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含重金屬廢水的化學(xué)沉淀處理法

      就目前而言，重金屬元素的污染已經(jīng)成為擠壓人類生存空間的重要問題。重金屬廢水的排放會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，農(nóng)業(yè)種植與養(yǎng)殖也會(huì)由于重金屬元素的富集而對(duì)食用者的身體健康帶來影響。重金屬元素包括汞元素、鉛元素、鎘元素、銅元素與砷元素等，重金屬元素在自然環(huán)境中無法實(shí)現(xiàn)自然降解，但會(huì)進(jìn)入生物的食物鏈中，富集于各種動(dòng)植物體內(nèi)，對(duì)動(dòng)植物的正常生理代謝活動(dòng)造成破壞。

      本文首先就重金屬廢水處理中的化學(xué)沉淀方法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，進(jìn)而探討化學(xué)沉淀法處理含重金屬廢水的有效方法，以期有效減少廢水中的重金屬含量，避免對(duì)自然環(huán)境帶來較大的影響。

一、重金屬廢水處理中的化學(xué)沉淀法

      化學(xué)沉淀法是較為常見的重金屬廢水的處理方法，是指向廢水中投入化學(xué)藥劑，使廢水中的溶解物質(zhì)轉(zhuǎn)化為非溶解物質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)固液分離，以實(shí)現(xiàn)廢水中重金屬元素的有效處理。通過化學(xué)沉淀的方法降低廢水中的金屬濃度，實(shí)現(xiàn)硬水軟化處理。相較于其他重金屬廢水的處理方法，化學(xué)沉淀法的應(yīng)用較為簡(jiǎn)單便捷，高效易行，且具備較高的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，因此在實(shí)際的市政重金屬廢水處理中的應(yīng)用十分廣泛。

      對(duì)于市政管理工作而言，對(duì)于廢水的處理工作是其中重要的工作環(huán)節(jié)，市政工作所需處理的廢水包括生活廢水、農(nóng)業(yè)廢水與工業(yè)廢水等，其中工業(yè)廢水中，重金屬廢水是指化工、冶金、電子、儀表等工業(yè)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的含有重金屬離子的廢水，具體重金屬離子包括鎘離子、鎳離子、汞離子與鋅離子等，這類重金屬廢水的排放，會(huì)對(duì)環(huán)境造成較為嚴(yán)重的污染，且廢水中的重金屬離子無法發(fā)通過自然分解與破壞，需要通過對(duì)重金屬位置與形態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)換與處理，應(yīng)通過改革生產(chǎn)工藝進(jìn)行處理。除此之外，針對(duì)重金屬廢水，還應(yīng)當(dāng)采用合理有效的方式對(duì)重金屬離子進(jìn)行分離處理，提高廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)。

二、化學(xué)沉淀法在重金屬廢水處理中的實(shí)際應(yīng)用

2.1加堿沉淀方法

      對(duì)污水中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行沉淀處理時(shí)，可采用加堿沉淀的方式加以實(shí)現(xiàn)，通過向廢水中投放氫氧化物進(jìn)行廢水pH值調(diào)節(jié)，所產(chǎn)生的溶液為堿性溶液，該堿性溶液內(nèi)部的重金屬離子會(huì)與氫氧化物發(fā)生反應(yīng)，形成重金屬氫氧化物，以實(shí)現(xiàn)重金屬離子的沉淀與分離。這種方式操作簡(jiǎn)單，且經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，因此該技術(shù)的應(yīng)用在市政廢水處理時(shí)的應(yīng)用較為常見。在技術(shù)發(fā)展過程中，有學(xué)者提出采用分層雙吸收氫氧化物與堿性介質(zhì)沉淀方法進(jìn)行重金屬廢水的沉淀處理，或采用含碳酸鹽的層狀氧化鎂鋁材料進(jìn)行重金屬離子吸附，以更好地保證重金屬離子沉淀的穩(wěn)定性效果。

另外也可以利用氫氧化鈣對(duì)廢水中的汞離子進(jìn)行沉淀處理，當(dāng)廢水處理的pH值為8時(shí)，向廢水中投入氧化鈣材料，經(jīng)過10分鐘反應(yīng)處理，可起到較好的處理效果，廢水中的汞離子會(huì)大大下降，低于國家對(duì)于廢水排放所出臺(tái)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)限值。在采用氫氧化鈣進(jìn)行廢水汞離子沉淀處理時(shí)，需要適當(dāng)提高廢水pH值，在完成沉淀處理之后，應(yīng)當(dāng)降低廢水pH值，以滿足廢水排放的技術(shù)要求。廢水中個(gè)別金屬離子的顆粒較小，僅僅采取氫氧化鈣材料進(jìn)行沉淀處理時(shí)，無法對(duì)其中金屬粒子加以全部清除，因此還應(yīng)當(dāng)加入絮凝劑以起到更好地廢水處理效果。另外，必要情況下，應(yīng)當(dāng)對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理。

2.2硫化物沉淀方法

      對(duì)于廢水進(jìn)行處理時(shí)，采用硫化物進(jìn)行金屬離子沉淀時(shí)，可通過硫化鈉等元素加以實(shí)現(xiàn)。對(duì)硫化物與氫氧化物進(jìn)行廢水處理的方式加以對(duì)比，硫化物沉淀方法的應(yīng)用要求沉淀環(huán)境為中性環(huán)境，因此無需對(duì)廢水進(jìn)行過多處理，且絡(luò)合物具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性。

