第7章_重金属工业废水处理.ppt

第7章重金属工业废水处理,2,含有重金属废水主要来源于机械加工、矿山开采、钢铁及有色金属冶炼等。重金属具有毒性，含有重金属的废水必须加以处理之后才能够排放。重金属废水的处理工艺也具有特殊性。通常采用化学或物理化学方法进行处理，如中和、化学沉淀、电解、反渗透、活性炭吸附、氧化还原和离子交换等。,3,第一节重金属废水的来源与特性,一机械加工重金属废水1酸、碱废水和废液的来源及性质含酸废水和废液主要来自于工厂的材料酸洗车间。含酸废水中含有硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸，还含有大量的金属离子和部分添加剂。含碱废水和废液相对较少，主要来自酸洗之前的碱洗、中和等工序。在通风吸收洗涤塔、洗衣房和零件清洗机等环节也会产生一部分碱性废水。酸性废水和碱性废水中和之后的废水一般都呈酸性。,4,2含铅废水的来源和性质含铅废水主要来源于与铅蓄电池相关的生产、维修、回收环节，这部分废水往往还含有大量的硫酸和机油等。此外，电镀车间、电泳涂漆等过程的排水也含有少量铅的成分。,5,3电镀废水的来源和性质电镀是利用化学的方法对金属和非金属表面进行装饰、防护及获取某些新的性能的工艺过程。电镀过程产生的污水来源于电镀之前对镀件的清洗和电镀之后镀件表面残留的液体的清洗。机械工业电镀废水的资料表明，电镀废水主要包含含氰废水、含铬废水、含镍废水、含铜废水、含锌废水和磷化废水等。,6,二矿山冶炼重金属废水钢铁和有色金属的采矿和冶炼需耗用大量的水。有色金属采选或冶炼排水中含重金属离子的成分比较复杂，大部分有色金属和矿石中有伴生元素存在。这些污染成分排放到环境中去只能改变形态或被转移、稀释、积累，却不能降解，因而危害较大。有色金属的废水中单位体积中的重金属含量不是很高，但废水量大，向环境排放的绝对量大。,7,三其他重金属离子的工业废水其他行业虽不是重金属废水的主要来源，但是也有排放重金属废水的可能。如化工行业在生产合成无机盐类时会排放含重金属的废水，其排放废水量虽然不大，但排放的浓度高，品种多，处理过程复杂。使用催化剂的化工工艺也会有重金属甚至稀有金属的废水排放。,8,第二节废水中重金属的危害,重金属污染物往往是以不同的化学形态、并伴随着一些非金属物质一起随废水排放的，会对环境和人体产生严重的危害。铬有三价和六价之分。一般认为，三价铬的毒性仅为六价铬的1，甚至三价铬是生物所必须的微量元素。六价铬对皮肤有刺激和过敏作用，对呼吸系统和内脏产生损害。,9,镉是一种有毒物质，能够在人体器官和骨骼中积累，导致人体慢性中毒。铅及其化合物对人体的很多系统都有毒性。镍进入人体后主要存在于脊髓、脑和内脏中，以肺为主。铜本身毒性很小，一般在冶炼铜时发生的铜中毒，主要是由于与铜同时存在的砷和铅等引起的。锌是人体必需的微量元素之一，但过量的锌会对人体产生不良影响。银对人体的影响主要是皮肤上的银质沉着病，也可能对人体其他器官产生伤害。,10,氰化物（包括硫氰化物）极毒，氰化钾对人体的致死剂量为0.150.25g，可致人体瞬间死亡。氟化物中以氟化氢的毒性最大，主要表现在骨骼受损。砷及含砷化合物都是有毒的，在人体内积累为致畸、致癌物质。,11,第三节重金属废水处理技术,一含铬废水处理1电解法,车间含铬废水,调节池,电源,泵提升恒定流量,电解槽,水射混合器,盐水槽,沉淀和过滤,污泥干化脱水,出水回用或排放,污泥处理或利用,12,2化学还原法包含槽内处理、间歇处理、连续处理和气浮处理。