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文檔簡介
1、主要內容主要內容v一、吸附一、吸附v二、離子交換二、離子交換v三、中和三、中和v四、氧化還原四、氧化還原v五、膜分離法五、膜分離法v教材參考內容:教材參考內容:137148一、吸附一、吸附 水處理的吸附法是指利用具有吸附能力的多孔性物水處理的吸附法是指利用具有吸附能力的多孔性物質去除水體中微量溶解性雜質的一種處理工藝。質去除水體中微量溶解性雜質的一種處理工藝。1、 吸附本質吸附本質 吸附是一種或幾種物質(稱為吸附質)在另一種物吸附是一種或幾種物質(稱為吸附質)在另一種物質(稱為吸附劑)表面上自動發生變化(累積或濃集)質(稱為吸附劑)表面上自動發生變化(累積或濃集)的過程。是一種相界面上的反應。
2、在水處理中,主要討的過程。是一種相界面上的反應。在水處理中,主要討論的是液固界面,固相物質作為吸附劑,一般為多孔論的是液固界面,固相物質作為吸附劑,一般為多孔性物質;液相中被吸附物質為吸附質性物質;液相中被吸附物質為吸附質吸附法定義:吸附法定義: 吸附法是吸附法是指水中的一種或多種物質被吸附指水中的一種或多種物質被吸附在固體表面(吸附劑)而被去除的方法在固體表面(吸附劑)而被去除的方法。分為以下三種類型:(分為以下三種類型:(1)物理吸附;()物理吸附;(2)化學吸附;)化學吸附; (3)離子交換吸附)離子交換吸附 2、 吸附劑吸附劑 吸附劑的種類很多,如活性炭、硅膠、含腐吸附劑的種類很多,如
3、活性炭、硅膠、含腐殖酸煤、硅酸鈣、沸石、硅藻土、焦炭、鋸末、殖酸煤、硅酸鈣、沸石、硅藻土、焦炭、鋸末、爐渣等。爐渣等。 活性炭是最常用的吸附劑,市售的產品呈粉活性炭是最常用的吸附劑,市售的產品呈粉末狀、粒狀、片狀和纖維狀。活性炭的制造是由末狀、粒狀、片狀和纖維狀。活性炭的制造是由含碳物質(如木材、鋸木、果殼、煤等)經碳化含碳物質(如木材、鋸木、果殼、煤等)經碳化和活化兩步進行。碳化也稱熱解,是在隔絕空氣和活化兩步進行。碳化也稱熱解,是在隔絕空氣條件下對原材料加熱,加熱的溫度一般在條件下對原材料加熱,加熱的溫度一般在600以下。碳化使原材料分解放出多種氣體,進一步以下。碳化使原材料分解放出多種氣
4、體,進一步分解或碎片,并重新集合成微晶體結構。活化是分解或碎片,并重新集合成微晶體結構。活化是在氧化劑的作用下,對碳化后的材料加熱以生成在氧化劑的作用下,對碳化后的材料加熱以生成新的微孔和擴大微孔尺寸。新的微孔和擴大微孔尺寸。v 除活性炭外,含腐殖酸煤(風化煤)也除活性炭外,含腐殖酸煤(風化煤)也是一種價格低廉的天然吸附劑。腐殖酸分子結是一種價格低廉的天然吸附劑。腐殖酸分子結構中的羧基、酚羥基、甲氧基等活性基團,對構中的羧基、酚羥基、甲氧基等活性基團,對重金屬具有吸附交換性能。腐殖酸煤可以用來重金屬具有吸附交換性能。腐殖酸煤可以用來處理含多種重金屬離子的廢水處理含多種重金屬離子的廢水(Cu、P
5、b、Zn、Cd、Hg、Ni、Cr、Co等),它對放射性元素、等),它對放射性元素、石油、表面活性劑、染料、農藥等污染物也有石油、表面活性劑、染料、農藥等污染物也有一定的吸附效果。一定的吸附效果。3、 吸附法在廢水處理中的應用吸附法在廢水處理中的應用(1)活性炭對有機物的吸附)活性炭對有機物的吸附 用于去除用生物或物理、化學法不能去除的微量呈用于去除用生物或物理、化學法不能去除的微量呈溶解狀態的有機物。溶解狀態的有機物。 另外,在有機工業廢水的生物處理裝置中投加適量另外,在有機工業廢水的生物處理裝置中投加適量的粉末活性炭對提高生物處理效果、降低廢水的色度的粉末活性炭對提高生物處理效果、降低廢水的
