废水中重金属离子处理技术研究

2020-01-06张超

科学与信息化 2020年35期

张超

湖北谋创环境技术咨询有限公司湖北武汉 430062

引言

随着科学技术的不断发展，我国行业人士在对废水中的重金属离子实施处理过程中，从之前末端操作形式，一直转变成为全过程处理的方式，站在最开始废水排出工序下，做到了整体上废水的全面处理。而在此过程中，最常见的模式就是膜分离技术，鉴于其表现出来的诸多优势，越来越受到行业人士的青睐。

1 重金属废水处理方法

1.1 沉淀法

因为不同的重金属离子有不同的特性，所以选择不同的沉淀剂用来符合不同重金属离子的特性，从而将重金属离子从废水中分离出来，常见的沉淀方法有硫化物沉淀法、氢氧化物沉淀法等。付逸群等研究工业废水处理中化学沉淀反应的应用。Al3+、Ca2+或Fe3+等离子可以和PO3-形成化学沉淀，络合后产生具有吸附性的聚磷酸盐絮凝沉淀，沉淀，凝聚，絮凝，固液分离后可实现有效的除磷。磷酸铵镁沉淀法（MPA法）是化学沉淀法处理氨氮的主要方法，它可以回收氮所以应用广泛。通过MPA方法得到的产物MgNH4PO4、6H2O可通过碱处理，热解，酸溶解等回收。提纯后可用作化学试剂，是一种广泛使用的化学原料。MPA中含有作物生长所需的元素P、N和Mg，有助于作物吸收而且释放缓慢。它既可以用作优质的缓释肥料，也可以用作饲料添加剂，具有商业价值和环境保护可作为环保治理副产品。含铬废水处理工艺中目前较为常用的是还原沉淀法，还原剂在酸性条件下将Cr(+VI)还原成Cr(+III)，然后加入NaOH或石灰，反应生成Cr(OH)3沉淀。还原沉淀法的投资小、成本低，操作方法简单，处理效果可达80%，在实际生产中应用较广。除铅工艺以氢氧化物沉淀法在生产实际中应用较多，沉淀剂主要有烧碱纯碱、石灰、氢氧化镁等。磷酸盐沉淀法反应机理为废水中PO43-与铅离子反应生成磷酸铅沉淀。在同样温度下，不溶性铅盐中Pb3(PO4)2沉淀最快，溶解度最低。沉淀法是最简单的，因为只要沉淀剂进入废水中，就会迅速沉淀并且效率很高，但是在重金属离子废水处理过程中它容易产生二次污染，并且消耗大量的沉淀剂，沉淀剂不能二次利用，后续处理工作烦琐。

1.2 生物方法

在多数的行业人士的观点当中认为，在废水重金属去除操作当中，最有效的就是细菌与藻类相结合使用。在蓝细菌与微藻细菌当中，最核心的就是多糖和碳水化合物，其中两种物质都是负电携带者。带负电荷的配体可以与大多数金属结合，这是从废水中去除重金属离子的原理。李如意筛选出一株对锰（II）具有高抗性的细菌菌株。该菌株属于Providence属，被命名为Providenciasp.LLDRA6。同时，详细研究了目标菌株对六种重金属的抗性。结果表明，该菌对Cd2+、Pb2+、Cu2+、Cr6+、Zn2+和Mn2+六种重金属都具有抗性，其中对Mn2+的抗性最大。这表明该菌株可用于吸附重金属，对Mn2+的吸附效果良好。生物方法所用菌株的生长速度较慢，大量使用时，成本增加，废水中的浮游生物增加。且生物吸附剂对环境有要求，难以广泛使用。

1.3 吸附法

吸附法的优点有效率高、成本低、操作简单、没有二次污染、吸附剂可循环利用等。海藻酸钠-三聚氰胺(AlgMel)是以海藻酸钠和三聚氰胺为原料制备的一种绿色环保复合凝胶吸附剂，对Pb2+有良好的吸附选择性，最大吸附量可达到287.7mg/g。磁性羧甲基纤维素基水凝胶(MHG)是以羧甲基纤维素、β-环糊精和Fe3O4粒子为原料制备的高吸附性能材料，对Cu2+有良好的选择吸附性，吸附量与浓度成正比。研究人员以自制的氨基乙酸螯合树脂(NDC-AA)为吸附剂，实验显示其对Ni(II)的吸附饱和量达到0.654mmol/g，即使在共存盐体系中也高于其他两种商用树脂。树脂可使用4%的盐酸浓度进行再生，不仅效果好，而且成本低。树脂的吸附效果稳定更是一大优点，经过多批次吸附-再生实验后，吸附容量没有明显下降。研究人员研究了水滑石基水凝胶对水中重金属去除的影响。使用水滑石（LDH）作为基质，制备的磁性水滑石藻酸钙微球（Fe3O4/LDH-AM）和聚乙烯亚胺/水滑石藻酸钙微球（PEI/LDHAM）对Cd2+、Pb2+和Cu2+具有优异的吸附作用。结果表明，Fe3O4/LDH-AM和PEI/LDHAM可以作为重金属吸附剂来吸收重金属离子，而且产物易于分离，可重复使用，具有实用价值[1]。

2 废水中重金属离子处理技术的发展趋势

行业人士在对废水中的重金属离子实施处理过程中，能够整合所有的环节，加大治理力度，全面做好废水处理工作。在之前很长一段时间内，多数的工作人员忽视了源头治理工作的重要性，在过分重视末端治理环节的基础上，自然导致大量的有害物质存储区域得以改变，伴随着新介质成为新的污染源，此时极易引发再次污染的现象。面对该种现状下，在实际废水处理过程中，要想能够达到理想的重金属离子处理效果，那么自然需要行业人士融合源头把控、过程监管等多方面的技术工艺，致力于妥善废水处理水平的提高。经过较长时间的观察可以发现，在实施重金属离子废水处理工序当中，接下来将迈向可以再次利用的金属回收方面。行业人士将去除废水当中的重金属物质，然后开展针对性的提纯操作，将其中涵盖的价值物质加以提取，再次处理以后达到标准后进行排放，一方面能够促使废水得以全面的处理，另一方面也能够提高资源回收利用效率[2]。