電池生產廢水的處理方法
電池(chi)(chi)(chi)生(sheng)產(chan)中(zhong)(zhong)的廢(fei)水(shui)主要來源(yuan)有(you)電池(chi)(chi)(chi)生(sheng)產(chan)線清洗漿(jiang)料的廢(fei)水(shui);調配(pei)漿(jiang)料中(zhong)(zhong)灑漏(lou)的藥劑廢(fei)水(shui);清洗生(sheng)產(chan)地面的廢(fei)水(shui)。電池(chi)(chi)(chi)生(sheng)產(chan)中(zhong)(zhong)的廢(fei)水(shui)含有(you)大量的Zn2+, Mn2+, Hg2+等重(zhong)金屬離子,不加治理排放,將對(dui)環境(jing)造成污染。針對(dui)電池(chi)(chi)(chi)生(sheng)產(chan)工(gong)業廢(fei)水(shui),治理方法有(you):
化學沉淀法
化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)法是(shi)向廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)中投加某些化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)物(wu)(wu)質(zhi),使(shi)它和廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)中欲去除的(de)(de)污染物(wu)(wu)發生直(zhi)接的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)反應,生成難溶于水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)物(wu)(wu)而使(shi)污染物(wu)(wu)分離除去的(de)(de)方法。
由于化(hua)學法普遍要加入大量(liang)的(de)化(hua)學藥(yao)劑,并成為沉淀物的(de)形式沉淀出來。這(zhe)(zhe)就(jiu)決定了化(hua)學法處理后會存(cun)(cun)在大量(liang)的(de)二次(ci)污染,如大量(liang)廢渣的(de)產生,而這(zhe)(zhe)些廢渣的(de)處理目前尚無較(jiao)好的(de)處理處置方法,所以對其在工程(cheng)上的(de)應用(yong)和以后的(de)可持續發(fa)展都(dou)存(cun)(cun)在巨大的(de)負面(mian)作用(yong)。
在一(yi)個有(you)多種離子的溶液中,如果其(qi)中兩種離子A+、B—能化合(he)(he)成難溶化合(he)(he)物AB,則可能出現以下(xia)3種情(qing)況之一(yi):①[A+][B-]KAB。當[A+][B-]
廢水(shui)中(zhong)(zhong)有很多種離(li)子都可(ke)以(yi)采用以(yi)上的(de)原理從水(shui)中(zhong)(zhong)沉淀去(qu)除(chu),工業(ye)廢水(shui)中(zhong)(zhong)常見的(de)危害性很大的(de)一些重金屬(shu)(如(ru)Hg、Zn、Cd、Pb、Cu等)離(li)子和某些非金屬(shu)(如(ru)As、F等)都可(ke)采用化學(xue)沉淀法去(qu)除(chu)。
化學沉(chen)(chen)淀法的(de)工藝(yi)流程和(he)設(she)(she)備與(yu)化學混凝法相(xiang)類似,包(bao)括:①化學藥劑(沉(chen)(chen)淀劑)的(de)配制(zhi)和(he)投加設(she)(she)備;②混合反應裝置(zhi),③使(shi)沉(chen)(chen)淀物(wu)與(yu)水分離的(de)設(she)(she)備(沉(chen)(chen)淀池(chi)或氣浮池(chi)等)。
根據(ju)使用的沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)劑的不(bu)同,化(hua)學沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)法(fa)可分為氫氧化(hua)物沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)法(fa)、硫化(hua)物沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)法(fa)和(he)鋇鹽沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)法(fa)等,沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)劑的用量一般不(bu)超過理論用量的20%~50%。
微濾法
微濾(lv)(lv)又稱微孔過濾(lv)(lv),它(ta)屬(shu)于(yu)精密過濾(lv)(lv),截留溶液中的砂(sha)礫(li)、淤泥、黏土等(deng)顆粒和賈第蟲(chong)、隱抱子(zi)蟲(chong)、藻(zao)類和一(yi)些(xie)細菌等(deng),而大(da)量溶劑、小分子(zi)及少量大(da)分子(zi)溶質(zhi)都能透過膜的分離(li)過程。