,13,间歇式处理含铬废水工艺流程,14,3活性炭处理工艺,15,二含氰废水处理含氰废水可以采用碱性氯化法、二氧化氯协同破氰法、电解氯化法和臭氧氧化法等进行处理。1碱性氯化法,16,2二氧化率协同破氰法即在制取二氧化氯的同时有H2O2、Cl2、O3产生，这些氧化剂均对氰有氧化去除作用。二氧化氯协同氧化剂处理含氰废水的过程，是利用其强氧化性在碱性条件下氧化氰，使其转化成N2和CO2气体，从而达到破氰消毒的目的。同时利用氧化还原的原理，还可以消除废水中的部分阴离子(如S2-、NO2-)和部分阳离子(如Fe2+)。,17,3电解氯化法废水中的简单氰化物和氰的络合物通过电解，在阳极和阴极上产生化学反应，将氰电解氧化为二氧化碳和氮气。电解法处理含氰废水的处理方式有间歇式和连续式两种。,18,4臭氧氧化法臭氧氧化法是利用臭氧作为氧化剂来氧化消除氰污染的一类方法。1gCN-约5gO3。pH=9-11。以Cu+作为催化剂，可以缩短反应时间。,19,三含镉废水处理含镉废水可采用离子交换法、化学沉淀法、电解气浮法和化学沉淀反渗透等方法进行处理。1离子交换法含镉废水的处理可以采用双阴离子交换树脂柱串联全饱和流程。处理后阴离子树脂交换的出水中还有大量游离氰，必须经过除氰处理后才可排放。阴离子交换洗脱液含有少量Fe2+、Fe3+、Cu2+与氰的络合物，故不能直接回用，须经过提纯才能回镀槽使用。,20,2化学沉淀法对于无氰含镉废水，可调节pH至10.5以上，使Cd2+生成氢氧化物沉淀。对于含氰含镉废水，先氧化除氰，再调节pH使Cd2+生成氢氧化物沉淀。,21,3电解气浮法电解气浮法处理含镉废水：中性废水进入铝阳极电解槽，在直流电作用下，从阳极溶出的铝称为氢氧化铝；在阴极附近的重金属镉与氢氧根结合生成氢氧化物，吸附在阴极的氢气上，因而很容易上浮。可采用溶气气浮工艺进行再处理。上浮的污泥用刮泥机去除。,22,4化学沉淀反渗透法该方法处理氰化镀镉漂洗水，可以将水回用于漂洗槽，将浓缩液中的碳酸镉用氰化钠溶液回用于镀槽，从而实现闭路循环。,23,四电镀混合废水处理1中和沉淀法传统的中和沉淀法是向废水中投加碱性物质，使重金属离子转变为金属氢氧化物沉淀而除去。常用的中和剂有石灰、石灰石、电石渣、碳酸钠、氢氧化钠等。石灰可以同时起到中和与混凝的作用，其价格便宜、来源广泛、处理效果好，几乎可以使汞以外的所有重金属离子共沉除去，因此是常用的中和剂。,24,采用中和法的关键是要控制好pH值。还要根据处理水的水质和去除的对象，选择合适的中和沉淀工艺，一般有一次中和沉淀和分段中和沉淀两种。,25,2电解气浮法该方法是将电解反应、絮凝沉淀和气浮法结合起来的一种新方法。电解过程中，废水中的金属离子随可溶性阳极的溶解生成了胶状氢氧化物，并借助于电解时产生的氢气和氧气泡浮升到液面，经刮除而分离。电解法能同时去除多种金属离子，净化效果好、泥渣量少、占地面积小，但电耗较大。,26,3化学处理闭路循环法氧化还原中和沉淀处理。根据以上原理研制的电镀混合废水一步净化器。,27,4铁屑内电解还原法该处理方法将催化氧化、还原、置换、共沉絮凝、吸附等过程集于一个反应柱内进行。对含有不同重金属离子的废水可以直接处理，而不必分流。可同时去除多种金属离子，且有一定的除盐效果和去除COD的能力。运行过程中消耗的主要原料铁屑价格低廉、来源广泛，且其用量可随废水中重金属离子的含量自动调节