化工企业重金属废水治理

2021-03-09郑许浩翔

中国金属通报 2021年22期

郑许浩翔

（江西瑞林装备有限公司，江西南昌 330000）

随着世界人口数量的逐渐增加，对于水资源的需求量也逐渐提高，作为关系到国民经济发展和社会生产的重要资源，同时也是人们生活中不可或缺的重要资源。近些年来，现代技术不断发展，工业企业的数量不断在增加，其产出的污水量也越来越多，废水中的最主要的污染物就是重金属，将其直接排放到环境中，无法通过自然代谢的方式被降解，因此对环境的影响是永久性的[1]。伴随着人类生态保护意识逐渐提高，对于工业废水排放标准也越来越高，我国已经出台了具体的执行标准，以该标准为目标，污水治理工作受到了越来越多的重视。

基于此，本文提出化工企业重金属废水治理研究，分析了工业废水中包含的主要重金属元素，以此为基础制定了相应的治理措施，并同时试验验证了所提方法的有效性。通过本文的研究，以期为重金属废水的治理工作提供有价值的参考。

1 工业废水重金属组成分析

重金属废水的主要来源包括金属冶炼加工、制革、农药、造纸、核技术以及石油化工行业。由于其在生产过程中分别在原材料和原材料的处理阶段有重金属的参与，因此排放的废水中重金属含量较高，不符合国家规定的污水排放标准。以金属工业为例，矿产资源种类的多样性决定了生产加工排放的废水中重金属的类型也是多种多样的，包括Cu2+、Al3+、Ni2+、As5+、Cr6+、Cr3+、Fe3+、Zn2+、Pb2+、Ag+、Co2+、Cd2+等，该类物质不仅难以通过生物降解的方式被消化，且极易被生物吸收，造成局部植物营养富集化生长，衍生出新型的毒性，持续输出到环境之中，长此以往，会形成极具潜在危害的污染物[2]。由此可以看出，对重金属废水进行彻底治理是关系到生态环境发展以及人体健康的重要举措。

2 重金属废水治理

在长期的重金属治理过程中，逐渐发展出3类主要处理方法：第一类是化学法，利用重金属离子在化学反应中不稳定性，将其置换为固态形式，再通过过滤的方式去除；第二类是物理法，是主要是针对分子大小较大的重金属，在不改变其化学形态的条件下，以吸附、浓缩的方式在水中分离出目标物质；第三类是生物法，充分利用微生物、植物对重金属的吸收、富集能力，将其集中在更加直观的载体中。

本文以此为基础，提出了一种复合性的重金属去除方法，具体操作过程如下。

2.1 水质电解

在原始的废水中，重金属离子并不都是以悬浮的形式存在的，特别是对于部分小型化工企业而言，其对污水排出量相对较小，因此治理工作通常以周期性的形式开展，在这一过程中，分子质量较大的重金属离子会出现聚集沉淀。此时直接对其进行治理效果并不理想。因此，本文首先对其进行电解处理，在15V电压下电解处理5-20min激活水中的重金属离子，使其更容易被过滤，其基本原理如图1所示。

图1 电解水原理图

如图1所示，在电解作用下，废水中的重金属在电源阴极被还原，并以沉淀的形式存在于电极表面和电解槽内。通过这样的方式可以有效降低废水中Cu2+、Cr3+、Fe3+、Zn2+、Pb2+、Ag+。

2.2 生物膜过滤

对于电解析出的大分子重金属物质，需要对其进行过滤处理，由于其已经是以固态形式存在，因此，本文选择效率更高的生物膜过滤的方式对其进行过滤处理[3]。借助膜内外的压力差，将废水与金属离子分离。本文使用的生物膜为低压纳滤膜，其可以有效截留镉、锌、铜。在具体的实施过程中，首先将废水的pH值调至4.0～6.0之间，控制压力在0.6MPa～0.7MPa范围内、废水流速为10L/h～15L/h时，其主要根据重金属浓度设置。通过这样的方式，截留废水中95%以上的金属离子。

2.3 生物吸附

经过过滤处理的废水中的重金属主要是小分子离子，对于该类物质，本文通过生物吸附的方法实现对其的去除。使用安全可靠的活性炭作为吸附剂，碳原子表面的孔隙可以将重金属离子吸入到其结构内部，并将其“束缚”在碳原子内部[4]。碳原子表面的壳聚糖，在分子结构上显示出明显的N-2-羧苄基特征，这可以证明最大限度抓取金属周围的离子结构，从而有效去除Al3+、Ni2+、As5+、Cr6+等重金属。