6、色度效果十分顯著。效果十分顯著。 (2)活性炭對無機物的吸附)活性炭對無機物的吸附 用于去除某些金屬及其化合物(如銻、鉍、錫、汞、用于去除某些金屬及其化合物(如銻、鉍、錫、汞、鈷、鉛、鎳等)有很強的吸附能力。活性炭可用于處鈷、鉛、鎳等)有很強的吸附能力。活性炭可用于處理低濃度含汞廢水,可使廢水中汞的含量從理低濃度含汞廢水,可使廢水中汞的含量從0.11.0 mg/L降低到降低到0.010.05mg/L;含鉻;含鉻2030mg/L的廢的廢水經活性炭吸附后,出水含鉻量可降低到水經活性炭吸附后,出水含鉻量可降低到1mg/L。 (3)沸石對)沸石對NH4的吸附的吸附 常用于飲用水的深度凈化。常用于飲用水
7、的深度凈化。l吸附柱的工作過程吸附柱的工作過程v當廢水當廢水(初始濃度為初始濃度為Co)進入交換柱后首先與頂層吸附進入交換柱后首先與頂層吸附劑接觸并減緩。廢水繼續流過下層時污染物濃度逐劑接觸并減緩。廢水繼續流過下層時污染物濃度逐漸降低,工作層下移,使得整個吸附床分為上部失漸降低,工作層下移,使得整個吸附床分為上部失效層效層(飽和區飽和區)、中部工作層和下部新料層三部分。當、中部工作層和下部新料層三部分。當工作層的前沿到達吸附床底層時,出水開始出現污工作層的前沿到達吸附床底層時,出水開始出現污染物,這個時刻稱為吸附床的穿透時刻,隨后出水染物,這個時刻稱為吸附床的穿透時刻,隨后出水中污染物含量逐漸
8、增高,直到接近排放標準時便應中污染物含量逐漸增高,直到接近排放標準時便應對吸附劑進行再生。對吸附劑進行再生。v4、吸附劑的再生、吸附劑的再生 二、離子交換法二、離子交換法v 離子交換法是利用離子交換劑的交換基團同水中離子交換法是利用離子交換劑的交換基團同水中的金屬離子進行交換反應,將金屬離子態物質置換的金屬離子進行交換反應,將金屬離子態物質置換到交換劑上予以除去。(屬于交換吸附)到交換劑上予以除去。(屬于交換吸附)v1、離子交換劑、離子交換劑v離子交換劑可分為無機的和有機的兩類。離子交換劑可分為無機的和有機的兩類。v無機離子交換劑無機離子交換劑有磺化媒、天然綠砂、沸石等。有磺化媒、天然綠砂、沸
9、石等。v有機離子交換劑有機離子交換劑一般是指人工合成的交換樹脂,它一般是指人工合成的交換樹脂,它是種有機高分子聚合物,其骨架是由高分子電解是種有機高分子聚合物,其骨架是由高分子電解質和橫鍵交聯物質組成的空間網狀結構,其上面結質和橫鍵交聯物質組成的空間網狀結構,其上面結合著許多能進行離子交換的基團。合著許多能進行離子交換的基團。v離子交換樹脂是由空間網狀結構的母體和附在其上離子交換樹脂是由空間網狀結構的母體和附在其上的活性基團組成的高聚物。的活性基團組成的高聚物。 v 按交換基團的不同,離子交換樹脂分為陽離子型、陰離子按交換基團的不同,離子交換樹脂分為陽離子型、陰離子型和兩性離子型。陽離子交換樹
10、脂含有活潑的可與陽離子進行型和兩性離子型。陽離子交換樹脂含有活潑的可與陽離子進行交換的酸性基團;陰離子交換樹脂含有可與陰離子進行交換的交換的酸性基團;陰離子交換樹脂含有可與陰離子進行交換的堿性基團。堿性基團。v2、離子交換樹脂的反應、離子交換樹脂的反應 v陽離子交換樹脂以鈉離子(鈉型)或氫離于(氫型)置換廢水陽離子交換樹脂以鈉離子(鈉型)或氫離于(氫型)置換廢水中的陽離子中的陽離子,其交換反應如下,其交換反應如下v鈉型鈉型: v氫型氫型: v式中式中R代表樹脂,代表樹脂,M代表陽離子(如代表陽離子(如Cu2+、Zn2+、Ni2+、Cd2+、Mg2+、Ca2+)。交換結果廢水中的金屬離子被截留在
