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              廢水中鉻(VI)無毒化處理技術

              文章出處:未知發表時間:2023-01-09 13:41:05

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                   近年來,隨著工業的快速開展,鉻及其化合物被應用于眾多范疇,是許多行業必需的原料。鉻及其化合物在電鍍、金屬加工、制革、冶金、印染等工業生產與加工中均較普遍的應用,在生產或加工過程中會產生大量含鉻廢。鉻及其化合物中,六價鉻毒性最大,六價鉻化合物對機體有全身致毒、刺激、累積、變態、致癌和致變作用,三價鉻次之,二價鉻和單質鉻自身的毒性很小或無毒。世界衛生組織規則飲用水中三價鉻的最高允許濃度為0.05mg/L,而六價鉻的最高允許濃度為0.01mg/L。含鉻物排出后,會對人類、動植物及環境形成十分嚴重危害。所以研討出簡單、有效、經濟的廢水中鉻的管理治辦法火燒眉毛。本文在查詢近幾年文獻根底上,就廢水中Cr(VI)無毒化處置技術的各種辦法實施了綜述。

               

              1、廢水中鉻(VI)無毒化處置存在

               

              由于我國水環境中鉻(VI)污染問題的越來越嚴重,相關法律法規的執行力度逐步加大,污水排放規范也日益嚴厲。只要打破傳統Cr(VI)工業廢水處理工藝的局限性,才干徹底處理Cr(VI)廢水無毒化處置的技術難題,才能夠完成環境維護完成和經濟效益的雙贏。目前在Cr(VI)廢水的處置方面主要存在以的問題有以下幾個方面:(1)由于含Cr(VI)廢水來源普遍且組分復雜,缺乏有效的檢測手腕評價其污染情況和環境危害性;(2)傳統的處置技術或辦法固然有一定的效果,但是存在投資較大且會形成二次污染的缺陷,比方會產生大量的廢渣和二次廢水;(3)目前文獻報道的許多新辦法還處在實驗室小試或中試研討階段,還沒找到一種既可行又經濟的處置技術或辦法。

               

              2、廢水中鉻(VI)無毒化處置的辦法

               

              2.1 物理處置法

               

              物理處置法是指在不改動金屬化學性質的根底上,經過物理作用別離和去除廢水中金屬的辦法,常見的辦法有吸附法、離子交流法和膜別離法等。由于物理處置法金屬離子去除率高,出水效果良好,還可以回收局部可應用的重金屬,所以它具有很高的應用價值。

               

              2.1.1 吸附法

               

              吸附法是應用吸附劑與廢水中的Cr(Ⅵ)發作吸附而去除廢水中的Cr(VI)的辦法。傳統的吸附劑因其吸附容量小、吸附速度慢且產生大量廢渣等緣由逐步被淘汰。近年來,各種價錢低廉、資源豐厚的吸附資料相繼被報道,研討較多的吸附劑有農林廢棄物、有機聚合物、自然礦物質和炭質吸附劑等,例如膨潤土、累托石、秸稈、改性核桃殼、殼聚糖等吸附劑在處置含Cr(VI)廢水表現出優良的性能,并且對環境友好,不會形成新的環境污染和毀壞。

               

              鎂鋁層狀化合物是一種處置實驗室含Cr(VI)廢水的優秀吸附劑,王雪瑾等用Na2CO3/NaOH作為沉淀劑制備的鎂鋁層狀化合物來研討其吸附Cr(VI)的效果,實驗結果標明:鎂鋁層狀化合物對廢水中Cr(VI)的吸附效果良好,其飽和吸附量約為199.4mg/g,最佳吸附工藝為:體系pH值為7—9,固液比為l#500mL,處置溫度為室溫,震蕩時間為9h。廢水經鎂鋁層狀化合物吸附后,Cr(VI)剩余量到達污水排放規范。常愛香等對改性核桃殼處置Cr(VI)廢水的吸附效果實施了研討,研討發現改性后的核桃殼官能團構造發作改動,外表變的愈加多孔且粗糙,吸附面積大大增加,對廢水中Cr(VI)的吸附率達99.65%,遠遠高于未改性核桃殼的吸附率(43.64%)。李小芳等用13一環糊精接枝殼聚糖修飾硅藻土做吸附資料處置含Cr(vu廢水,結果標明:在改性硅藻土添加量為2.5g/L,溶液pH值為3.0,吸附均衡45rain條件下,其D/CS—CD對Cr(VI)的吸附量和去除率分別為34.58mg/g和97.54%。吸附法的優點是設備簡單,占空中積小,操作容易。目前研討和運用較多的的新型吸附劑有有機聚合物和炭質吸附劑,但是運用技術還不成熟,大都處于實驗室研討階段,其工業化應用還需求進一步的研討與理論。

               

              2.1.2 離子交流處置法

               