基(ji)本(ben)原理是篩分過程,操作壓力一般在0.7-7kPa,原料液在靜壓差作用下(xia),透(tou)過一種過濾材料。過濾材料可(ke)以(yi)分為(wei)多種,比(bi)如(ru)折(zhe)疊濾芯(xin)、熔(rong)噴(pen)濾芯(xin)、布(bu)袋式除塵器、微濾膜(mo)(mo)等。透(tou)過纖維素(su)或高分子材料制成的微孔(kong)濾膜(mo)(mo),利用其均一孔(kong)徑,來截留水(shui)中的微粒、細菌等,使其不(bu)能(neng)通過濾膜(mo)(mo)而被去除。
決定膜的(de)分離效(xiao)果的(de)是膜的(de)物理結構,孔的(de)形狀和大小。
微孔(kong)(kong)膜(mo)的規格目(mu)前有十(shi)多種(zhong),孔(kong)(kong)徑范圍為0.1~75μm,膜(mo)厚120~150µm。
膜(mo)(mo)(mo)(mo)的種類有:混合纖(xian)(xian)維酯微孔濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)(mo);硝酸纖(xian)(xian)維素濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)(mo);聚偏氟乙(yi)烯濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)(mo);醋酸纖(xian)(xian)維素濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)(mo);再生(sheng)纖(xian)(xian)維素濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)(mo);聚酰(xian)胺(an)濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)(mo);聚四氟乙(yi)烯濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)(mo)以及聚氯乙(yi)烯濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)(mo)等。
微濾技術常用(yong)于電(dian)子工業、半導(dao)體、大規模集成電(dian)路(lu)生產中使用(yong)的(de)高(gao)純水(shui)等的(de)進一步過濾。
微濾法(fa)是利用多孔材(cai)料的(de)(de)(de)攔截(jie)能(neng)力,以物(wu)(wu)理(li)截(jie)留的(de)(de)(de)方(fang)式去除水(shui)中(zhong)一定大小的(de)(de)(de)雜質顆粒。在壓力驅(qu)動下,溶(rong)液中(zhong)水(shui)、有機低分(fen)子(zi)(zi)、無機離子(zi)(zi)等(deng)尺寸小的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質可通過纖維壁上的(de)(de)(de)微孔到(dao)達(da)膜的(de)(de)(de)另一側,溶(rong)液中(zhong)菌體、膠體、顆粒物(wu)(wu)、有機大分(fen)子(zi)(zi)等(deng)大尺寸物(wu)(wu)質則(ze)不(bu)能(neng)透過纖維壁而被截(jie)留,從(cong)而達(da)到(dao)篩分(fen)溶(rong)液中(zhong)不(bu)同組分(fen)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。該過程(cheng)為常溫操作,無相態(tai)變化,不(bu)產生二次污染。
微濾(lv)也是(shi)利用(yong)微濾(lv)膜(mo)的篩分機(ji)理,在(zai)壓(ya)力驅動下,截留直(zhi)徑在(zai)0.1~1μm之間的顆粒,如懸(xuan)浮物、細菌、部分病毒及大尺寸(cun)膠體,多用(yong)于給水預處理系統(tong)。
電解法
電(dian)(dian)解法(fa)的(de)原(yuan)理(li)是重金(jin)屬離子在(zai)陰極(ji)表面(mian)得到電(dian)(dian)子而(er)被還原(yuan)為金(jin)屬。電(dian)(dian)解法(fa)處理(li)廢水一般無需加入很多化學藥品,后(hou)處理(li)簡單、占(zhan)地(di)面(mian)積小、管理(li)方便、污泥量小,所以(yi)被稱為清潔處理(li)法(fa)。而(er)且(qie)這種(zhong)方法(fa)可(ke)直接得到純(chun)金(jin)屬。但簡單的(de)單陰/陽極(ji)體系,陰極(ji)電(dian)(dian)流效(xiao)率低,沉積速度(du)慢,尤其(qi)是對(dui)于(yu)Pb2+,由于(yu)其(qi)標準電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位(wei)為-0.126 V(vs.SCE),在(zai)稀(xi)溶液中電(dian)(dian)解時,因濃差極(ji)化而(er)使鉛的(de)析出(chu)電(dian)(dian)位(wei)變得更(geng)負(fu),在(zai)電(dian)(dian)解過程中有大量氫(qing)氣析出(chu),而(er)使其(qi)電(dian)(dian)流效(xiao)率不高,并(bing)且(qie)難于(yu)實現深度(du)凈化,因此對(dui)其(qi)進(jin)行研究(jiu)難度(du)較大。
