鉛鋅冶煉重金屬廢水處理技術及設施研究

汪佳良

(中國瑞林工程技術有限公司,江西 南昌 330031)

鉛鋅冶煉重金屬廢水處理技術及設施研究

汪佳良

(中國瑞林工程技術有限公司,江西 南昌 330031)

對于重金屬在鉛鋅冶煉生產(chǎn)廢水中的來源及具有的危害,傳統(tǒng)工藝和新工藝鉛鋅冶煉重金屬廢水處理的幾種方法及具有的原理和優(yōu)缺點進行了進一步的探討,并指出未來鉛鋅冶煉重金屬廢水處理的發(fā)展,是從傳統(tǒng)處理工藝逐漸轉(zhuǎn)向先進工藝發(fā)展.

廢水處理;鉛鋅廢水;反滲透;石灰法;鐵氧體

鉛鋅冶煉生產(chǎn)廢水中含有的重金屬廢水主要有Pb、Cd、As、及Hg等.重金屬在廢水中并不單單是只依賴單純的因子狀態(tài)而存在,除此之外,還存在著諸如聚合及絡合物等狀態(tài),而且廢水呈現(xiàn)的還是酸性,因此這就在一定程度上給綜合治理帶來非常大的難度.同時,一旦水體受到了重金屬污染后就會在很長的一段時間內(nèi)存在危害.伴隨著污染物的不斷轉(zhuǎn)化和遷移,不管是對空氣,還是對水體和土壤,只要有重金屬存在的地方就會對系列的生物產(chǎn)生非常大的影響,并通過生物的積累和富集在食物鏈的頂端,對人類都產(chǎn)生非常大的危害.因此對重金屬的處理技術是以后非常重要的一個內(nèi)容.

隨著最近10年來針對鉛鋅冶煉重金屬廢水的處理開展,有關科研人員對此方面進行了大量的研究工作,面對不斷出現(xiàn)的新技術以及發(fā)展的趨勢.本文對傳統(tǒng)的鉛鋅冶煉重金屬處理技術工藝和新技術工藝進行綜述,通過對比分析,提出了未來鉛鋅冶煉行業(yè)重金屬廢水處理技術的發(fā)展方向.

1 鉛鋅冶煉行業(yè)廢水來源及組成

產(chǎn)廢水的來源在鉛鋅冶煉行業(yè)中非常多,具有較復雜的成分.大致上可以分為以下四種,第一種是處理軟水站排水.此類的廢水中未含酸及重金屬污染物,且有著較高的硬度;第二種是酸性廢水.此類的廢水有著較高的酸性,而且重金屬還含有著非常高的污染物;第三種是污酸.這類廢水中包含重金屬和酸;第四種是循環(huán)冷卻污水的排放.這類廢水有著非常高的溫度,且包含非常高的鹽,廢水中幾乎沒有重金屬污染物的存在.

第一類和第四類廢水在鉛鋅冶煉行業(yè)生產(chǎn)廢水中,均能夠當成廠區(qū)內(nèi)的綠化水.第二類和第三類具有危害性及非常難處理的包括重金屬離子的廢水.

2 鉛鋅冶煉重金屬廢水處理工藝

2.1 傳統(tǒng)工藝

2.1.1 石灰中和法

鉛鋅冶煉重金屬廢水有著很多種傳統(tǒng)的處理工藝,我國絕大部分采用的傳統(tǒng)石灰中和法處理的鉛鋅冶煉廢水.酸性廢水中大部分采用的方法為一段石灰中和法和兩段石灰中和法,不但能夠讓酸度得到降低,還能夠脫除重金屬離子以氫氧化物沉淀形式,同時,因為酸性廢水遠遠低于污酸的酸度,而且包含非常多諸如As、Cd及F等元素,大部分采用的方法都是通過單獨的收集管網(wǎng)進行輸送的,直至到達污酸處理站進行處理.而且通過采用石灰中和的方法進行預處理,能夠讓酸度得到明顯的降低,并能夠再根據(jù)酸性廢水的工藝實施處理.