              離子交流法是一種借助于離子交流劑上的可交流離子和水中的污染物離子實施交流反響而除去水中污染物的辦法。離子交流樹脂對重金屬離子的吸附是離子交流、物理吸附和電荷中和共同作用的結果。離子交流樹脂法處置含鉻廢水具有選擇性高、吸附量大、樹脂再生簡單、處置效果好和鉻可回收等優點,成為處置含鉻廢水有效的辦法。

               

              楚廣等研討了D201和ZGA451陰離子樹脂對含Cr(VI)廢水中鉻離子的去除才能,獲得了明顯的效果。葉賢升等應用新型除鉻螫合型樹脂對電解銅箔廢水中的Cr(VI)實施管理,完成了廢水中Cr(VI)的零排放,并對其實施回收,完成廢水管理與有價金屬資源化回用的雙重成效。實驗結果標明:初始Cr(VI)濃度為20mg/L左右的廢水,樹脂的吸附率能夠堅持在95%以上,樹脂的飽和吸附量為1322.3mg/kg。處置后的廢水完整契合國度規則的排放規范等研討了大孔型陰離子交流樹脂(分別為D301、D314和D354)對Cr(VI)的吸附性能,3種樹脂吸附對Cr(VI)容量分別可達152.5、120.5和156.3ITIg/g,吸附才能均較強,Cr(VI)的去除率最高可達99.4%。

               

              離子交流法處置含Cr(VI)廢水的優點是對離子的飽和容量大和附著性好,對廢水的順應性良好,處置過的廢水均可達標排放。這種處置辦法的缺陷是離子交流樹脂易被氧化或污染而造成吸附失效,循環應用性較差,操作管理有一定的難度。

               

              2.1.3 膜別離處置法

               

              膜別離法是指選用具有選擇性的透過膜作為別離介質,使局部組分經過薄膜而實施別離,其原理主要是應用的膜兩側構成濃度差、電位差或壓力差。如今應用較為成熟的辦法有液膜、超濾、反浸透和電滲析等辦法。將選擇性透過膜分散于含Cr(VI)廢水時,在膜外相界面處Cr(VI)與活動相發作絡合反響,進入膜內后在界面處解絡,活動相返回膜外,Cr(VI)留在膜內并富集,廢水得到凈化。劉國昌等用離子交流耦合膜別離技術回用電鍍廢水中Cr(VI),含Cr(VI)廢水經離子交流耦合膜吸附處置后,出水Cr(VI)質量濃度≤0.08mg/L,可達標排放。文利雄等對乳狀液膜系統的別離實施了研討,實驗結果標明乳狀液膜系統的別離能夠高效的別離Cr(VI),去除率可到達99%。浙江大學陳晟穎、”l研發了一種新型五段多回流電滲析器,并調查其問歇處置水中Cr(VI)的效果,實驗結果標明,所研發的新型電滲析用具有很高的凈化效率,可將Cr(VI)質量濃度由100mg/L降至0.2mg/L以下,能夠達標排放。

               

              膜別離處置法的優點是膜別離效率高,安裝簡單,易操作控制,可用于回收應用高附加值的鉑、金等貴金屬;但缺陷是薄膜的壽命普通較短,膜別離運用和運轉本錢較高。

               

              2.2 化學處置法

               

              化學處置法是應用添加劑與廢水中的金屬離子發作化學反響來凈化廢水的一種辦法,化學沉淀法就是應用碳酸鈉等物質與廢水中重金屬離子易反響生產沉淀的特性,到達廢水凈化別離的效果,氫氧化鈉、硫酸鈉等鹽也是常用的一類沉淀劑?;瘜W處置法施行便當,適用性強,控制容易,主要用于處置含重金屬離子的廢水。

               

              2.2.1 復原沉淀法

               

              含鉻廢水處置中,沉淀法是常運用的簡易辦法之一,其原理是首先運用復原劑將廢水的Cr(VI)復原成Cr(II[),然后運用生石灰或燒堿等堿性物質使Cr(III)生成難溶于水的Cr(OH),沉淀。傳統復原劑主要有有亞硫酸鹽和鐵屑等。

               

              硫酸亞鐵一石灰法是管理含鉻廢水的經典辦法,首先應用亞鐵離子把Cr(VI)復原成Cr(III),然后投加生石灰使Cr(111)生成難溶于水的Cr(OH)沉淀。該法原料來源普遍,處置本錢低,而且能夠完成以廢治廢。鐵氧體法…。是在硫酸亞鐵一石灰法的根底上開展起來的一種新型處置辦法,經過向廢水參加鐵鹽,經過控制工藝條件,使廢水中的各種金屬離子構成構成不允許的鐵氧體晶粒,然后經過固液別離的手腕別離出具有磁性的鐵氧體實施回收應用,完成廢棄物的資源化應用,從而使綜合廢水得到凈化。李樂卓等采用鐵氧體法處置含Cr(VI)(87mg/L)廢水,對反響條件實施優化后Cr(VI)去除率可到98%。

               

              在含鉻廢水處置過程中,復原沉淀法的優點是操作煩瑣、處置效率高;缺陷是復原劑用量大,會產量大量化學污泥,需求實施二次處置,會增加處置本錢。

               