11、樹脂上,)。交換結果廢水中的金屬離子被截留在樹脂上,因而得到凈化,出水主要含有鈉鹽(如使用鈉型)或酸類(如因而得到凈化,出水主要含有鈉鹽(如使用鈉型)或酸類(如使用氫型)。使用氫型)。v 陰離子交換樹脂是以羥基離子(陰離子交換樹脂是以羥基離子(OH-)交換溶液中的陰離子,)交換溶液中的陰離子,從而將陰離子從廢水中除去。其交換反應如下從而將陰離子從廢水中除去。其交換反應如下 v A2-代表陰離子。代表陰離子。Na2MRMNaR2H2MRMRH22OHRAA)OH(R22v用離子交換法處理重金屬廢水時,一般金屬離子,用離子交換法處理重金屬廢水時,一般金屬離子,如如Cu2+、Zn2+、Cd2+等,可
12、以采用陽離子交換樹脂;等,可以采用陽離子交換樹脂;而以陰離子形式存在的金屬離子絡合物或酸根(如而以陰離子形式存在的金屬離子絡合物或酸根(如HgCl42-、Cr2O72-等)則需用陰離子交換樹脂予以去等)則需用陰離子交換樹脂予以去除。為了除。為了同時去除廢水中的陰、陽離子,可以將陰同時去除廢水中的陰、陽離子,可以將陰離子和陽離子交換器串聯使用(陽床陰床)離子和陽離子交換器串聯使用(陽床陰床)。v離子交換過程是可逆性平衡吸附過程,樹脂達到吸離子交換過程是可逆性平衡吸附過程,樹脂達到吸附飽和后,即失去交換能力。此時可以進行解吸再附飽和后,即失去交換能力。此時可以進行解吸再生,以恢復樹脂的交換能力。陽
13、離子型樹脂可用酸生,以恢復樹脂的交換能力。陽離子型樹脂可用酸溶液或鹽溶液進行再生,通常用硫酸或鹽酸溶液或鹽溶液進行再生,通常用硫酸或鹽酸(氫型),氫型),或用氯化鈉(鈉型)溶液進行陽樹脂再生。陰離子或用氯化鈉(鈉型)溶液進行陽樹脂再生。陰離子交換樹脂通常用氫氧化鈉或氫氫化鉀溶液進行再生。交換樹脂通常用氫氧化鈉或氫氫化鉀溶液進行再生。 3、離子交換的選擇性、離子交換的選擇性v電荷愈高、原子水合半徑愈小,愈易被交換。電荷愈高、原子水合半徑愈小,愈易被交換。v在低溫、低濃度下離子交換的順序為:在低溫、低濃度下離子交換的順序為:vH型型: Fe3+ Al3+ Ca2+ Mg2+ K+ = NH4+ N
14、a+ (H+) Li+vOH型型: PO43- SO42- NO3- Cl- F-(OH-) HCO3-HSiO3- 在濃溶液中會出現相反的順序,交換劑的在濃溶液中會出現相反的順序,交換劑的再生就是依據此原理。再生就是依據此原理。v4、離子交換法的應用、離子交換法的應用v離子交換法的優點是可以除去用其他方法難于分離離子交換法的優點是可以除去用其他方法難于分離的重金屬離子:既可去除廢水中的金屬陽離子,也的重金屬離子:既可去除廢水中的金屬陽離子,也可以去除陰離子,可以使廢水凈化到較高的純度,可以去除陰離子,可以使廢水凈化到較高的純度,還可以從含多種金屬離子的廢水中選擇性地回收貴還可以從含多種金屬離
15、子的廢水中選擇性地回收貴重金屬。這種方法的缺點是離子交換樹脂價格較高,重金屬。這種方法的缺點是離子交換樹脂價格較高,樹脂再生時需用酸、堿或鹽,運行費用較高,再生樹脂再生時需用酸、堿或鹽,運行費用較高,再生液需要進一步處理。因此,離子交換法在較大規模液需要進一步處理。因此,離子交換法在較大規模的廢水處埋工程中較少采用,的廢水處埋工程中較少采用,一般用于處理電鍍廢一般用于處理電鍍廢水、人造纖維含鋅廢水、水量小毒性大水、人造纖維含鋅廢水、水量小毒性大(如含汞如含汞)廢水廢水或有較高回收價值的含金、銀、鉑等廢水的回收或有較高回收價值的含金、銀、鉑等廢水的回收。v 離子交換設備主要有固定床、移動床和流動