雖然在去除污染物方面上,石灰中和法有著非常廣泛的范圍,及低成本處理和未有二次污染產(chǎn)生的顯著優(yōu)勢,但是在實際操作的過程中,由于難以準確的掌握參數(shù),以及有著大的沉渣量和高的含水率,再加上會有不穩(wěn)定的處理效果和要求嚴格的pH值都讓此種方法具有的缺點暴露的非常明顯.

2.1.2 硫化物沉淀法

硫化物沉淀法是對重金屬離子去除的一個非常有效的方法.利用重金屬硫化物溶度低的原理,低濃度重金屬離子在廢水中非常容易和S2-結(jié)合進而形成一種沉淀物,比較相應的氫氧化物沉淀,生成的金屬硫化物沉淀物的溶度積非常的低.硫化物沉淀能夠在較寬的pH值范圍內(nèi),去除重金屬的離子.而對比氫氧化物則金屬硫化物更具有密度,且擁有著非常好的脫水性能,進而能夠讓水非常容易和排放的標準相符合.

然而因為硫化物的沉淀并不是非常大,因此非常難通過過濾或者是沉淀的方式去除,而且如果采用硫化物沉淀的方法時,有毒的硫化氫氣體就會產(chǎn)生.采用此種方法時需要注意的是要在中性和堿性的條件下,實施此種操作方法的流程.現(xiàn)階段在廢水處理的過程中,采用硫化沉淀法更多的是一種輔助的方法,主要在廢水的二段處理,或者是三段處理中進行運用,以確保能夠讓出水的排放達到標準.

2.1.3 電解法

電解法主要是通過對金屬的電化學性質(zhì)的利用,然后在直流電的作用下,讓重金屬化合物通過陽極離解的方式進而轉(zhuǎn)變成金屬離子,然后通過陰極最后還原成金屬,從而讓廢水中的重金屬離子更好的去除.但是對重金屬廢水進行處理的過程中,采用電解法雖然具有簡單操作及運行可靠等顯著的優(yōu)點,但是其僅僅只適合對高質(zhì)量濃度的重金屬廢水進行處理.因為其有著非常高的投資成本和電耗,這讓其在處理含重金屬廢水上并沒有得到非常廣泛的應用.為了能夠讓這些缺點得到更好的克服,有相關的研究人員提出讓電解法和其他污水處理方法相結(jié)合的工藝,諸如吸附-電解等方法聯(lián)合使用對重金屬進行回收.

2.2 新工藝

針對傳統(tǒng)處理工藝中存在的不足之處,鉛鋅冶煉重金屬廢水處理技術正開始逐步的從傳統(tǒng)工藝邁向先進的工藝.

2.2.1 電絮凝法

電絮凝法主要是通過對電絮凝技術工藝和傳統(tǒng)石灰中和工藝之間緊密結(jié)合.電凝所具有的反應原理主要是將鐵作為陽極,然后陽極在直流電的作用之下就會發(fā)生溶蝕的情況,進而產(chǎn)生諸如AL3+等離子,再經(jīng)過各種水解等過程,最后發(fā)展成為氫氧化物等,分離廢水中的膠態(tài)雜質(zhì).同時,在電場中帶電的污染物顆粒進行泳動,然后,電極對部分電荷中和,從而使其脫穩(wěn)聚沉.

2.2.2 生物吸附法

生物吸附法是通過對生物體本身的化學結(jié)構的利用等,然后再對水溶液中的重金屬借助固液兩相分離的方式對其具有的離子進行去除.

作為最近幾年來比較流行的水處理方法,其具有豐富的原料來源和低成本,且沒有二次污染,并有通過生物吸附劑實現(xiàn)容易解吸及降解等顯著的優(yōu)點,在對低濃度重金屬工業(yè)廢水的處理方面擁有著非常廣闊的發(fā)展前景.

