第7章_重金屬工業(yè)廢水處理.ppt

第7章重金屬工業(yè)廢水處理,2,含有重金屬?gòu)U水主要來(lái)源于機(jī)械加工、礦山開(kāi)采、鋼鐵及有色金屬冶煉等。重金屬具有毒性，含有重金屬的廢水必須加以處理之后才能夠排放。重金屬?gòu)U水的處理工藝也具有特殊性。通常采用化學(xué)或物理化學(xué)方法進(jìn)行處理，如中和、化學(xué)沉淀、電解、反滲透、活性炭吸附、氧化還原和離子交換等。,3,第一節(jié)重金屬?gòu)U水的來(lái)源與特性,一機(jī)械加工重金屬?gòu)U水1酸、堿廢水和廢液的來(lái)源及性質(zhì)含酸廢水和廢液主要來(lái)自于工廠的材料酸洗車(chē)間。含酸廢水中含有硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸，還含有大量的金屬離子和部分添加劑。含堿廢水和廢液相對(duì)較少，主要來(lái)自酸洗之前的堿洗、中和等工序。在通風(fēng)吸收洗滌塔、洗衣房和零件清洗機(jī)等環(huán)節(jié)也會(huì)產(chǎn)生一部分堿性廢水。酸性廢水和堿性廢水中和之后的廢水一般都呈酸性。,4,2含鉛廢水的來(lái)源和性質(zhì)含鉛廢水主要來(lái)源于與鉛蓄電池相關(guān)的生產(chǎn)、維修、回收環(huán)節(jié)，這部分廢水往往還含有大量的硫酸和機(jī)油等。此外，電鍍車(chē)間、電泳涂漆等過(guò)程的排水也含有少量鉛的成分。,5,3電鍍廢水的來(lái)源和性質(zhì)電鍍是利用化學(xué)的方法對(duì)金屬和非金屬表面進(jìn)行裝飾、防護(hù)及獲取某些新的性能的工藝過(guò)程。電鍍過(guò)程產(chǎn)生的污水來(lái)源于電鍍之前對(duì)鍍件的清洗和電鍍之后鍍件表面殘留的液體的清洗。機(jī)械工業(yè)電鍍廢水的資料表明，電鍍廢水主要包含含氰廢水、含鉻廢水、含鎳廢水、含銅廢水、含鋅廢水和磷化廢水等。,6,二礦山冶煉重金屬?gòu)U水鋼鐵和有色金屬的采礦和冶煉需耗用大量的水。有色金屬采選或冶煉排水中含重金屬離子的成分比較復(fù)雜，大部分有色金屬和礦石中有伴生元素存在。這些污染成分排放到環(huán)境中去只能改變形態(tài)或被轉(zhuǎn)移、稀釋、積累，卻不能降解，因而危害較大。有色金屬的廢水中單位體積中的重金屬含量不是很高，但廢水量大，向環(huán)境排放的絕對(duì)量大。,7,三其他重金屬離子的工業(yè)廢水其他行業(yè)雖不是重金屬?gòu)U水的主要來(lái)源，但是也有排放重金屬?gòu)U水的可能。如化工行業(yè)在生產(chǎn)合成無(wú)機(jī)鹽類(lèi)時(shí)會(huì)排放含重金屬的廢水，其排放廢水量雖然不大，但排放的濃度高，品種多，處理過(guò)程復(fù)雜。使用催化劑的化工工藝也會(huì)有重金屬甚至稀有金屬的廢水排放。,8,第二節(jié)廢水中重金屬的危害,重金屬污染物往往是以不同的化學(xué)形態(tài)、并伴隨著一些非金屬物質(zhì)一起隨廢水排放的，會(huì)對(duì)環(huán)境和人體產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。鉻有三價(jià)和六價(jià)之分。一般認(rèn)為，三價(jià)鉻的毒性?xún)H為六價(jià)鉻的1，甚至三價(jià)鉻是生物所必須的微量元素。六價(jià)鉻對(duì)皮膚有刺激和過(guò)敏作用，對(duì)呼吸系統(tǒng)和內(nèi)臟產(chǎn)生損害。,9,鎘是一種有毒物質(zhì)，能夠在人體器官和骨骼中積累，導(dǎo)致人體慢性中毒。鉛及其化合物對(duì)人體的很多系統(tǒng)都有毒性。鎳進(jìn)入人體后主要存在于脊髓、腦和內(nèi)臟中，以肺為主。銅本身毒性很小，一般在冶煉銅時(shí)發(fā)生的銅中毒，主要是由于與銅同時(shí)存在的砷和鉛等引起的。鋅是人體必需的微量元素之一，但過(guò)量的鋅會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不良影響。銀對(duì)人體的影響主要是皮膚上的銀質(zhì)沉著病，也可能對(duì)人體其他器官產(chǎn)生傷害。,10,氰化物（包括硫氰化物）極毒，氰化鉀對(duì)人體的致死劑量為0.150.25g，可致人體瞬間死亡。氟化物中以氟化氫的毒性最大，主要表現(xiàn)在骨骼受損。砷及含砷化合物都是有毒的，在人體內(nèi)積累為致畸、致癌物質(zhì)。,11,第三節(jié)重金屬?gòu)U水處理技術(shù),一含鉻廢水處理1電解法,車(chē)間含鉻廢水,調(diào)節(jié)池,電源,泵提升恒定流量,電解槽,水射混合器,鹽水槽,沉淀和過(guò)濾,污泥干化脫水,出水回用或排放,污泥處理或利用,12,2化學(xué)還原法包含槽內(nèi)處理、間歇處理、連續(xù)處理和氣浮處理。