論污水處理系統重金屬廢水處理工藝

摘要：本文作者以系統工藝設計為研究對象，介紹了含重金屬廢水處理的幾種方法， 對其原理、優缺點進行了評述， 并提出了處理含重金屬廢水時應遵循的原則。對從事相關工作的同行有參考價值和借鑒意義。

關鍵詞：重金屬廢水；處理；工藝

中圖分類號： TU992.3 文獻標識碼：A

重金屬廢水是指礦冶、機械制造、化工、電子、儀表等工業生產過程中排出的含重金屬的廢水。實際所需處理的廢水中含有的重金屬并不是單一種類， 往往多種重金屬并存，廢水的分類通常以其中含量最高的重金屬為依據，其中含銅廢水、含鉻廢水、含鎳廢水和含鉛廢水等較為多見。廢水中所含重金屬能對環境及人體產生長遠的不良影響，是對環境污染最嚴重和對人類危害最大的工業廢水之一，未經處理直接排放，一方面將對環境造成污染，另一方面也浪費了大量的水資源和貴重金屬資源， 其水質水量與生產工藝有關，因此對廢水處理工藝的研究具有十分重要的意義。

1 廢水處理操作方法

廢水中的重金屬一般不能分解破壞，只能轉移其存在位置和轉變其物化形態。處理方法是首先改革生產工藝，不用或少用毒性大的重金屬。對已經形成的重金屬廢水處理方法很多，一般分為物理法、化學法和生物法， 每種處理方法都有各自的特點和適用條件， 根據不同的原水水質和處理后的水質要求， 可單獨應用，亦可幾種方法組合應用。重金屬廢水處理的主要原理是利用金屬離子在堿性條件下的沉淀，經分離達到凈化廢水，回收重金屬，進而回用廢水，最終實現降低金屬排放總量，節約水資源回收貴重金屬的目的。對含有機物、絡離子及螯合物量大的廢水， 要先將妨礙處理重金屬的有機物質用氧化、吸附等適當的處理方法除去。然后再把它作無機類廢水處理。重金屬廢水經處理后形成兩種產物，一是基本上脫除了重金屬的處理水，一是重金屬的濃縮產物。含重金屬廢水最常采用的是化學沉淀法， 把重金屬離子轉變成難溶于水的氫氧化物或硫化物等的鹽類， 然后進行共沉淀而除去， 處理后的水中重金屬低于排放標準可以排放或回用。加強混凝方法對重金屬的處理也很有效，形成新的重金屬濃縮產物應盡量回收利用或加以無害化處理。

2 重金屬廢水處理工藝

2.1 硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水

硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水其原理是利用硫酸鹽還原菌SRB在厭氧條件下產生硫化氫，硫化氫和廢水中的重金屬反應，生成金屬硫化物沉淀以去除重金屬離子。生物反應器是一個厭氧反應系統，微生物在厭氧條件下分解有機物，還原硫酸鹽生成硫化氫，硫化氫與廢水中的鋅離子反應生成不溶性的硫化鋅。生物反應器的類型可以是上流式厭氧污泥床、厭氧接觸反應器等。

反應生成的硫化鋅沉淀同厭氧污泥混在一起，當其濃度達到一定程度以后，為了保證生物反應器的正常運行，就必然排放一部分污泥。由于污泥中鋅含量較高，可以回收。從沉淀池中的出水，雖然鋅離子的去除率很高，但是出水中還含有比較高的COD和硫化氫，因此必須要進行好氧處理去除COD和硫化氫，使最終出水的指標都達到國家排放標準。

2.2 含銅重金屬廢水處理工藝

焦磷酸銅廢水中銅主要以絡合物形式存在，因此該類廢水在強堿條件下投加酸進行破絡反應，再與其他重金屬廢水混合處理。含銅廢水主要來源于電鍍、化學鍍工序。一般有電鍍銅工序產生電鍍廢水， 工件電鍍銅后清洗工序產生清洗水， 化學鍍銅工序產生化學鍍廢水， 工件化學鍍銅后清洗工序產生清洗水， 線路板鍍銅后蝕刻工序產生蝕刻廢水， 線路板鍍銅后微蝕工序產生微蝕水， 線路板鍍銅后棕化工序產生棕化廢水， 線路板鍍銅后采用表面活性劑清洗產生清洗水等。

2.2.1 工作原理

2.2.2 工藝流程

3 電池廠重金屬廢水的污水處理系統

某電池生產廢水排放量650/d。在生產過程中使用含汞鋅、錳和淀粉等原料。在電液配制、糊化、洗碳棒頭等生產過程中排出的廢水重金屬污染物濃度平均為：汞008mg/L、鋅315m1/L。錳73mg/L，如果直接排放會對環境造成較嚴重的污染。由于廢水中含有幾種重金屬污染物，處理難度高，該廠針對水質制定出一套高效經濟的廢水治理方案。

3.1 工藝流程

很多廢水（如電池的含鋅廢水）經絮凝反應后能分離出大量的污泥，這些絮狀污泥有一定的吸附能力。針對重金屬離子容易被吸附的特性，EWP高效污水凈化器利用Zn在pH=8-9時能生成的Zn（0H）2絮凝沉淀物，在凈化器內形成吸附過濾流化床，并添加重金屬離子吸附劑GPC，對汞和其它重金屬污染物進行吸附過濾，達到同時治理幾種重金屬污染物的效果。廢水從調節池自流至反應池，在反應池的入口與出口處分別加入三組藥劑，再由進流泵將經過混凝反應的廢水泵入凈化器內處理，處理后的清水從頂部流出，污泥從底部排入污泥濃縮罐，經污泥濃縮罐及污泥貯罐濃縮后脫水運走。

3.2 工藝設備及主要構筑物設計參數

（1）調節池 調節池有效容積為200m3。加設一個反應池。

（2）加藥系統 Na2S：用量5×10-5用玻璃鋼作溶藥攪拌器配制成質量分數為5%的溶液；石灰：由固體加藥機投加，用量由pH自動控制器控制；重金屬離子吸附劑GPC：用量3×10，由固體加藥機投加。

（3）主要設備 EWP高效污水凈化器共兩套：EwP-10、EWP-20處理量分別為200m/d和500m/d，污泥脫水機選用10m的板框壓濾機，污泥經脫水后外運至固廢中心。

結語

含重金屬廢水的處理要講求實效，可概括為兩個方面：

（ 1） 控制污染源， 盡量改革工藝， 實現少排放。

（ 2） 使用重金屬的生產過程中采用合理的工藝流程和完善的生產設備，實行科學的生產管理和運行操作，減少重金屬的耗用量和隨廢水的流失量；在此基礎上對數量少、濃度低的廢水進行有效的處理。處理以化學沉淀法為主， 適當輔以其他處理方法。污水處理系統工程投入正常運行后，使得附近大量的陸源污水得到處理，消減了大量的排海污染物，使得整個海域海洋生態環境得到改善。對整個近岸海域的海域生態環境的改善將起到積極的作用，同時對周邊的環境和港區的開發建設也起到積極的促進作用，是正效益工程。

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