89种废水处理工艺学习资料.doc

重金属废水处理技术探讨及其前景展望随着经济的快速发展废水的大量排放土壤和水源中重金属积累的加剧重金属的污染也日益严重由于重金属易通过食物链而生物富集构成对生物和人体健康的严重威胁如何有效地治理重金属污染已成为人类共同关注的问题而重金属的污染情况在开发区的污水中也较为严重根据长沙市环境监测站的检测情况我们发现开发区废水中的镍存在间歇超标的现象在对污泥进行监测的时候也发现了污泥中总镉总镍总铜超过了污泥农用时污染控制标准限值因此在这里对重金属的处理方法进行了以及发展前景进行了探讨国内外学者对重金属污染的治理问题做了大量的研究目前已开发应用的废水处理方法主要有化学法物理化学法和生物法包括化学沉淀电解离子交换膜分离活性碳和硅胶吸附生物絮凝生物吸附植物整治等方法采用化学法物理化学法都将残生污染转移易造成二次污染且对于大流域低浓度的有害重金属污染难以处理而生物法具有效果好投资少及运作费用低易于管理和操作不产生二次污染等优点日益受到人们的关注下面就这几种方法进行探讨化学法化学法主要包括化学沉淀法和电解法主要适用于含较高浓度重金属离子废水的处理化学沉淀法的原理是通过化学反应使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物通过过滤和分离使沉淀物从水溶液中去除包括中和沉淀法硫化物沉淀法铁氧体共沉淀法由于受沉淀剂和环境条件的影响沉淀法往往出水浓度达不到要求需作进一步处理产生的沉淀物必须很好地处理与处置否则会造成二次污染电解法是利用金属的电化学性质金属离子在电解时能够从相对高浓度的溶液中分离出来然后加以利用电解法主要用于电镀废水的处理这种方法的缺点是水中的重金属离子浓度不能降的很低所以电解法不适于处理较低浓度的含重金属离子的废水物理化学法离子交换法和膜分离技术适用于含较低浓度重金属离子废水的处理离子交换法是在离子交换器中进行此方法借助离子交换剂来完成在交换器中按要求装有不同类型的交换剂含重金属的液体通过交换剂时交换剂上的离子同水中的重金属离子进行交换达到去除水中重金属离子的目的这种方法受交换剂品种产量和成本的影响几年来国内外学者就离子交换剂的研制开发展开了大量的研究工作随着离子交换剂的不断涌现在电镀废水深度处理高价金属盐类的回收等方面离子交换法越来越展现出其优势膜分离技术是利用一种特殊的半透膜在外界压力的作用下不改变溶液中化学形态的基础上将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法包括电渗析和隔膜电解电渗析是在直流电场作用下利用阴阳离子交换膜对溶液阴阳离子选择透过性使水溶液中重金属离子与水分离的一种物理化学过程隔膜电解是以膜隔开电解装置的阳极和阴极而进行电解的方法实际上是把电渗析与电解组合起来的一种方法上述方法在运行中都遇到了电极极化结垢和腐蚀等问题生物法生物絮凝法生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法微生物絮凝剂是由微生物自身构成的具有高效絮凝作用的天然高分子物它的主要成分是糖蛋白粘多糖纤维素和核酸等由于多数微生物具有一定线性结构有的表面具有较高电荷或较强的亲水性能与颗粒通过各种作用相结合起到很好的絮凝效果目前开发出具有絮凝作用的微生物有细菌霉菌放线菌酵母菌和藻类等共种其中对重金属有絮凝作用的有种陈天等利用从多种微生物中提取的壳聚糖为絮凝剂回收模拟工业废水中在离子浓度是的废水中加入壳聚糖处理后溶液中浓度都小于浓度小于得到了令人满意的结果用微生物絮凝法处理废水安全方便无毒不产生二次污染絮凝效果好且微生物生长快易于实现工业化等特点此外微生物可以通过遗传工程驯化或构造出具有特殊功能的菌株因此微生物絮凝法具有广阔的发展前景生物吸附法生物吸附是对于经过一系列生物化学作用使重金属离子被微生物细胞吸附的概括理解这些作用包括络合鳌合离子交换吸附等这些微生物从溶液中分离金属离子的机理有胞外富集沉淀细胞表面吸附或络合胞内富集其中细胞表面吸附或络合对死活微生物都存在而胞内和胞外的大量富集则往往要求微生物具有活性许多研究表明活的微生物和死的微生物对重金属离子都有较大的吸附能力作为生物吸附剂的生物源能够从低浓度的含重金属离子的水溶液中吸附重金属且有实用价值的微生物容易获得例如发酵过程中的酵母菌是生物吸附剂很好的生物源大量来自海洋中的藻类也是便宜的生物源赵玲等用海洋赤潮生物原甲藻的活体和甲醛杀死的藻体对的吸附能力进行研究实验证明金属离子混合液经原甲藻吸附后各离子的浓度显著下降且达到平衡原甲藻的活体和死体对这六种金属离子具有相似的吸附能力利用载体通过物理或化学方法