态而存在,除此之外,还存在着诸如聚合及络合物等状态,而且废水呈现的还是酸性,因此这就在一定程度上给综合治理带来非常大的难度.同时,一旦水体受到了重金属污染后就会在很长的一段时间内存在危害.伴随着污染物的不断转化和迁移,不管是对空气,还是对水体和土壤,只要有重金属存在的地方就会对系列的生物产生非常大的影响,并通过生物的积累和富集在食物链的顶端,对人类都产生非常大的危害.因此对重金属的处理技术是以后非常重要的一个内容.

随着最近10年来针对铅锌冶炼重金属废水的处理开展,有关科研人员对此方面进行了大量的研究工作,面对不断出现的新技术以及发展的趋势.本文对传统的铅锌冶炼重金属处理技术工艺和新技术工艺进行综述,通过对比分析,提出了未来铅锌冶炼行业重金属废水处理技术的发展方向.

1 铅锌冶炼行业废水来源及组成

产废水的来源在铅锌冶炼行业中非常多,具有较复杂的成分.大致上可以分为以下四种,第一种是处理软水站排水.此类的废水中未含酸及重金属污染物,且有着较高的硬度;第二种是酸性废水.此类的废水有着较高的酸性,而且重金属还含有着非常高的污染物;第三种是污酸.这类废水中包含重金属和酸;第四种是循环冷却污水的排放.这类废水有着非常高的温度,且包含非常高的盐,废水中几乎没有重金属污染物的存在.

第一类和第四类废水在铅锌冶炼行业生产废水中,均能够当成厂区内的绿化水.第二类和第三类具有危害性及非常难处理的包括重金属离子的废水.

2 铅锌冶炼重金属废水处理工艺

2.1 传统工艺

2.1.1 石灰中和法

铅锌冶炼重金属废水有着很多种传统的处理工艺,我国绝大部分采用的传统石灰中和法处理的铅锌冶炼废水.酸性废水中大部分采用的方法为一段石灰中和法和两段石灰中和法,不但能够让酸度得到降低,还能够脱除重金属离子以氢氧化物沉淀形式,同时,因为酸性废水远远低于污酸的酸度,而且包含非常多诸如As、Cd及F等元素,大部分采用的方法都是通过单独的收集管网进行输送的,直至到达污酸处理站进行处理.而且通过采用石灰中和的方法进行预处理,能够让酸度得到明显的降低,并能够再根据酸性废水的工艺实施处理.

虽然在去除污染物方面上,石灰中和法有着非常广泛的范围,及低成本处理和未有二次污染产生的显著优势,但是在实际操作的过程中,由于难以准确的掌握参数,以及有着大的沉渣量和高的含水率,再加上会有不稳定的处理效果和要求严格的pH值都让此种方法具有的缺点暴露的非常明显.

2.1.2 硫化物沉淀法

硫化物沉淀法是对重金属离子去除的一个非常有效的方法.利用重金属硫化物溶度低的原理,低浓度重金属离子在废水中非常容易和S2-结合进而形成一种沉淀物,比较相应的氢氧化物沉淀,生成的金属硫化物沉淀物的溶度积非常的低.硫化物沉淀能够在较宽的pH值范围内,去除重金属的离子.而对比氢氧化物则金属硫化物更具有密度,且拥有着非常好的脱水性能,进而能够让水非常容易和排放的标准相符合.

然而因为硫化物的沉淀并不是非常大,因此非常难通过过滤或者是沉淀的方式去除,而且如果采用硫化物沉淀的方法时,有毒的硫化氢气体就会产生.采用此种方法时需要注意的是要在中性和碱性的条件下,实施此种操作方法的流程.现阶段在废水处理的过程中,采用硫化沉淀法更多的是一种辅助的方法,主要在废水的二段处理,或者是三段处理中进行运用,以确保能够让出水的排放达到标准.

2.1.3 电解法

电解法主要是通过对金属的电化学性质的利用,然后在直流电的作用下,让重金属化合物通过阳极离解的方式进而转变成金属离子,然后通过阴极最后还原成金属,从而让废水中的重金属离子更好的去除.但是对重金属废水进行处理的过程中,采用电解法虽然具有简单操作及运行可靠等显著的优点,但是其仅仅只适合对高质量浓度的重金属废水进行处理.因为其有着非常高的投资成本和电耗,这让其在处理含重金属废水上并没有得到非常广泛的应用.为了能够让这些缺点得到更好的克服,有相关的研究人员提出让电解法和其他污水处理方法相结合的工艺,诸如吸附-电解等方法联合使用对重金属进行回收.

2.2 新工艺

针对传统处理工艺中存在的不足之处,铅锌冶炼重金属废水处理技术正开始逐步的从传统工艺迈向先进的工艺.

2.2.1 电絮凝法

电絮凝法主要是通过对电絮凝技术工艺和传统石灰中和工艺之间紧密结合.电凝所具有的反应原理主要是将铁作为阳极,然后阳极在直流电的作用之下就会发生溶蚀的情况,进而产生诸如AL3+等离子,再经过各种水解等过程,最后发展成为氢氧化物等,分离废水中的胶态杂质.同时,在电场中带电的污染物颗粒进行泳动,然后,电极对部分电荷中和,从而使其脱稳聚沉.

2.2.2 生物吸附法

生物吸附法是通过对生物体本身的化学结构的利用等,然后再对水溶液中的重金属借助固液两相分离的方式对其具有的离子进行去除.

作为最近几年来比较流行的水处理方法,其具有丰富的原料来源和低成本,且没有二次污染,并有通过生物吸附剂实现容易解吸及降解等显著的优点,在对低浓度重金属工业废水的处理方面拥有着非常广阔的发展前景.

现阶段,国内外的相关学者通过实验室培养的技术,即纯生物体吸附废水中低浓度重金属离子进行了进一步的深入研究,通过具体的研究发现,在非常短暂的时间内及间歇情况下,有些生物体能够将金属离子浓度得到高达95%以上程度的降低.但事实上,实际的工业废水当中,大部分都含有非常多的金属离子,因此研究纯种微生物是非常难以达到处理的目的的.因此,对纯种微生物吸附重金属的研究已经和实际的需求不相符合了.基于此种现实情况下,寻求一个不但经济和高效,而且实用的生物体吸附工业废水中的重金属方法就显得非常的重要.

2.2.3 膜分离技术

膜分离技术是铅锌冶炼工业废水处理一个新兴的工艺.铅锌冶炼废水不管是在结垢性还是在腐蚀性上,都是一种非常典型的废水,采用常规的重金属处理工艺已经无法和生产回用水标准的要求相符合了,因此,就需要进行脱盐深度处理的方式对生产废水进行处理,进而让废水的减排得到切实的实现.较为常用的脱盐工艺中,主要有脱分离和电渗析等.但是由于电渗析和脱分离这两种方法有着非常高的成本,再加上实际操作的过程中有着非常大的复杂性,因此对于高含盐水的铅锌冶炼废水脱盐处理并不是非常的适合,而反渗透膜处理技术是现阶段工业用水脱盐处理中一个首选考虑采用的方案.

3 结语

重金属废水在体系上是非常复杂的,仅仅只是采用单一的处理技术进行处理,是非常难将重金属废水达标排放,以及quot;零排放quot;的目标得到同时实现.基于此,就需要从传统处理工艺逐渐的向先进的工艺进行发展,毋庸置疑,这已经成为了未来发展的一个重要方向.

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1671-0711(2017)11(下)-0088-02