重金属废水处理方法概述.ppt

重金属重金属废水水处理方法概述理方法概述何佳2015-41.重金属重金属废水的主要来源水的主要来源铬 铜 铀 铅铬 铜 铀 铅矿冶冶机械制造机械制造化工化工电子子仪表表2.2013年年全全国国污染染管管控控点点3.n n1 1、化学沉淀法、化学沉淀法 包包括括中中和和沉沉淀淀、硫硫化化物物沉沉淀淀、铁铁氧氧体体沉沉淀淀、电电化化学学法法和和高高分分子子重重金金属捕集属捕集剂剂法法n n2 2、物理、物理处处理法理法 包括包括吸附吸附法法、萃取法、萃取法、离子交离子交换换法、膜分离法法、膜分离法、蒸、蒸发发和凝固法和凝固法n n3 3、生物、生物处处理法理法 包括生物絮凝法、生物化学法及包括生物絮凝法、生物化学法及植物修复法植物修复法等等重金属废水处理方法4.一、一、化学沉淀法化学沉淀法 原理：通过化学反应使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物，通过过滤和分离使沉淀物从水溶液中去除。常用沉淀剂：石灰、氢氧化钠、硫化钠等。弊端：由于受沉淀剂和环境条件的影响，沉淀法往往出水浓度达不到要求，需作进一步处理，产生的沉淀物必须很好地处理与处置，否则会造成二次污染。5.化学沉淀法n1、中和沉淀法：在在含含有有重重金金属属离离子子的的废废水水中中加加碱碱进进行行中中和和反反应应，使重金属生成，使重金属生成难难溶于水的溶于水的氢氢氧化物从而氧化物从而进进一步分离。一步分离。此方法操作此方法操作简单简单，但，但转转移移污污染物容易造成二次染物容易造成二次污污染染 注注意意事事项项：1.1.中中和和沉沉淀淀后后，如如PHPH高高，需需中中和和处处理理后后方方能能排排放放；2.2.废废水水中中如如有有多多种种重重金金属属离离子子共共存存，如如ZnZn同同AlAl共共存存，PHPH偏偏高高，可可能能有有再再溶溶解解现现象象，如如ALAL生生成成偏偏铝铝酸酸；3.3.废废水水中中有有些些阴阴离离子子如如氰氰根根、腐腐殖殖质质、硫硫氢氢根根等等，可可能能同同重重金金属属离离子子反反应应生生成成络络合合物物，需需预预处处理理去去除除 4 4、有有些些颗颗粒粒小小，不不容容易易生生成成沉沉淀淀，需需要要加加入入絮絮凝凝物物进进一一步步生生成成沉沉淀淀 5 5、此此法法对对于于处处理理低低浓浓度度的的重重金金属属废废水水效效果不明果不明显显6.化学沉淀法n n2 2、硫硫化化物物沉沉淀淀法法：向向重重金金属属废废水水中中加加入入硫硫化化物物，使使重重金金属离子同硫化物反属离子同硫化物反应应生成硫化物沉淀析出生成硫化物沉淀析出n n常用的硫化常用的硫化剂为剂为：硫化：硫化钠钠、硫化、硫化氢氢、硫化、硫化亚铁亚铁（最常用的）（最常用的）与与中中和和沉沉淀淀法法相相比比，重重金金属属硫硫化化物物的的溶溶解解度度要要低低于于氢氢氧氧化化物物，沉沉渣渣含含水水量量低低，不不易易造造成成二二次次污污染染，但但硫硫化化物物有有毒毒，价格价格贵贵，硫化物沉淀，硫化物沉淀颗颗粒小，易形成胶体。粒小，易形成胶体。7.化学沉淀法n n3 3、铁铁氧氧体体沉沉淀淀法法：向向重重金金属属废废水水中中加加入入FeSoFeSo4 4，重重金金属属离离子同子同FeSoFeSo4 4反反应应生成生成铁铁氧体晶体氧体晶体析出析出n n铁铁氧氧体体通通式式：M M2 2FeOFeO4 4或或MOFeMOFe2 2O O3 3(M(M表表示示其其它它金金属属),),呈呈尖尖晶晶石石状立方状立方结结晶构造晶构造n n过过程：程：a a、eSOeSO4 4+r r6+6+e e3+3+r r3+3+b b、加碱后加碱后,过过量量e e2+2+e e3+3+r r6+6+MM（OHOH）r r沉淀沉淀c c、在在6060-8080下下通通风风氧氧化化,一一部部分分e e()2 2转转化化为为e e()3 3,这样这样就逐就逐渐渐形成了形成了铁铁氧体晶体而沉淀。氧体晶体而沉淀。8.化学沉淀法n n4 4、化化学学还还原原法法：利利用用重重金金属属的的多多种种价价态态，在在重重金金属属废废水水中中加加入入一一定定剂剂量量的的氧氧化化剂剂和和还还原原剂剂，从从而而得得到到人人们们所所需需的的价价态态。n n这这种种方方法法可可以以使使水水中中的的重重金金属属离离子子向向更更容容易易生生产产沉沉淀淀或或毒毒性更小的价性更小的价态转换态转换，然后再沉淀去除。，然后再沉淀去除。n n常用的常用的还还原原剂剂：硼：硼氢氢化化钠钠、亚亚硫酸硫酸氢钠氢钠、硫酸、硫酸亚铁亚铁等。等。n n根根据据此此法法衍衍生生出出的的“还还原原沉沉淀淀法法”极极其其广广泛泛的的应应用用在在电电镀镀废废水水处处理中理中9.5 5、电电解法解法 原原理理：利用金属的电化学性质，金属离子在电解时能够从相对高浓度的溶液中分离出来，然后加以利用。应应用：用：电解法主要用于电镀废水的处理。