化學沉淀法處理含鋅廢水的工藝研究

李瑩

【摘 要】在各項工業廢水的排放過程中，含鋅廢水的危害性是非常大的。本論文綜述了含鋅廢水處理的必要性，采用化學沉淀法對廢水中鋅進行了相應的工藝處理。實驗結果表明：在含鋅廢水中加入氧化鈣的量定為1.15 g/L，反應溫度設定在55℃時，反應時間設定為1h時，經過檢測可以把廢水當中的Zn2+濃度降低到0.37mg/L，遠遠低于國標的排放含量，此工藝操作簡單值得推廣。

【關鍵詞】 化學沉淀法 ?含鋅廢水 ?廢水處理工藝

鋅離子作用于水溶液當中產生的反應，其感官性狀的濃度遠比毒性作用的濃度低。查閱相當文獻我們可以得知，當鋅離子濃度為4ppm時就可以味覺感之，更有敏感的人在2ppm時就可以感覺到異味。當鋅離子濃度增加到30ppm時，可以同廢水中的其它物質作用從而使得溶液變得混濁。當鋅離子的濃度大于lppm時其對農田作物的危害也是非常之大的，特別是隨著時間的推移，土壤及生長的植物當中的鋅離子進行了一定時間的富集之后，當人們食用了鋅離子濃度過高的植物都會對人體產生危害，甚至致人于死亡。還有文獻中指出，有關飲水中鋅的含量為10-20mg/L而引起致癌作用的資料。用含鋅5-20mg/L的水對鼠進行2-3年的長期實驗，確定出癌瘤惡化的可能性。 鋅對魚類的致死濃度始于0.01mg/L，而魚卵為0.4mg/L。可見鋅離子對魚類的毒性非常之大，而且毒性作用出現的時間都會有相應的加快。另外還要提醒的是，鋅離子基本上對所有的魚類都有劇毒作用，而不僅僅是哪一類魚類。所以對于含鋅離子濃度較高的廢液一定不能隨便的進行排放，要進行一定的處理把鋅離子濃度降低到一個安全濃度后才能排放，否則會危害人類和社會對于含鋅廢水的處理是必須的，也是非常嚴肅的一件事情，國家甚至制定了相應的含鋅廢水的排放標準供相關的企業進行參考。

當前我國含鋅廢水的處理方式非常之多。比較典型的有化學沉淀法、吸附法和鋅回收法。其中化學沉淀法因為操作簡單，處理成本低、實用方便，所以使用的范圍非常廣泛。在化學沉淀法當中一般使用的都是酸堿中和沉淀法。從物質的性質上我們可以看到，氫氧化鋅為兩性物質，它在具有堿性的同時還具有酸性。氫氧化鋅在pH為9-11時溶解度最小，在pH<9或pH>11時，氫氧化鋅均會發生溶解，處理效果不穩定。

1 實驗方法

1.1 實驗的儀器與藥品

藥品：工業級的CaO;含鋅廢水：從生產車間取出的擅未處理的含鋅廢水，其成份分析如表1所示。

儀器：WZF-333原子吸收光譜儀，R-2002電力攪拌器，ZF-20D電子天平。

工業級的氧化鈣當中不光含有鈣元素，同時還伴隨著硅、鎂、鐵、錳等元素組成，他們都是以氧化化的形態存在于工業級的氧化鈣當中。但是因為在此次實驗當中，當氧化鈣沉沉淀鋅反應過程當中，SiO2、Fe2O3、MnO、MgO都是非常難以溶解的，所以他們不會影響相應的雜質元素的變化。從表1可以看出：鋅液廢水中除Zn2+以外，Fe3+，Cu2+，Co3+，Cd2+等金屬離子濃度很低，不影響鋅液廢水處理后的外排標準，鋅液廢水基本呈中性。

1.2 實驗原理

鋅的氫氧化物具有兩性，堿式：Zn（OH）2，酸式：H2ZnO2。在酸性冶煉廢水中加入氧化鈣，采用中和法調節廢水的pH值，使之保持在9-11之間，加入絮凝劑使水中的鋅及其它金屬物質生成沉淀，并回收了廢水中的有價金屬鋅。

2 實驗結果與討論

2.1 氧化鈣用量的影響

取洗液1000mL放在容量為2000mL的燒杯中，然后進行適當的攪拌，并加熱1.5h，我們考察在相同反應時間下，溫度的不同氧化鈣用量的變化對沉鋅效果的影響，實驗結果見圖1所示。

從圖1中我們可以得到如下結論，我們實驗所有的溫度都可以將溶液中的Zn2+降低到2mg/L以下。從圖1可以看出，在實驗設定的不同反應溫度條件下，隨著氧化鈣用量的不斷增加，溶液中的鋅離子濃度均呈現下降趨勢，而且在變化的過程中均有不同程度的拐點出現。從圖1中我們可以看到，當實驗條件為溫度為55℃，氧化鈣用量為1.15g/L時，Zn2+濃度最先降低到2mg/L以下（國標當中鋅的出水標準要求在2mg/L以下），從圖1當中可以看到橫坐標氧化鈣用量為1.15 g/L時，縱坐標的Zn2+濃度正好為2mg/L，此時對應的溫度為55℃。所以實驗最佳條件為：溫度為55℃，氧化鈣用量為1.15g/L。

2.2 反應時間對氧化鈣沉鋅效果影響

我們確定反應溫度為55℃，氧化鈣用量為1.15g/L的相同條件下，進行適當的攪拌考查反應時間對氧化鈣沉鋅效果的影響，實驗結果見圖2。我們可以明顯的看出來在1h時出現拐點，是為最合適的反應時間，此時鋅濃度降低到0.37mg/L。

3 結語

綜上實驗結果表明：在含鋅廢水中加入氧化鈣的量定為1.15 g/L，反應溫度設定在55℃時，反應時間設定為1h時，經過檢測可以把廢水當中的Zn2+濃度降低到0.37mg/L，遠遠低于國標的排放含量，此工藝操作簡單值得推廣。另外沉淀下來的濾渣也可以進行相應的回收，提高企業的經濟效益。

參考文獻：

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