      對(duì)于廢水中的鎘離子進(jìn)行沉淀處理，可采用硫化鈉、硫酸鋁進(jìn)行處理，在中性化廢水環(huán)境中進(jìn)行重金屬離子的沉淀處理，可添加5mL/L硫化鈉、18H2O8mL/L硫酸鋁及3mL/L聚丙烯酰胺，經(jīng)過25分鐘的攪拌處理，靜置15分鐘，所達(dá)到的鎘離子去除率高達(dá)99%。

      采用生物浸出與硫化沉淀的方式可進(jìn)行鉛鋅離子的沉淀處理，通過生物反應(yīng)器溶解金屬離子。通過向廢水中添加生物浸出液，進(jìn)而投入硫化鈉材料，實(shí)現(xiàn)金屬沉淀向硫化物相進(jìn)行轉(zhuǎn)化，通過這種方法可以實(shí)現(xiàn)定量與有選擇的金屬沉淀生成。又或者也可采用硫化物沉淀法對(duì)貴重金屬煉制廢水中的重金屬離子進(jìn)行沉淀處理，重金屬離子具體包括二價(jià)鋅、二價(jià)銅與二價(jià)鎘，向廢水中添加1.5倍的絮凝劑進(jìn)行沉淀處理，沉淀pH值為5，沉淀處理溫度為50℃，經(jīng)過20分鐘的處理，廢水排出的pH值在8~9之間，經(jīng)過處理的廢水金屬離子含量能夠達(dá)到國家對(duì)于廢水排放的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)[2]。但這一方法的應(yīng)用也存在一定的技術(shù)缺陷，主要在于：其一，技術(shù)應(yīng)用條件為酸性條件，因此在廢水處理中會(huì)產(chǎn)生硫化氫等刺激性氣體；其二，相較于其他沉淀處理方法，硫化物沉淀法的應(yīng)用過程中，與重金屬離子相結(jié)合，所產(chǎn)生的沉淀物顆粒較小，且形成聚合物的可能性較高，容易導(dǎo)致廢水過濾的堵塞。

2.3鐵氧體沉淀方法

      該沉淀方法的應(yīng)用具備較大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，因此在實(shí)際廢水處理中的應(yīng)用較為常見。隨著近年來廢水處理受到愈發(fā)廣泛的重視，鐵氧體處理方法的應(yīng)用愈發(fā)常見，在實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用中，將鐵離子及鐵氧體投入廢水當(dāng)中，對(duì)沉淀反應(yīng)的處理?xiàng)l件進(jìn)行有效控制，比如控制沉淀酸堿環(huán)境、沉淀反應(yīng)的催化劑、沉淀反應(yīng)溫度等，在合適的條件下，重金屬離子會(huì)與鐵鹽生成相對(duì)穩(wěn)定的固體混合物，進(jìn)而通過廢水沉淀處理與固液分離處理去除金屬離子。經(jīng)過沉淀處理與固液分離的重金屬離子還可以進(jìn)行烘干與電解回收處理，提高重金屬回收利用價(jià)值。有研究提出采用硼氫化鈉，通過對(duì)氯化鐵的還原反應(yīng)生成納米零價(jià)鐵顆粒，可采用間歇平衡實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)重金屬離子的去除效果加以確定。

      另外，還可采用鐵錳雙金屬氧化物納米球進(jìn)行廢水重金屬離子的沉淀處理，鐵錳雙金屬氧化物納米球材料具備較大的比表面積，具備較為豐富的表面官能團(tuán)，在實(shí)際廢水處理中，可以形成內(nèi)球表面復(fù)合物，因此在實(shí)際應(yīng)用中并不會(huì)受到競(jìng)爭(zhēng)陰離子的影響。在實(shí)際的沉淀處理中，可以利用這種沉淀處理方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)于廢水中砷與鉻的重金屬離子進(jìn)行有效的沉淀處理，具備強(qiáng)有力的沉淀吸附效果。通過實(shí)踐證明，這一方法的應(yīng)用，可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)于廢水中重金屬離子的去除，形成重金屬離子聚合膠團(tuán)，經(jīng)過固液分離加以處理。同時(shí)，鐵氧體與重金屬離子的相互結(jié)合，可以產(chǎn)生性能良好的半導(dǎo)體材料，但在實(shí)際應(yīng)用中，這種處理方式的應(yīng)用需要經(jīng)過70℃以上的升溫處理，需要經(jīng)過緩慢氧化，因此處理時(shí)間較長(zhǎng)。

三、結(jié)語

      化學(xué)沉淀法應(yīng)用較為成熟，且經(jīng)濟(jì)成本的投入較小，且具備較高的自動(dòng)化程度，因此在實(shí)際應(yīng)用中可以起到較好的效果。但同時(shí)，化學(xué)沉淀法的應(yīng)用也具備一定的弊端，比如不利于對(duì)重金屬離子濃度較小的廢水處理工作，重金屬廢水處理會(huì)產(chǎn)生較多的聚合元素，從而導(dǎo)致過濾膜堵塞問題，這些都是技術(shù)應(yīng)用有待完善的部分。

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