四种重金属废水资源化处理技术

四种重金属废水资源化处理技术四种重金属废水资源化处理技术一、膜分离法1.液膜技术液膜通常是由有机溶剂、表面活性剂、流动载体及内水相组成，是一种很薄的液体膜(厚度为1~10μm)。它结合了膜分离与萃取的双重优势，通过废水中重金属离子简单扩散、选择性络合或螯合萃取反应、选择性渗透及膜内相反萃这四个过程，以使废水得以净化，同时实现重金属离子在膜内相富集，再通过破乳以回收重金属。液膜技术具有选择性高、传质速度快、反应温和等优点，特别适用于低浓度重金属废水的富集与回收，在电镀厂含Cr3+、Zn2+废水已有处理。液膜按构型和操作方式的不同,主要分为乳化液膜(emulsionliquidmembrane,ELM)和支撑液膜(supportedliquidmembrane,SLM)，如下图1所示：图1液膜分类2.电渗析技术电渗析器由隔板、阴、阳离子交换膜、电极、夹紧装置等主要部件组成(结构如下图2所示)。处理重金属废水时，阳离子膜只允许阳离子通过，阴离子膜只允许阴离子通过，在电流作用下，电镀废水得到浓缩和淡化。电镀废水中常含Cu2+、Ni2+、Zn2+和Cr2+等金属离子及氰化物等毒性较大的物质，通过电渗析-离子交换或电渗析-反渗透组合工艺，既能实现资源的回收利用，又可以减少污染的排放。其中含镍废水处理技术最为成熟，已有成套工业化装置。。电渗析法在重金属废水处理中具有技术可靠，操作费用低，占地面积小，不产生废渣的优点。但电渗析需要要有足够的电导提供电流效率，如镀镍废水的处理，要求镍盐的浓度不能低于1.5g/L。图2电渗析器构造3.微/超滤技术微滤的过滤孔径为0.1~10μm，多数为对称膜，最常见的是曲孔型,结构类似于网状海绵，另外还有一种毛细管型;也有非对称膜，膜孔呈截头圆锥体状，过滤过程中原料液流经膜孔径小的一面，进人膜内的渗透液将沿着逐渐加大的膜孔流出，这种结构可促进传质并防止膜孔堵塞。超滤膜孔径为1nm~100nm，多为非对称膜，由一层极薄的表皮层与一层较厚的海绵状或指状结构的多孔层组成，前者其筛分过滤左右，后者起支撑作用。微/超滤膜按材质可分为有机、无机两大类，前者卷式、中空纤维式应用较多(如下图3所示)，后者主要以管式、板框式为主(如下图4所示)。超/微膜由于孔径较大，不能直接过滤重金属离子，常作为预处理除悬浮物、胶体等粒子或大分子，因此要实现微/超滤对重金属离子的有效浓缩，则必须重金属离子进行一定预处理，即使其转化为粒径大于膜孔径的离子或粒子。因此，采用碱/硫化沉淀、胶束增强、络合作用将重金属离子进行转化，再结合微/超技术将重金属进行截留浓缩，得以净化废水，浓缩液采用电解或冶金手段将其回收。图3无机微/超膜图4陶瓷膜元件及装置4.纳滤技术纳滤作为一种新型分离技术,有以下特点：一是截留分子量为200~1000，介于反渗透膜和超滤膜之间;二是纳滤膜对二价及多价离子的高效截留、浓缩甚至分离。纳滤膜分离过程无化学反应,无需加热,无相转变,不会破坏生物活性,因而越来越广泛地应用于饮用水的制备和废水的处理。采用纳滤技术,不仅可以使90%以上的废水纯化,而且可同时使重金属离子含量浓缩10倍,浓缩后的重金属具有回收利用的价值。如纳滤膜对含铀废水的处理，由于空间位阻和电效应的存在,纳滤膜对UO2(CO3)22-和UO2(CO3)34-截留分别达到98%和95%;纳滤膜在pH越高条件下，对砷的去除率可达90%以上;纳滤膜从混合盐溶液中分离二价铜离子,当Na+浓度较低且存在离子H3O+时,铜离子几乎全部被截留;当控制不同的条件，可实现重金属离子间的分离，如当NaCl浓度为0.5mol/L时,在溶液中镉的主要存在形式是CdCl2，但是镍并不以络合形式存在而以Ni2+荷电方式存在，用带正电的纳滤膜处理，截留Ni2+而让Cd2+自由通过,即可以实现金属之间的分离。同样地，在硝酸体系中，亦可实现Cd2+与Cu2+的有效分离。5.反渗透技术反渗透(ReverseOsmosis，RO)膜孔径小于200分子量，可截留所有分子、离子，只允许水分子透过，特别适用于稀溶液的浓缩处理。该技术借助于半透膜对溶液中溶质的截留作用，在高于溶液渗透压的压力动力下，是溶剂渗透通过半透膜，达到分离的目的。反渗透技术在电镀领域已得到较好地应用，据工业实践证明，对于磷酸锌电镀废水、铜氰电镀废水、含镍废水采用一级或二级RO可实现对重金属离子99%以上的高效截留，水回收率达到90%以上。二、沉淀法众所周知，重金属废水处理技术种类繁多，各种技术特点不一，适用范围也存在较大差异。由于行业区别或同一行业不同工艺段的差异，所排放出的废水都没有完全相同的，因此，针对具体水质，熟练掌握不同处理技术的适用特点，以合理选用不同的技术手段或者技术组合方式，显得尤为关键。此篇幅，重点向大家具体介绍沉淀法在重金属废