,13,間歇式處理含鉻廢水工藝流程,14,3活性炭處理工藝,15,二含氰廢水處理含氰廢水可以采用堿性氯化法、二氧化氯協(xié)同破氰法、電解氯化法和臭氧氧化法等進(jìn)行處理。1堿性氯化法,16,2二氧化率協(xié)同破氰法即在制取二氧化氯的同時(shí)有H2O2、Cl2、O3產(chǎn)生，這些氧化劑均對(duì)氰有氧化去除作用。二氧化氯協(xié)同氧化劑處理含氰廢水的過(guò)程，是利用其強(qiáng)氧化性在堿性條件下氧化氰，使其轉(zhuǎn)化成N2和CO2氣體，從而達(dá)到破氰消毒的目的。同時(shí)利用氧化還原的原理，還可以消除廢水中的部分陰離子(如S2-、NO2-)和部分陽(yáng)離子(如Fe2+)。,17,3電解氯化法廢水中的簡(jiǎn)單氰化物和氰的絡(luò)合物通過(guò)電解，在陽(yáng)極和陰極上產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，將氰電解氧化為二氧化碳和氮?dú)?。電解法處理含氰廢水的處理方式有間歇式和連續(xù)式兩種。,18,4臭氧氧化法臭氧氧化法是利用臭氧作為氧化劑來(lái)氧化消除氰污染的一類(lèi)方法。1gCN-約5gO3。pH=9-11。以Cu+作為催化劑，可以縮短反應(yīng)時(shí)間。,19,三含鎘廢水處理含鎘廢水可采用離子交換法、化學(xué)沉淀法、電解氣浮法和化學(xué)沉淀反滲透等方法進(jìn)行處理。1離子交換法含鎘廢水的處理可以采用雙陰離子交換樹(shù)脂柱串聯(lián)全飽和流程。處理后陰離子樹(shù)脂交換的出水中還有大量游離氰，必須經(jīng)過(guò)除氰處理后才可排放。陰離子交換洗脫液含有少量Fe2+、Fe3+、Cu2+與氰的絡(luò)合物，故不能直接回用，須經(jīng)過(guò)提純才能回鍍槽使用。,20,2化學(xué)沉淀法對(duì)于無(wú)氰含鎘廢水，可調(diào)節(jié)pH至10.5以上，使Cd2+生成氫氧化物沉淀。對(duì)于含氰含鎘廢水，先氧化除氰，再調(diào)節(jié)pH使Cd2+生成氫氧化物沉淀。,21,3電解氣浮法電解氣浮法處理含鎘廢水：中性廢水進(jìn)入鋁陽(yáng)極電解槽，在直流電作用下，從陽(yáng)極溶出的鋁稱(chēng)為氫氧化鋁；在陰極附近的重金屬鎘與氫氧根結(jié)合生成氫氧化物，吸附在陰極的氫氣上，因而很容易上浮。可采用溶氣氣浮工藝進(jìn)行再處理。上浮的污泥用刮泥機(jī)去除。,22,4化學(xué)沉淀反滲透法該方法處理氰化鍍鎘漂洗水，可以將水回用于漂洗槽，將濃縮液中的碳酸鎘用氰化鈉溶液回用于鍍槽，從而實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)。,23,四電鍍混合廢水處理1中和沉淀法傳統(tǒng)的中和沉淀法是向廢水中投加堿性物質(zhì)，使重金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘贇溲趸锍恋矶?。常用的中和劑有石灰、石灰石、電石渣、碳酸鈉、氫氧化鈉等。石灰可以同時(shí)起到中和與混凝的作用，其價(jià)格便宜、來(lái)源廣泛、處理效果好，幾乎可以使汞以外的所有重金屬離子共沉除去，因此是常用的中和劑。,24,采用中和法的關(guān)鍵是要控制好pH值。還要根據(jù)處理水的水質(zhì)和去除的對(duì)象，選擇合適的中和沉淀工藝，一般有一次中和沉淀和分段中和沉淀兩種。,25,2電解氣浮法該方法是將電解反應(yīng)、絮凝沉淀和氣浮法結(jié)合起來(lái)的一種新方法。電解過(guò)程中，廢水中的金屬離子隨可溶性陽(yáng)極的溶解生成了膠狀氫氧化物，并借助于電解時(shí)產(chǎn)生的氫氣和氧氣泡浮升到液面，經(jīng)刮除而分離。電解法能同時(shí)去除多種金屬離子，凈化效果好、泥渣量少、占地面積小，但電耗較大。,26,3化學(xué)處理閉路循環(huán)法氧化還原中和沉淀處理。根據(jù)以上原理研制的電鍍混合廢水一步凈化器。,27,4鐵屑內(nèi)電解還原法該處理方法將催化氧化、還原、置換、共沉絮凝、吸附等過(guò)程集于一個(gè)反應(yīng)柱內(nèi)進(jìn)行。對(duì)含有不同重金屬離子的廢水可以直接處理，而不必分流?？赏瑫r(shí)去除多種金屬離子，且有一定的除鹽效果和去除COD的能力。運(yùn)行過(guò)程中消耗的主要原料鐵屑價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛，且其用量可隨廢水中重金屬離子的含量自動(dòng)調(diào)節(jié)