三維電(dian)(dian)解(jie)的(de)(de)提(ti)(ti)出(chu)是電(dian)(dian)解(jie)法(fa)(fa)的(de)(de)革(ge)新(xin)。三維電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)解(jie)法(fa)(fa)通過增大電(dian)(dian)極(ji)(ji)表(biao)面積實現低電(dian)(dian)流密度下電(dian)(dian)解(jie),減小(xiao)了濃差極(ji)(ji)化,從(cong)而提(ti)(ti)高了電(dian)(dian)流效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)。目前使(shi)用三維電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)解(jie)處理廢水(shui)(shui)中的(de)(de)Cu2+已經(jing)取(qu)得(de)(de)了較好的(de)(de)效(xiao)(xiao)果(guo),并已應用于實踐中。國內對(dui)于三維電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)解(jie)Pb2+的(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)還(huan)未見(jian)報道,但在國外(wai)已經(jing)取(qu)得(de)(de)一定進展。R.C.Widener等使(shi)用網狀玻璃(li)炭電(dian)(dian)極(ji)(ji)對(dui)酸性(xing)含(han)鉛廢水(shui)(shui)進行了研(yan)究(jiu)(jiu),在-0.8 V(vs.SCE)的(de)(de)電(dian)(dian)位下,使(shi)用0.5 mol/L硼酸作(zuo)緩沖溶(rong)液,分(fen)別(bie)研(yan)究(jiu)(jiu)了陰極(ji)(ji)孔隙(xi)率(lv)(lv)和(he)流速的(de)(de)影響,得(de)(de)出(chu)最(zui)佳(jia)條件(jian)是陰極(ji)(ji)孔隙(xi)率(lv)(lv)80 ppi,流速240L/h。可(ke)使(shi)初(chu)始濃度為50 mg/L的(de)(de)含(han)鉛廢水(shui)(shui)降(jiang)至0.1mg/L,電(dian)(dian)流效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)還(huan)可(ke)達(da)到14%。可(ke)見(jian)對(dui)于鉛離子的(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)并不(bu)像人(ren)們早(zao)期所認識的(de)(de)無(wu)法(fa)(fa)實現深(shen)度凈化。
另(ling)外(wai),C. Ponce De Leon等(deng)研究了Cl-、NO-3、SO2-4等(deng)陰(yin)離子對電解鉛的影響,發現在NO-3介質(zhi)中,Pb2+最容(rong)易被還原。
筆者(zhe)目前正在從(cong)事低濃(nong)度(du)含(han)鉛廢水(shui)(shui)深度(du)凈化的研究,使用零極(ji)距單(dan)膜電(dian)(dian)(dian)解裝置,找到(dao)了一(yi)種有效且價(jia)廉的三維(wei)電(dian)(dian)(dian)極(ji)材料———泡沫銅(tong),并首次應用脈(mo)沖電(dian)(dian)(dian)源(yuan)對含(han)鉛廢水(shui)(shui)進行電(dian)(dian)(dian)解,取得了令(ling)人滿意的效果。
在實驗(yan)中以泡(pao)沫銅為(wei)陰極(ji)材料,石墨為(wei)陽極(ji)材料,使用0.5 mol/L硼(peng)酸作為(wei)緩沖(chong)(chong)溶(rong)液,分別使用普(pu)流(liu)(liu)直流(liu)(liu)電源(yuan)和脈(mo)沖(chong)(chong)電源(yuan)對低(di)濃(nong)(nong)度(du)含鉛廢水進行了(le)電解研究,發(fa)現采用脈(mo)沖(chong)(chong)電源(yuan)進行電解有效地減少了(le)濃(nong)(nong)差極(ji)化,從(cong)而大(da)大(da)提高了(le)電流(liu)(liu)效率(lv)。得到(dao)的最佳實驗(yan)條(tiao)件為(wei)流(liu)(liu)速40 L/h、脈(mo)沖(chong)(chong)頻率(lv)1000 Hz、占空比20、峰流(liu)(liu)4.8 A,在此條(tiao)件下,對初(chu)始濃(nong)(nong)度(du)為(wei)100 mg/L的含鉛廢水,處理(li)后可降到(dao)1 mg/L左右,電流(liu)(liu)效率(lv)可達(da)20%。
使用電(dian)(dian)解法處理(li)電(dian)(dian)池生產(chan)含鉛廢水難度(du)較(jiao)大,但從國外的研(yan)究可以(yi)看出,電(dian)(dian)解法處理(li)含鉛廢水是一種很有潛力的方法,國內應(ying)引(yin)起(qi)重視并開展研(yan)究。
電滲析法
