一、化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法是使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩衔铮蛊鋸膹U水沉淀分離的方法,包括氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、鋇鹽沉淀法等?;瘜W(xué)沉淀法具有投資較少、處理成本較低、操作較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),適用于各類(lèi)重金屬?gòu)U水的處理。但采用化學(xué)沉淀處理時(shí)需要不斷地消耗化學(xué)藥劑,并產(chǎn)生較多的化學(xué)污泥,處理出水難以回用。2008年執(zhí)行《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)后,對(duì)重金屬離子的排放要求越來(lái)越嚴(yán)格,往往采用單一的常規(guī)化學(xué)沉淀法已不能滿(mǎn)足達(dá)標(biāo)排放要求。但是,化學(xué)沉淀法仍然是重金屬?gòu)U水處理的基本方之一。
(1)氫氧化物沉淀法 氫氧化物沉淀法是一種比較常用的處理方法,它是在含有重金屬的廢水中加入堿進(jìn)行中和,使金屬離子生成不溶于水的氫氧化物并以沉淀形式分離。金屬離子于OH-能否生成難溶的氫氧化物沉淀物,取決于廢水中金屬離子濃度和OH-濃度,對(duì)金屬離子濃度一定的廢水來(lái)說(shuō),廢水的pH是形成金屬氫氧化物沉淀物最主要的條件。在實(shí)際水處理中,共存離子體系復(fù)雜,影響氫氧化物沉淀的因素很多,其中,最主要的是沉淀反應(yīng)的pH。某些金屬氫氧化物沉淀析出的最佳pH范圍如表8-1所示.⑤當(dāng)廢水中存在CN-、NH3、EDTA等配位體時(shí),能與廢水中的重金屬離子形成可溶性絡(luò)合物,很難生成沉淀。
(2)硫化物沉淀法 硫化物沉淀法是在重金屬?gòu)U水中加入硫化物,使廢水中的重金屬離子生成硫化物沉淀而除去的方法。與中和沉淀法相比較,硫化物沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是:重金屬硫化物比其氫氧化物溶解度更低,反應(yīng)pH為7~9,處理后的廢水一般不用中和,處理效果更好。但硫化物沉淀法的缺點(diǎn)是:硫化物沉淀顆粒小,易形成膠體,硫化物殘留在沉淀水中,遇酸生成氣體,可能造成二次污染(4)目前應(yīng)用較多的重金屬捕捉劑主要有兩類(lèi):黃原酸酯類(lèi)和二硫代胺基甲酸鹽類(lèi)衍生物(DTC類(lèi)),其中DTC類(lèi)衍生物應(yīng)用最為廣泛。它的機(jī)理是:DTC類(lèi)重金屬捕捉劑為長(zhǎng)鏈高分子物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量為1萬(wàn)~15萬(wàn),含有大量的極性基(極性基中的硫原子半徑較大,帶負(fù)電,且易極化變形產(chǎn)生負(fù)電場(chǎng)),在常溫下能與廢水中的Hg2+、Cd2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+、Cr3+等多種重金屬離子迅速反應(yīng)。在生成不溶于水的鰲合鹽后再加人少量有機(jī)或無(wú)機(jī)絮凝劑以形成絮狀沉淀,從而達(dá)到集去除重金屬離子的目的。
重金屬離子捕捉劑具有如下特點(diǎn)
①處理力法簡(jiǎn)單,只要添加藥劑即可除去重金屬離子,不增加設(shè)備費(fèi)用螯合沉淀法的缺點(diǎn)是:加藥成本較高,適合小水量重金屬?gòu)U水處理。為了減少加藥成本,在實(shí)際工程應(yīng)用中可以先將pH調(diào)到一定的范圍,使一部分重金屬離子以氫氧化物的形式沉淀,其余不能形成氫氧化物沉淀的重金屬,再采用重金屬捕捉劑進(jìn)行處理,這樣可減少重金屬捕捉劑的使用量,降低處理成本。
二、還原法
還原法是向廢水中投加還原劑,將高價(jià)劇毒重金屬離子還原成微毒的低價(jià)重金屬離子,再使其堿化沉淀去除的方法工程上使用的還原劑包括硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、二氧化硫、鐵屑等。其中亞硫酸鈉法處理量大,綜合利用方便,應(yīng)用廣泛還原法原理簡(jiǎn)單,操作易于掌握,對(duì)某些類(lèi)型的重金屬?gòu)U水處理是行之有效的,但出水水質(zhì)差,不能回用,當(dāng)采用還原法處理混合廢水時(shí),易造成二次污染。目前還原法一般作為預(yù)處理方法使用三、鐵氧體法
鐵氧體法是根據(jù)生產(chǎn)鐵氧體的原理發(fā)展起來(lái)的處理方法。鐵氧體法處理,是向重金屬?gòu)U水中投加鐵鹽,通過(guò)控制pH、氧化、加熱等條件,使廢水中的重金屬離子與鐵鹽生成穩(wěn)定的鐵氧體共沉淀物而除去。該法處理重金屬?gòu)U水能一次脫除多種金屬離子,形成的沉淀顆粒大,不返溶,不產(chǎn)生二次污染,尤其適用于混合重金屬電鍍廢水的一次性處理。具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、操作方便等特點(diǎn),形成的污泥有較高的化學(xué)穩(wěn)定性,容易進(jìn)行分離和脫水處理。此法在國(guó)內(nèi)電鍍行業(yè)中應(yīng)用較廣,但在形成鐵氧體過(guò)程中需要加熱(約70℃),能耗較高,處理后鹽度高,不能處理含Hg和絡(luò)合物的廢水。四、吸附法
蒸發(fā)濃縮法處理電鍍重金屬?gòu)U水,工藝成熟簡(jiǎn)單,不需要化學(xué)試劑,無(wú)二次污染,可回用水或有價(jià)值的重金屬,有良好的環(huán)境效益,但因存在能耗大、操作費(fèi)用高、雜質(zhì)干擾等問(wèn)題,是應(yīng)用受到限制。目前,一般將其作為其他方法的輔助處理方法。