16、床。離子交換設備主要有固定床、移動床和流動床。目前使用最廣泛的是固定床,包括單床、多床、復目前使用最廣泛的是固定床,包括單床、多床、復合床和混合床。合床和混合床。三、中和三、中和v 1、應用前提、應用前提v 工礦業生產中往往產生大量的酸堿廢水,如金屬工礦業生產中往往產生大量的酸堿廢水,如金屬酸洗廢水和味精發酵廢水以及鐵礦采礦排水都是典酸洗廢水和味精發酵廢水以及鐵礦采礦排水都是典型的酸性廢水,而造紙廢水則是典型的堿性廢水。型的酸性廢水,而造紙廢水則是典型的堿性廢水。v (1). 在廢水排入水體之前,因為水生生物對在廢水排入水體之前,因為水生生物對pH值值的變化極其敏感,當大量廢水排入后使水體的的
17、變化極其敏感,當大量廢水排入后使水體的pH值值變得偏酸或偏堿時,會產生不良影響;變得偏酸或偏堿時,會產生不良影響;(2). 在廢水排入城市排水管道之前,由于酸、堿在廢水排入城市排水管道之前,由于酸、堿對排水管道產生腐蝕作用,一般城市排水管道對排對排水管道產生腐蝕作用,一般城市排水管道對排入工業廢水的入工業廢水的pH值都有明確的規定;值都有明確的規定;(3). 在廢水需要進行化學或生物處理之前,化學在廢水需要進行化學或生物處理之前,化學處理要求廢水處理要求廢水pH值升高或降低到某一需要的最佳值;值升高或降低到某一需要的最佳值;生物處理通常應維持廢水生物處理通常應維持廢水pH值在值在6.58.5范
18、圍內,范圍內,以保證處理構筑物內的微生物維持最佳活性。以保證處理構筑物內的微生物維持最佳活性。2、中和藥劑、中和藥劑v 常見的酸性廢水中和藥劑有氫氧化鈉、碳酸鈉、常見的酸性廢水中和藥劑有氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、電石渣、生石灰、石灰石、白云石等;碳酸氫鈉、電石渣、生石灰、石灰石、白云石等;v 常見的堿性廢水中和藥劑有常見的堿性廢水中和藥劑有“三酸三酸”、煙道氣、煙道氣、二氧化硫等。二氧化硫等。v 由于廢水量大,中和藥劑的選用應力求經濟,以由于廢水量大,中和藥劑的選用應力求經濟,以降低廢水處理費用。如在酸性廢水中和處理時,經降低廢水處理費用。如在酸性廢水中和處理時,經常采用生石灰、石灰石和白云
19、石這類價廉物美的中常采用生石灰、石灰石和白云石這類價廉物美的中和藥劑,其中以石灰應用最廣和藥劑,其中以石灰應用最廣, 它可同時起到中和與它可同時起到中和與混凝作用混凝作用, 其價格便宜其價格便宜, 來源廣來源廣, 處理效果好處理效果好, 幾乎可幾乎可以使除汞以外的所有重金屬離子共沉除去。以使除汞以外的所有重金屬離子共沉除去。v 酸堿廢水除酸堿廢水除pH偏離常值外,還同時含有大量其它偏離常值外,還同時含有大量其它污染物質,酸堿廢水處理中除采用中和法使得污染物質,酸堿廢水處理中除采用中和法使得pH值值達標外,還應該使得其它污染物也得到有效的凈化。達標外,還應該使得其它污染物也得到有效的凈化。 3、
20、中和方法、中和方法 當酸或堿廢水的濃度很高時(當酸或堿廢水的濃度很高時(3%5%以上),以上),應考慮回用和綜合利用的可能性;當濃度不高(小應考慮回用和綜合利用的可能性;當濃度不高(小于于3%)時,才考慮中和處理。)時,才考慮中和處理。 (1)酸性廢水)酸性廢水 酸酸/堿性廢水相互中和、藥劑中和和堿性廢水相互中和、藥劑中和和過濾中和過濾中和3種方法;種方法;(2)堿性廢水)堿性廢水 堿堿/酸性廢水相互中和、投酸中和和煙道氣中和酸性廢水相互中和、投酸中和和煙道氣中和3種方法。種方法。過濾中和主要設備過濾中和主要設備l(a)中和濾塔 (b)中和滾筒四、氧化還原四、氧化還原v 該法是該法是利用氧化還