電(dian)滲析法(electrodialysis【ED】)指的是(shi)在外加直流電(dian)場的作用下,利用陰離(li)子交(jiao)換(huan)膜和陽離(li)子交(jiao)換(huan)膜的選擇透(tou)過性,使一部(bu)分(fen)(fen)離(li)子透(tou)過離(li)子交(jiao)換(huan)膜而(er)遷移(yi)到(dao)另(ling)一部(bu)分(fen)(fen)水(shui)中,從(cong)而(er)使一部(bu)分(fen)(fen)水(shui)淡化而(er)另(ling)一部(bu)分(fen)(fen)水(shui)濃縮的過程。
電(dian)滲(shen)析器中交(jiao)替排列著(zhu)許多(duo)陽膜和陰(yin)膜,分隔成(cheng)小(xiao)水(shui)室。當原水(shui)進入這些(xie)(xie)小(xiao)室時,在(zai)直流電(dian)場的(de)作用下,溶液中的(de)離(li)(li)子(zi)就作定向遷移(yi)。陽膜只允(yun)許陽離(li)(li)子(zi)通過而把陰(yin)離(li)(li)子(zi)截留(liu)下來(lai);網膜只允(yun)許陰(yin)離(li)(li)子(zi)通過而把陽離(li)(li)子(zi)截留(liu)下來(lai)。結果佼這些(xie)(xie)小(xiao)室的(de)一部分變(bian)成(cheng)含離(li)(li)子(zi)很(hen)少(shao)的(de)淡水(shui)室,出(chu)水(shui)稱為淡水(shui)。而與淡水(shui)室相鄰的(de)小(xiao)室則(ze)變(bian)成(cheng)聚集大量離(li)(li)子(zi)的(de)濃水(shui)室,出(chu)水(shui)稱為濃水(shui)。從(cong)而使離(li)(li)子(zi)得(de)到了(le)分離(li)(li)和濃縮(suo),水(shui)便得(de)到了(le)凈化(hua)。
電滲(shen)析和離子交換相比,有以下異同點(dian):
(1)分(fen)離(li)離(li)子的工(gong)作介質雖均(jun)為(wei)離(li)子交換樹脂,但前者(zhe)是(shi)呈片狀的薄膜,后者(zhe)則為(wei)圓球形的顆粒;
(2)從(cong)作用機理來(lai)說(shuo),離(li)(li)(li)子(zi)交換(huan)屬于 離(li)(li)(li)子(zi)轉移置(zhi)換(huan),離(li)(li)(li)子(zi)交換(huan)樹脂在(zai)過程中發(fa)生離(li)(li)(li)子(zi)交換(huan)反(fan)應。而(er)電(dian)滲析(xi)屬于離(li)(li)(li)子(zi)截(jie)留置(zhi)換(huan),離(li)(li)(li)子(zi)交換(huan)膜(mo)在(zai)過程中起(qi)離(li)(li)(li)子(zi)選擇(ze)透過和截(jie)阻作用。所(suo)以(yi)更(geng)精確地說(shuo),應該把離(li)(li)(li)子(zi)交換(huan)膜(mo)稱為(wei)離(li)(li)(li)子(zi)選擇(ze)性透過膜(mo);
(3)電(dian)滲析的工作(zuo)介質(zhi)不(bu)需要(yao)再(zai)生(sheng),但消耗電(dian)能;而(er)離子(zi)交換(huan)的工作(zuo)介質(zhi)必須再(zai)生(sheng),但不(bu)消耗電(dian)能。 電(dian)滲析法處理廢水的特點是;不(bu)需要(yao)消耗化學(xue)藥(yao)品,設(she)備(bei)簡單,操作(zuo)方便。
活性污泥法
活(huo)性(xing)(xing)污(wu)(wu)泥(ni)法是以活(huo)性(xing)(xing)污(wu)(wu)泥(ni)為主(zhu)體(ti)的(de)(de)(de)廢水(shui)生(sheng)物處理的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)方法。活(huo)性(xing)(xing)污(wu)(wu)泥(ni)法是向廢水(shui)中連續通(tong)入空氣(qi),經一定(ding)時間后因(yin)好氧性(xing)(xing)微(wei)生(sheng)物繁殖而形成的(de)(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)狀絮凝物。其上棲(qi)息著以菌膠團為主(zhu)的(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)物群,具有很(hen)強的(de)(de)(de)吸(xi)附與氧化有機物的(de)(de)(de)能(neng)力。
activatedsludgeprocess污(wu)(wu)(wu)(wu)水生(sheng)物處理的一種方法(fa)。該(gai)法(fa)是(shi)在(zai)人(ren)工充氧(yang)(yang)條件(jian)下,對污(wu)(wu)(wu)(wu)水和各(ge)種微生(sheng)物群體進行連續(xu)混(hun)合培養,形成活(huo)(huo)性污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)。利用活(huo)(huo)性污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)的生(sheng)物凝(ning)聚、吸附(fu)和氧(yang)(yang)化(hua)作用,以(yi)分(fen)解去(qu)除(chu)污(wu)(wu)(wu)(wu)水中的有機(ji)污(wu)(wu)(wu)(wu)染物。然(ran)后使污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)與水分(fen)離,大部(bu)分(fen)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)再回流到曝氣池(chi),多余(yu)部(bu)分(fen)則排出活(huo)(huo)性污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)系統。