10.例如：含铬废水的处理n以铁板为电极，通以直流电时，n在阳极：nFe-2e-Fe2+nCrO42-+3Fe2+8H+C r3+3Fe3+4H2On在阴极：n2 H+2e-H2nCrO42-+3e-+8H+C r3+4 H2O11.膜分离吸附吹脱蒸发浓缩常用吸附剂活性炭硅藻土二氧化硅活性氧化铝天然高分子及离子交换树脂二、物理二、物理处理法理法12.物理处理法n n1 1、吸附法：吸附法：用多孔吸附材料吸附用多孔吸附材料吸附废废水中重金属水中重金属n n其核心其核心为为：吸附：吸附剂剂的的选择选择，之前常用吸附，之前常用吸附剂为剂为活性炭活性炭n n目目前前由由于于活活性性炭炭再再生生率率低低，价价格格较较高高，且且处处理理往往往往达达不不到到国国标标，应应用逐用逐渐渐被限制被限制n n聚聚壳壳糖糖和和衍衍生生物物具具有有良良好好的的吸吸附附效效果果，且且重重复复利利用用率率较较高高，一般可重复利用十次，且吸附容量没有降低一般可重复利用十次，且吸附容量没有降低13.氧化石墨烯14.SMGOSMGO的制的制备备磁功能化磁功能化磺酸改性磺酸改性氧化石墨氧化石墨烯（GO）磺基化磁性氧化石墨磺基化磁性氧化石墨烯（SMGO）15.磁性氧化石墨烯纳米片的制备和改性及其在水体重金属污染控制中的应用 SMGOSMGO的制的制备备TEM16.处理前理前处理后理后17.物理处理法n n2 2 2 2、离离离离子子子子交交交交换换换换法法法法：重重金金属属离离子子与与离离子子交交换换剂剂进进行行交交换换，达达到去除到去除废废水中重金属离子的方法水中重金属离子的方法n n常常用用的的离离子子交交换换剂剂：活性炭、硅藻土、二氧化硅、活性氧化铝、天然高分子及离子交换树脂等n n离离子子交交换换法法是是一一种种重重要要的的电电镀镀废废水水治治理理方方法法，出出水水水水质质好好，且且可可回回收收重重金金属属资资源源，但但交交换换剂剂容容易易氧氧化化，更更换换频频繁繁，操操作作费费用及用及处处理成本理成本较较高高18.物理处理法n n2 2 2 2、膜膜膜膜分分分分离离离离技技技技术术术术：利利用用特特殊殊的的半半透透膜膜，在在外外界界压压力力的的作作用用下下，不不改改变变溶溶液液的的化化学学形形态态，使使溶溶液液中中溶溶质质或或溶溶剂剂析析出出从而达到去除目的从而达到去除目的n n根根据据膜膜的的不不同同可可以以分分为为扩扩散散渗渗析析、电电渗渗析析、反反渗渗析析、纳纳滤滤等等n n此此方方法法占占地地面面积积小小，使使用用广广泛泛，处处理理效效果果好好，但但浓浓水水是是一一个个问题问题19.三三、生物生物处处理法理法借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法。1.生物吸附主要包括：主要包括：2.生物絮凝 3.植物修复20.植物修复法利用高等植物通过吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金属含量,以达到治理污染、修复环境的目的。生物絮凝法利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法生物吸附法利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液两相分离去除水溶液中的金属离子的方法。生物化学法指通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。生物生物处处理技理技术术分分类类21.生物处理法n n1 1、生生物物絮絮凝凝法法：利利用用微微生生物物或或植植物物的的代代谢谢产产物物进进行行絮絮凝凝沉淀的一种方法。沉淀的一种方法。n n目目前前的的生生物物絮絮凝凝剂剂主主要要由由五五大大类类：淀淀粉粉类类、纤纤维维类类、衍衍生生物物类类、微生物多糖、微生物多糖类类、复合型生物絮凝、复合型生物絮凝剂剂22.生物处理法n n2 2、生生物物化化学学法法：该该法法利利用用有有些些菌菌类类具具有有的的氧氧化化还还原原能能力力，从从而而改改变变重重金金属属离离子子的的价价态态，从从而而改改变变重重金金属属离离子子的的化化学学性性质质。n n其其典典型型方方法法为为硫硫酸酸盐盐生生物物还还原原法法，弄弄够够把把硫硫酸酸盐盐还还原原为为硫硫化化氢氢，使重金属离子同硫化，使重金属离子同硫化氢发氢发生反生反应应，从而沉淀去除，从而沉淀去除23.生物处理法3、植物修复法：n富集机理是通过利用植物发达的根系对重金属废水 的吸收过滤作用，达到对重金属的富集和积累。n利用微生物的活性原则和重金属与微生物的亲和作用，把重金属转化为较低毒性的产物。n通过收获或移去已积累和富集了重金属的植物的枝条，降低土壤或水体中的重金属浓度，达到治理污染、修复环境的目的。24.25.Thank You!Thank You!26.