将微生物吸附剂经预处理固定后吸附剂吸附机械强度和化学稳定性增强使用周期延长可以提高废水处理的深度和效率减少吸附解吸循环中的损耗近年来国内外很多学者开展了固定化细胞处理含重金属有毒废水的研究工作生物吸附剂具有来源广价格低吸附能力强易于分离回收重金属等特点而且使用死的微生物作为生物源具有容易固定化并可根据需要制成特殊的生物吸附剂并反复使用因此生物吸附法有很好的工业应用前景现阶段我国的污水处理厂大多数采用活性污泥处理法因此可以考虑在需进行重金属去除的地域通过对活性污泥的驯化在此过程中应注意避免过量重金属使活性污泥中毒以及生物接种法接种相应的菌种达到对低浓度含重金属污水的处理植物整治技术植物对重金属的吸收富集机理主要为两个方面一是利用植物发达的根系对重金属废水的吸收过滤作用达到对重金属的富集和积累二是利用微生物的活性原则和重金属与微生物的亲和作用把重金属转化为较低毒性的产物通过收获或移去已积累和富集了重金属的植物的枝条降低土壤或水体中的重金属浓度达到治理污染修复环境的目的在植物整治技术中能利用的植物很多有藻类植物草本植物木本植物等等其主要特点是对重金属具有很强的耐毒性和积累能力不同种类植物对不同重金属具有不同的吸收富集能力而且其耐毒性也各不相同浩云涛等分离筛选获得了一株高重金属抗性的椭圆小球藻并研究了不同浓度的重金属铜锌镍镉对该藻生长的影响及其对重金属离子的吸收富集作用结果显示该藻对和具有很高的耐受性对四种重金属的耐受能力依次为锌镉镍铜该藻对重金属具有很好的去除效果经浓度处理去除率分别达到由此可见此藻类可应用于含重金属废水的处理对重金属离子具有吸附作用的草本植物有凤眼莲香蒲等香蒲是国际上公认和常用的一种治理污染的植物它具有特殊的结构与功能如叶片成肉质栅栏组织发达等香蒲植物长期生长在高浓度重金属废水中形成特殊结构以抵抗恶劣环境并能自我调节某些生理活动以适应污染毒害招文锐等研究了宽叶香蒲人工湿地系统处理广东韶关凡口铅锌矿选矿废水的稳定性历时年的监测结果表明该系统能有效地净化铅锌矿废水未处理的废水含有高浓度的有害金属铅锌镉经人工湿地后出水口水质明显改善其中铅锌镉的净化率分别达到和分析其和质量分数的年份和月份变化趋势发现经湿地处理的废水出水水质中的各指标的年份和月份变化幅度较小且都在国家工业污水的排放标准之下可见该湿地的污水净化具有很高的稳定性采用木本植物来处理污染水体具有净化效果好处理量大受气候影响小不易造成二次污染等优点越来越受到人们的重视胡焕斌等试验结果表明芦苇和池杉两种植物对重金属铅和镉都有较强富集能力而木本植物池杉比草本植物芦苇具有更好的净化效果周青等研究了种常绿树木对镉污染胁迫的反应实验结果表明在高浓度镉胁迫下种树木叶片的叶绿素含量细胞质膜透性过氧化氢酶活性及镉富集量等生理生化特性均产生明显变化其中黄杨海桐杉木抗镉污染能力优于香樟和冬青以木本植物为主体的重金属废水处理技术能切断有毒有害物质进入人体和家畜的食物链避免了二次污染可以定向栽培在治污的同时还可以美化环境获得一定的经济效益是一种理想的环境修复方法重金属废水处理发展趋势及展望一生物法将成为主导方法虽然化学法物理化学法生物法都可以治理和回收废水中的重金属但由于生物法处理重金属废水成本低效益高易管理无二次污染有利于生态环境的改善另外通过基因工程分子生物学等技术应用可使生物具有更强的吸附絮凝整治修复能力因此生物法具有更加广阔的发展前景二几种技术集成起来处理重金属废水重金属废水是一种资源许多重金属都比较昂贵如果将废水中的重金属作为一种资源来回收不但解决了重金属的污染而且还具有一定的经济效益电化学法就可以满足这些要求处理重金属废水但由于废水中重金属的浓度一般较低用传统的电化学法来处理电流效率较低电能消耗较高因此为满足日益严格的环保要求实现废水回用和重金属回收可将几种技术集成起来处理重金属废水同时发挥各种技术的长处等集成采用胶束增强超滤法去除水溶液中的铜离子取得了显著效果张永锋采用络合超滤电解集成技术处理重金属废水超滤的浓缩液可通过电解回收重金属从而实现废水回用和重金属回收的双重目的为重金属废水的根治找到了新的出路我们应该充分利用自然界中的微生物与植物的协同净化作用并辅之以物理或化学方法寻找净化重金属的有效途径对重金属的污染源头进行严格的控制和监督利用物理和化学的办法处理好源头的含较高浓度的重金属废水不让高含量的重金属废水进入城市排水管网这样可以减少治理成本又减轻了二级污水厂的处理难度取得较好的经济效益和环境效益在已建成的环境治理项目中可以考虑进行对重金属处理的改进和改造以达到对相应重金属的处理而在有必要进行重金属处理的未建成环境治理项目应该在立项时即考虑对重金属的去除以达到更好的治理污染修复环境的目的