影響(xiang)活性污(wu)泥過(guo)程(cheng)工作效(xiao)率(lv)(處理(li)效(xiao)率(lv)和經濟效(xiao)益)的(de)主要因素是處理(li)方法(fa)的(de)選擇與曝氣池和沉(chen)淀池的(de)設計(ji)及(ji)運行。
流程和原理
典型(xing)的活性污(wu)泥(ni)法是由曝氣池(chi)(chi)、沉淀池(chi)(chi)、污(wu)泥(ni)回流系統(tong)和剩(sheng)余(yu)污(wu)泥(ni)排除系統(tong)組成。
污(wu)(wu)水和回流(liu)的(de)(de)活性污(wu)(wu)泥(ni)一起(qi)進(jin)入曝(pu)氣(qi)池(chi)形成混合液。從空氣(qi)壓(ya)縮機站(zhan)送來的(de)(de)壓(ya)縮空氣(qi),通過鋪設在曝(pu)氣(qi)池(chi)底(di)部的(de)(de)空氣(qi)擴散裝置,以細(xi)小氣(qi)泡的(de)(de)形式進(jin)入污(wu)(wu)水中(zhong),目的(de)(de)是增加污(wu)(wu)水中(zhong)的(de)(de)溶解(jie)氧含(han)量,還(huan)使混合液處于(yu)劇(ju)烈(lie)攪動(dong)的(de)(de)狀(zhuang)(zhuang)態,形懸(xuan)浮(fu)狀(zhuang)(zhuang)態。溶解(jie)氧、活性污(wu)(wu)泥(ni)與污(wu)(wu)水互相混合、充分(fen)接觸,使活性污(wu)(wu)泥(ni)反應得以正常進(jin)行(xing)。
第(di)一階段,污(wu)水(shui)中的(de)有(you)機(ji)污(wu)染物(wu)被(bei)活性污(wu)泥顆粒吸附在菌膠團(tuan)的(de)表面上,這是由于(yu)其巨大的(de)比(bi)表面積(ji)和多糖類黏(nian)性物(wu)質。同(tong)時一些大分子有(you)機(ji)物(wu)在細菌胞外酶作用下分解為(wei)小分子有(you)機(ji)物(wu)。
第二(er)(er)階(jie)段,微(wei)生物(wu)在氧(yang)氣充足的(de)條件下,吸收這些有機(ji)(ji)物(wu),并氧(yang)化(hua)分(fen)解,形(xing)成二(er)(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)和水,一部分(fen)供給自身的(de)增殖繁(fan)(fan)衍(yan)。活性(xing)(xing)污泥(ni)反應進行(xing)的(de)結(jie)果,污水中有機(ji)(ji)污染物(wu)得(de)到(dao)降解而去除,活性(xing)(xing)污泥(ni)本身得(de)以繁(fan)(fan)衍(yan)增長,污水則得(de)以凈(jing)化(hua)處理。
經過活性污(wu)(wu)泥(ni)凈化作(zuo)(zuo)(zuo)用后的(de)混合(he)液進入二次沉(chen)淀池,混合(he)液中(zhong)(zhong)懸浮的(de)活性污(wu)(wu)泥(ni)和(he)其他固(gu)體物(wu)(wu)質在這里沉(chen)淀下來與水(shui)分離(li),澄清后的(de)污(wu)(wu)水(shui)作(zuo)(zuo)(zuo)為處理水(shui)排(pai)(pai)出系(xi)統(tong)。經過沉(chen)淀濃縮的(de)污(wu)(wu)泥(ni)從沉(chen)淀池底部(bu)排(pai)(pai)出,其中(zhong)(zhong)大部(bu)分作(zuo)(zuo)(zuo)為接(jie)種污(wu)(wu)泥(ni)回流至曝氣池,以保(bao)證曝氣池內(nei)的(de)懸浮固(gu)體濃度(du)和(he)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)濃度(du);增殖(zhi)的(de)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)從系(xi)統(tong)中(zhong)(zhong)排(pai)(pai)出,稱為“剩余(yu)污(wu)(wu)泥(ni)”。事實上(shang),污(wu)(wu)染物(wu)(wu)很大程度(du)上(shang)從污(wu)(wu)水(shui)中(zhong)(zhong)轉移到了這些(xie)剩余(yu)污(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)。
活(huo)性(xing)污(wu)泥法(fa)的原理(li)形象說法(fa):微生(sheng)物(wu)“吃掉”了(le)污(wu)水(shui)中的有機物(wu),這樣(yang)污(wu)水(shui)變(bian)成了(le)干(gan)凈的水(shui)。它本質上(shang)與(yu)自然(ran)界水(shui)體自凈過程相(xiang)似,只是經過人(ren)工強化,污(wu)水(shui)凈化的效果(guo)更好。