              2.2.2 光催化復原法

               

              光催化復原法是近年來新興的一種廢水處置辦法,應用半導體作催化劑處置廢水中重金屬離子等污染物方面已有許多研討和報道。在光照作用下,當半導體吸收的能量大于半導體本身的能帶間隙時,就會有電子從價帶由于本征激起躍遷至導帶,同時在價帶中構成電子一空穴對,這樣應用空穴的氧化性或電子的復原性可快速有效的降解廢水中重金屬離子等污染物。

               

              黃云鏡等對光照下TiO2,光催化復原廢水中Cr(VI)的影響要素實施了研討,研討結果標明TiO2能夠有效的催化復原廢水中的Cr(VI)。以半導體氧化物(ZnO/TiO2)為催化劑,應用光照對含Cr(VI)廢水實施處置,經1.5h光照,勝利的將Cr(VI)復原成Cr(III),將Cr(III)以氫氧化鉻方式除去,廢水中Cr(VI)的去除率可達99%。

               

              光催化復原法優點是可應用光照將Cr(VI)復原成低毒Cr(III),處置效率高,該過程無需添加復原劑,能夠大大降低處置本錢。缺陷是光催化復原的機理復雜,再加上光照不易控制,目前該辦法未能在工業上運用。

               

              2.3 生物處置法

               

              生物法處置廢水不斷是廢水處置范疇研討的熱點,它是一種應用藻類或細菌等菌類的細胞外表的氨基、羥基、羧基等化學基團以及本身分泌的胞外物質與Cr(VI)發作物理吸附、復原沉淀或離子交流等作用將Cr(VI)去除的辦法。生物處置法的優點是資源來源豐厚,投資本錢低于其它處置辦法,處置高效,并且根本不會產生二次污染。生物法主要分為生物吸附法和生物絮凝法。

               

              2.3.1 生物吸附法

               

              生物吸附法是指在廢液中應用生物吸附劑去除微粒、重金屬等污染物的辦法。生物吸附劑主要包括藻類、菌類和農業廢棄物等,與傳統的吸附劑相比,生物吸附劑的選擇性更高,即便廢液中存在受其他堿金屬離子的干擾,它也能從廢液中吸附重金屬離子;生物吸附劑順應性更廣,能夠在不同溫度、pH值等條件下運用;生物吸附劑可反復應用性高,大多數生物吸附劑在解吸附后可反復運用,經濟效益高”。

               

              柴立元運用經改性的活性污泥體系處置含鉻廢水,研討了化學需氧量濃度、硫酸根濃度、Cr(VI)濃度及多種重金屬共存等要素對體系處置廢水的影響,實驗結果標明好氧污泥經厭氧改性,可以高效的處置200mg/L以下的含廢水,Cr(VI)去除率到達99.8%。楊承虎等采用以非活性原始銅藻為生物吸附劑處置含Cr(VI)廢水,研討得出銅藻在一定條件下對能夠有效的的去除率廢水中的Cr(VI)。齊丹研討改性木屑對含Cr(VI)廢水的吸附效果,改性木屑的吸附效果明顯高于未改性的木屑,在pH值小于4的酸性條件下對低濃度的廢水中Cr(VI)的表現出較好的吸附性能。

               

              2.3.2 生物絮凝法

               

              生物絮凝法是一種應用微生物實施絮凝沉淀來除污的辦法。例如酵母菌、霉菌等菌類和藻類等微生物均對重金屬離子有絮凝作用。用微生物絮凝法處置廢水絮凝效果好,運用便當且平安,不會產生二次污染,此外微生物生長較快,廢水處置周期較短,易于完成工業化。

               

              嚴忠純等經過微生物發酵從秸稈中提取了生物絮凝劑,實驗發現其去除模仿鉻鞣廢水效果良好,廢水可完成達標排放。周渝生等人用復合微生物菌處置含鉻廢水實施了研討,在一定的溫度、pH值條件下培育的復合微生物菌能夠有效的去除鉻廢水中的重金屬離子,去除率可達99%以上。

               

              生物處置法的優點是在處置廢水時能耗低、處置量大,既能去除廢水中的Cr(VI),還能綠化環境,因而其應用前景寬廣。生物處置法的缺陷是富集重金屬的才能有限,會產生大量重金屬污泥,生物處置法處置高濃度重金屬廢水有一定的難度。

               

              3、結語及瞻望

               

              上述處置廢水中Cr(VI)的技術與辦法各具優勢和特性。目前,化學沉淀法是大多數企業所采用的處置廢水中Cr(VI)的辦法,其它新型處置技術還沒有實踐應用到工業化生產中,大多數仍處在實驗室小試或工業實驗階段。在處置含鉻廢水時,可將幾種可行的技術實施結合處置,綜合管理,同時要防治分離,以確保水質的平安性,防止廢水形成二次污染。估計膜別離法和生物法等契合綠色生產思緒的新技術和辦法及技術的工程轉化將是下一步的研討重點,變廢為寶、回收應用則是處置含Cr(VI)廢水的最終目的。

               


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