現(xiàn)階段,國內(nèi)外的相關學者通過實驗室培養(yǎng)的技術,即純生物體吸附廢水中低濃度重金屬離子進行了進一步的深入研究,通過具體的研究發(fā)現(xiàn),在非常短暫的時間內(nèi)及間歇情況下,有些生物體能夠?qū)⒔饘匐x子濃度得到高達95%以上程度的降低.但事實上,實際的工業(yè)廢水當中,大部分都含有非常多的金屬離子,因此研究純種微生物是非常難以達到處理的目的的.因此,對純種微生物吸附重金屬的研究已經(jīng)和實際的需求不相符合了.基于此種現(xiàn)實情況下,尋求一個不但經(jīng)濟和高效,而且實用的生物體吸附工業(yè)廢水中的重金屬方法就顯得非常的重要.

2.2.3 膜分離技術

膜分離技術是鉛鋅冶煉工業(yè)廢水處理一個新興的工藝.鉛鋅冶煉廢水不管是在結(jié)垢性還是在腐蝕性上,都是一種非常典型的廢水,采用常規(guī)的重金屬處理工藝已經(jīng)無法和生產(chǎn)回用水標準的要求相符合了,因此,就需要進行脫鹽深度處理的方式對生產(chǎn)廢水進行處理,進而讓廢水的減排得到切實的實現(xiàn).較為常用的脫鹽工藝中,主要有脫分離和電滲析等.但是由于電滲析和脫分離這兩種方法有著非常高的成本,再加上實際操作的過程中有著非常大的復雜性,因此對于高含鹽水的鉛鋅冶煉廢水脫鹽處理并不是非常的適合,而反滲透膜處理技術是現(xiàn)階段工業(yè)用水脫鹽處理中一個首選考慮采用的方案.

3 結(jié)語

重金屬廢水在體系上是非常復雜的,僅僅只是采用單一的處理技術進行處理,是非常難將重金屬廢水達標排放,以及quot;零排放quot;的目標得到同時實現(xiàn).基于此,就需要從傳統(tǒng)處理工藝逐漸的向先進的工藝進行發(fā)展,毋庸置疑,這已經(jīng)成為了未來發(fā)展的一個重要方向.

[1]蔣劍虹,曾光明,張盼月等.鋅冶煉廠重金屬廢水處理試驗研究[J].工業(yè)水處理,2005,25(11):44-46.

[2]陳宏儒.鉛鋅冶煉廠重金屬廢水深度處理工程實例[J].建筑工程技術與設計,2017(4).

[3]覃海春.鉛鋅冶煉廢水處理工藝優(yōu)化探討[C]//全國礦山冶金行業(yè)重金屬土壤污染防治及檢測分析技術交流大會.2013.

[4]宋洋.鉛鋅冶煉廢水處理技術研究[D].西安建筑科技大學,2015.

[5]盧伯福,虞美輝,孫洪貴等.鉛鋅冶煉廢水零排放處理工藝優(yōu)化與運行[J].有色設備,2013(2):56-59.

[6]梁彥杰.鉛鋅冶煉渣硫化處理新方法研究[D].中南大學,2012.

[7]任莉莉.談鉛鋅冶煉廢水處理技術[J].科技致富向?qū)?2015(5):62-62.

[8]謝華,王華.鉛鋅冶煉廠廢水處理工藝優(yōu)化探討[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2013(19).

[9]楊勇,欒景麗,何艷明等.鉛鋅冶煉污酸廢水處理方法研究進展[C]//2013中國環(huán)境科學學會學術年會論文集(第五卷).2013.

[10]付煜,熊智.含鉈廢水處理技術在鉛鋅冶煉企業(yè)的應用實踐[J].有色金屬工程,2016,6(6):99-103.

[11]李雅婕.淺議鉛鋅冶煉廢水處理技術[J].市政技術,2011,29(5):105-107.

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