離子交換法
離(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)法是(shi)利用(yong)離(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)劑(ji)分離(li)(li)廢水中有害物質的(de)(de)(de)方法,應用(yong)的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)劑(ji)有離(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)樹脂、沸石等。離(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)是(shi)靠交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)劑(ji)自(zi)(zi)身所帶(dai)的(de)(de)(de)能(neng)自(zi)(zi)由移動(dong)的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)與被(bei)處理的(de)(de)(de)溶液(ye)中的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)通過離(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)來實現的(de)(de)(de)。推動(dong)離(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)動(dong)力是(shi)離(li)(li)子(zi)(zi)間濃(nong)度差和(he)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)劑(ji)上(shang)的(de)(de)(de)功能(neng)基對(dui)離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)親和(he)能(neng)力。
太原(yuan)車輛段蓄電池車間已將離子(zi)交(jiao)換(huan)法應用(yong)(yong)于實際(ji)含(han)鉛(qian)廢(fei)水的(de)處(chu)理(li)中(zhong),處(chu)理(li)后的(de)含(han)鉛(qian)廢(fei)水可以達到國家排放標準,并通(tong)過(guo)使用(yong)(yong)NH4COOH為(wei)再生(sheng)劑,實現(xian)了(le)(le)資源回用(yong)(yong)。楊明德等用(yong)(yong)環氧型弱堿性離子(zi)交(jiao)換(huan)樹脂對深(shen)度除鉛(qian)進行了(le)(le)研(yan)究,處(chu)理(li)后鉛(qian)的(de)濃(nong)度可低達0.2 mg/L。張(zhang)寶(bao)文等使用(yong)(yong)兩性螯合離子(zi)交(jiao)換(huan)纖維對鉛(qian)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)性能研(yan)究發(fa)現(xian),當(dang)固液相比(bi)為(wei)1∶100時Pb2+的(de)去除率幾乎是100%。此外,王永江等研(yan)究了(le)(le)氨基磷酸(suan)樹脂對鉛(qian)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)性能,發(fa)現(xian)其吸(xi)附(fu)(fu)容量大,易(yi)再生(sheng),可望成為(wei)一種廢(fei)水處(chu)理(li)及回收鉛(qian)的(de)有(you)效新途徑(jing)。
除(chu)了(le)應(ying)用交換(huan)樹(shu)脂外,曹偉等對使(shi)用天(tian)然礦物沸石來(lai)與鉛進行離子交換(huan)進行了(le)研究(jiu)。結果(guo)表明(ming):pH值(zhi)在5—10之(zhi)間除(chu)鉛效果(guo)最好,而且,處理劑(ji)用量越大、細度越細、處理時間越長,鉛的去除(chu)率越高。
離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)法(fa)(fa)處理鉛離(li)(li)子(zi)是較(jiao)為理想的(de)方法(fa)(fa)之一,不但占地面積小、管理方便、鉛離(li)(li)子(zi)脫除率很(hen)高(gao),而且(qie)處理得(de)當可使再生(sheng)(sheng)液作為資源回收(shou),不會對環境造成二(er)次污染。缺點(dian)是離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)法(fa)(fa)的(de)一次性投資比較(jiao)大,且(qie)再生(sheng)(sheng)問(wen)題也存(cun)在(zai)一定的(de)困難。國內外(wai)都在(zai)積極開展再生(sheng)(sheng)液的(de)資源化(hua)技術研究,這也是離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)技術的(de)發展趨勢。
