一、 沉淀法 1.氫氧化物沉淀法:往重金屬廢水中加入堿性溶液,利用 OH-與重金屬 離子反應生成難溶的金屬氫氧化物沉淀,通過過濾予以分離。氫氧化物沉淀 法包括分步沉淀法和一次沉淀法兩種。分步沉淀法是分段加入石灰乳,利用 不同的金屬氫氧化物在不同的 pH 值下沉淀析出的特性,依次回收各金屬氫 氧化物。一次沉淀法則是一次性投加石灰乳,使溶液達到額定的 pH 值,從 而使廢水中的各種重金屬離子同時以氫氧化物沉淀的形式析出。
2 .硫化物沉淀法:將重金屬廢水 pH 值凋節(jié)為一定堿性后,再通過向重 金屬廢水中投加硫化鈉或硫化鉀等硫化物,或者直接通人硫化氫氣體,使重 金屬離子同硫離子反應生成難溶的金屬硫化物沉淀,然后被過濾分離。由于 金屬硫化物的溶度積比相應的金屬氫氧化物的溶度積小得多,因此,硫化物 沉淀法比氫氧化物沉淀法具有更多的優(yōu)點,比如沉渣量少,容易脫水,沉渣 金屬品位高,有利于金屬的回收??墒橇蚧锍恋矸ㄒ灿胁蛔阒?,比方說 硫化物結(jié)晶比較細小,難以沉降,因而應用也不是很廣。 3. 還原一沉淀法:這種方法的原理是,用還原劑將重金屬廢水中的重 金屬離子還原為金屬單質(zhì)或者價態(tài)較低的金屬離子,先將金屬過濾收集,然 后再往處理液中加入石灰乳,使得還原態(tài)的重金屬離子以氫氧化物的形式沉 淀收集。銅和汞等的回收可以利用這種方法。該法也常用于含鉻廢水的處理。 較常使用的還原劑有硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、鐵粉等。
4. 絮凝浮選沉淀法:通過添加絮凝劑使得重金屬廢水中的小膠體顆粒 穩(wěn)定性變差,聚集形成大顆粒膠體物質(zhì),最終通過重力作用沉淀下來。為增 大膠體顆粒的尺寸,采用浮選的辦法,用于將不穩(wěn)定的膠體粒子變?yōu)楣滔嘈?凝物。這一浮選過程一般包括兩個重要的步驟,一是調(diào)節(jié) pH 值,二是加入 含鐵或鋁鹽的絮凝劑,以克服離子間靜電排斥導致的穩(wěn)定作用。
二、 物理化學法 1. 吸附法 (1)物理吸附法:活性炭是最早使用的吸附劑,是目前使用最廣泛的吸 附劑。所以能夠進行物理吸附,是因為活性炭具有高的比表面積以及高度發(fā) 達的孔隙結(jié)構(gòu)。后來在此基礎上又出現(xiàn)了活性炭纖維等衍生物,去除效率高, 但價格比較昂貴。能夠用于物理吸附的材料還有各種礦物質(zhì)以及分子篩等。
(2)樹脂吸附法:環(huán)保是樹脂吸附法的一個重要的特點,這種方法能夠 分離、純化、回收重金屬,效果顯著。主要是由于樹脂中含有各種活性基團, 比較典型的有羥基、羧基、氨基等,能夠與重金屬離子進行螯合,因而這些 功能性樹脂材料能有效的吸附重金屬離子。根據(jù)活性基團的種類不同,分為 陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。 (3)生物吸附法:近些年來,很多研究者將各種生物(如植物、細菌、真 菌、藻類以及酵母)經(jīng)處理加工成生物吸附劑,用于處理含重金屬廢水。生 物體具有特定的化學結(jié)構(gòu)以及成分特征,而生物吸附法的主要原理,就是利 用生物體的這些特性來吸附溶于水中的重金屬離子。生物吸附法具有幾個特 點:
①生物吸附劑可以降解,一般不會發(fā)生二次污染;②來源廣泛,容易獲 取并且價格便宜;③生物吸附劑容易解析,能夠有效地回收重金屬。
2. 浮選法:往重金屬廢水中通人氣體產(chǎn)生氣泡,廢水中的膠體顆粒會 附著在氣泡表面,這些膠體粒子可隨氣泡的上浮從而實現(xiàn)將依附在粒子上的 重金屬離子加以分離。該方法具有如下優(yōu)點:對粒子的去除效果好,操作省 時,費用低廉,在一定條件下,既可消除重金屬污染,又可回收金屬,并且 還能避開某些重金屬氫氧化物或碳酸鹽過濾困難的問題。
3. 離子交換法:用離子交換樹脂把廢水中的重金屬離子交換出來,從 而除去重金屬離子。不過,離子交換樹脂價格昂貴,其再生費用也比較高, 所以,在廢水處理中使用很少。但對于少量有回收價值的有毒金屬來說是個 不錯的方法。
4.溶劑萃取分離 :溶劑萃取法是分離和凈化物質(zhì)常用的方法。由于液一 液接觸,可連續(xù)操作,分離效果較好。使用這種方法時,要選擇有較高選擇 性的萃取劑,廢水中重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在,例如在酸性條 件下,與萃取劑發(fā)生絡合反應,從水相被萃取到有機相,然后在堿性條件下 被反萃取到水相,使溶劑再生以循環(huán)利用。這就要求在萃取操作時注意選擇 水相酸度。盡管萃取法有較大優(yōu)越性,然而溶劑在萃取過程中的流失和再生 過程中能源消耗大,使這種方法存在一定局限性,應用受到很大的限制。
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