液膜法
乳(ru)狀液(ye)膜(mo)技術是20世紀60年代末開發的新(xin)型分離技術。1987年,奧地(di)(di)利的Draxler等科學家(jia)采(cai)用(yong)液(ye)膜(mo)法,從粘(zhan)膠廢(fei)液(ye)中(zhong)成功(gong)地(di)(di)回收了鋅,液(ye)膜(mo)分離技術才(cai)進(jin)入實際應用(yong)階段。
梁舒(shu)萍等用(yong)煤油-檸(ning)檬(meng)酸乳(ru)狀液膜體(ti)(ti)系,對含鉛(qian)(qian)(qian)100 mg/L的水樣處理(li)后,鉛(qian)(qian)(qian)去(qu)除(chu)率(lv)可(ke)達94%;而Biehl等和Christensen等采(cai)用(yong)了二苯并-18-冠-6(王冠醚)作(zuo)為萃取載體(ti)(ti),具有較高(gao)的選擇性及提取率(lv),但是這種(zhong)載體(ti)(ti)價格較為昂貴,很(hen)難(nan)應用(yong)到工(gong)業過程中去(qu)。魏振樞等選擇磷酸三丁酯(TBP)作(zuo)為萃取載體(ti)(ti),Span 80、LI13B作(zuo)為乳(ru)化劑,對鉛(qian)(qian)(qian)濃度為6.04×10-4mol/L的廢水溶液進行(xing)優化處理(li),鉛(qian)(qian)(qian)濃度可(ke)降至(zhi)6.14×16-6mol/L,萃取率(lv)達99%以上。
另有文(wen)獻報(bao)道(dao),在(zai)(zai)室(shi)溫(wen)下(xia),使用十(shi)二烷(wan)基苯磺酰胺喹(kui)啉在(zai)(zai)pH=7.9時,可近乎(hu)完全萃取鉛(qian)(qian)離子,單級(ji)萃取率(lv)可達98%。此外,以Span 80-煤油-液體石(shi)蠟(la)-NaOH液膜(mo)體系(xi)分離水中的鉛(qian)(qian),初始濃(nong)(nong)度為50mg/L的鉛(qian)(qian)溶(rong)液,經處理后鉛(qian)(qian)濃(nong)(nong)度可降至1 mg/L以下(xia)。
乳化(hua)液(ye)膜(mo)(mo)(mo)具有選擇性(xing)專一、傳質通量大及(ji)流動性(xing)好等(deng)特點,使之適于含鉛離子(zi)的(de)(de)工(gong)業(ye)廢(fei)水(shui)的(de)(de)連續處理(li)。液(ye)膜(mo)(mo)(mo)法(fa)處理(li)含鉛離子(zi)廢(fei)水(shui),既凈化(hua)了(le)水(shui)質,又富(fu)集回收(shou)了(le)金屬離子(zi),起到雙重(zhong)功效。但由于液(ye)膜(mo)(mo)(mo)技術(shu)難(nan)度大,用(yong)于制備(bei)乳化(hua)液(ye)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)表(biao)面(mian)活性(xing)劑品種(zhong)少、性(xing)能差、破乳技術(shu)不(bu)過關等(deng),都阻礙了(le)該法(fa)的(de)(de)工(gong)業(ye)化(hua)。目前,國內已對(dui)含鉛廢(fei)水(shui)的(de)(de)液(ye)膜(mo)(mo)(mo)處理(li)方(fang)法(fa)進行了(le)研(yan)究(jiu),但普遍停留在實驗室階段。今(jin)后在加強表(biao)面(mian)活性(xing)劑的(de)(de)開發工(gong)作中,應盡(jin)量不(bu)局(ju)限于模(mo)擬水(shui)而(er)與(yu)工(gong)業(ye)廢(fei)水(shui)接軌,使液(ye)膜(mo)(mo)(mo)技術(shu)真(zhen)正(zheng)應用(yong)到鉛的(de)(de)工(gong)業(ye)廢(fei)水(shui)的(de)(de)處理(li)中。
生物吸附法
凡具有(you)從(cong)溶(rong)液中分離金(jin)屬能(neng)力的(de)生(sheng)物(wu)體(ti)(ti)或其(qi)衍生(sheng)物(wu)都稱(cheng)為生(sheng)物(wu)吸附(fu)劑。生(sheng)物(wu)吸附(fu)劑主(zhu)要是(shi)菌類、淀粉、纖(xian)維(wei)以(yi)及藻類等(deng)。生(sheng)物(wu)吸附(fu)又可分為死(si)體(ti)(ti)吸附(fu)和(he)(he)活(huo)體(ti)(ti)吸附(fu),其(qi)中生(sheng)物(wu)死(si)體(ti)(ti)表(biao)現出和(he)(he)金(jin)屬更強的(de)結合性,死(si)體(ti)(ti)細胞也(ye)有(you)無需(xu)供應(ying)細胞生(sheng)長的(de)營養及不受(shou)環境的(de)影響等(deng)優點,因此,生(sheng)物(wu)死(si)體(ti)(ti)吸附(fu)目前將更引起人們的(de)重視。
對(dui)(dui)于生(sheng)物(wu)(wu)吸(xi)附法(fa)處(chu)(chu)理(li)含(han)鉛廢(fei)(fei)水(shui),國內(nei)(nei)(nei)外都有(you)較多(duo)研(yan)究,但國內(nei)(nei)(nei)普(pu)遍處(chu)(chu)于實驗室階段(duan)。趙玲等(deng)(deng)用(yong)(yong)海洋(yang)赤潮生(sheng)物(wu)(wu)原甲(jia)藻的(de)(de)(de)(de)(de)活體和(he)死體對(dui)(dui)Pb2+及(ji)其他離(li)子的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附能力(li)進(jin)行研(yan)究,實驗證(zheng)明,金屬離(li)子混合液(ye)原甲(jia)藻吸(xi)附30 min后,各離(li)子的(de)(de)(de)(de)(de)濃(nong)度顯(xian)著(zhu)(zhu)下降且達到平衡,藻類對(dui)(dui)Pb2+的(de)(de)(de)(de)(de)富(fu)(fu)集作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)最大(da),對(dui)(dui)Zn2+,Cd2+富(fu)(fu)集作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)較小。莫鍵(jian)偉等(deng)(deng)用(yong)(yong)綠藻對(dui)(dui)Pb2+的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附能力(li)進(jin)行了研(yan)究,發(fa)現(xian)綠藻對(dui)(dui)Pb2+吸(xi)附也具有(you)顯(xian)著(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)效果。另有(you)資料表(biao)明,用(yong)(yong)絲狀真菌(jun)干粉(fen)處(chu)(chu)理(li)含(han)Pb2+的(de)(de)(de)(de)(de)工業廢(fei)(fei)水(shui),在pH=7時(shi),可除去98%的(de)(de)(de)(de)(de)鉛。張志杰等(deng)(deng)采(cai)用(yong)(yong)復合的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)生(sheng)生(sheng)態系(xi)統對(dui)(dui)含(han)鉛等(deng)(deng)金屬離(li)子的(de)(de)(de)(de)(de)廢(fei)(fei)水(shui)進(jin)行了研(yan)究,系(xi)統內(nei)(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)細菌(jun)、藻類、原生(sheng)動(dong)物(wu)(wu)、水(shui)生(sheng)植(zhi)物(wu)(wu)如鳳眼蓮(lian)或魚(yu)類,在污染物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)凈(jing)化中起著(zhu)(zhu)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong),協同(tong)完(wan)成對(dui)(dui)污染物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)收積累、分(fen)解和(he)凈(jing)化作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)。楊(yang)越(yue)冬等(deng)(deng)對(dui)(dui)脫乙酰甲(jia)殼質進(jin)行了研(yan)究,發(fa)現(xian)其吸(xi)附Pb2+容量(liang)大(da),且不吸(xi)附天然(ran)水(shui)中的(de)(de)(de)(de)(de)Na+、Cl-等(deng)(deng)離(li)子,不影響天然(ran)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)底濃(nong)度,是污水(shui)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)理(li)想材料。使用(yong)(yong)生(sheng)物(wu)(wu)材料處(chu)(chu)理(li)和(he)回收含(han)鉛廢(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)技術是既簡單(dan)又(you)經濟的(de)(de)(de)(de)(de)治理(li)方法(fa),已經引起了人們的(de)(de)(de)(de)(de)重視。
生物材料(liao)對重(zhong)金(jin)屬(shu)天然的(de)親(qin)和(he)力,可用(yong)以凈(jing)化(hua)濃度(du)范圍較廣(guang)的(de)鉛離子廢水以及混合(he)的(de)金(jin)屬(shu)離子廢水。其優點有(you):受pH值(zhi)影(ying)響小;不使(shi)用(yong)化(hua)學試劑;污(wu)泥量極少;無(wu)二次污(wu)染(ran);排放水可回(hui)用(yong);菌泥中金(jin)屬(shu)可回(hui)收且菌泥可用(yong)作(zuo)肥料(liao)。生物吸附法將是廢水深度(du)處理常用(yong)的(de)方法。

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