21、原反應,把溶解在廢水中的有毒利用氧化還原反應,把溶解在廢水中的有毒有害污染物轉化為無毒、微毒或易于分離的新物質有害污染物轉化為無毒、微毒或易于分離的新物質。v 廢水中的有機污染物(色、嗅、味、廢水中的有機污染物(色、嗅、味、COD)及還原性)及還原性無機離子(無機離子(CN、S2、Fe2+、Mn2+)都可用氧化法)都可用氧化法來消除它的危害。廢水中的重金屬離子(來消除它的危害。廢水中的重金屬離子(Hg2+、Cd2+、Cu2+、Ag+、Cr6+、Ni2+等)都可通過還原法去除。等)都可通過還原法去除。v1、廢水處理中常用的氧化劑和還原劑、廢水處理中常用的氧化劑和還原劑v 最常用的最常用的氧化劑氧
22、化劑是空氣、臭氧及氯氣、次氯酸鈉、是空氣、臭氧及氯氣、次氯酸鈉、漂白粉、漂白精等氯系氧化劑、雙氧水、高錳酸鉀、漂白粉、漂白精等氯系氧化劑、雙氧水、高錳酸鉀、電解過程陽極。電解過程陽極。v 最常用的最常用的還原劑還原劑是硫酸亞鐵、氯化亞鐵、亞硫酸是硫酸亞鐵、氯化亞鐵、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、鐵屑、鋅粉、電解過程陰極。鈉、亞硫酸氫鈉、鐵屑、鋅粉、電解過程陰極。2、廢水處理對氧化還原反應的要求、廢水處理對氧化還原反應的要求v能有效進行氧化還原反應;能有效進行氧化還原反應;v反應后生成物是無毒物;反應后生成物是無毒物;v在常溫下仍有較快的反應速度;在常溫下仍有較快的反應速度;v反應時酸堿度變化不大;反應
23、時酸堿度變化不大;v無二次污染;無二次污染;v價格合理,原料易得。價格合理,原料易得。3、化學氧化法、化學氧化法v(1)氯系氧化)氯系氧化v 來自氰化鍍銅、鋅、鎘等漂洗水的處理必來自氰化鍍銅、鋅、鎘等漂洗水的處理必須先破氰。須先破氰。v 用氯系氧化劑,在堿性條件下破壞含氰廢用氯系氧化劑,在堿性條件下破壞含氰廢水是氧化法的典型例子。水是氧化法的典型例子。v 廢水中的氰通常以游離廢水中的氰通常以游離CN、HCN及穩定及穩定性不同的各種金屬鉻合物如性不同的各種金屬鉻合物如Zn(CN)42、Ni(CN)42、Fe(CN)63等形式存在。等形式存在。v氰化物的氧化破壞分兩階段進行:氰化物的氧化破壞分兩階
24、段進行:v第一階段第一階段:氰化物被氧化為氰酸鹽:氰化物被氧化為氰酸鹽vCN + ClO + H2O = CNCl +2OHvCNCl + 2OH = CNO + Cl + H2O v廢水廢水pH必須控制在堿性,以防有毒的必須控制在堿性,以防有毒的CNCl氣體逸氣體逸出,而使氰化物氧化為毒性極微的氰酸根出,而使氰化物氧化為毒性極微的氰酸根CNO。v第二階段第二階段:是堿性氯化處理過程的繼續,在這個過:是堿性氯化處理過程的繼續,在這個過程中氰酸鹽被破壞。程中氰酸鹽被破壞。v2 CNO + 3ClO+ H2O =N2+ 3Cl +2HCO3v 只要采用過量的氧化劑,第二階段反應將進行到底,只要采用
25、過量的氧化劑,第二階段反應將進行到底,這叫這叫“完全氧化法完全氧化法”。v (2)空氣氧化)空氣氧化v空氣中的氧是廉價氧化劑,但只能氧化易于氧化的金空氣中的氧是廉價氧化劑,但只能氧化易于氧化的金屬離子。其代表例子是:把二價鐵氧化為三價鐵。因屬離子。其代表例子是:把二價鐵氧化為三價鐵。因為廢水中二價鐵在為廢水中二價鐵在pH 8時,難以沉淀。而三價鐵在時,難以沉淀。而三價鐵在pH34時就能沉淀,且沉淀性能好,易脫水。另外,時就能沉淀,且沉淀性能好,易脫水。另外,氧化煉油廠含硫廢水:氧化煉油廠含硫廢水: v 2HS-+2O2S2O32-+H2O ; v2S2-+2O2+H2OS2O32- +2OH-
26、 ;v S2O32-+2O2+2OH-2SO42-+H2Ov(3)臭氧氧化)臭氧氧化v臭氧是強氧化劑,僅次于氟,比氧、氯都高。臭氧是強氧化劑,僅次于氟,比氧、氯都高。 氧化反氧化反應常可瞬時完成,但在空氣中會自行分解,須現制現應常可瞬時完成,但在空氣中會自行分解,須現制現用。除金、鉑和不含碳的鉻鐵合金外,所有金屬都會用。除金、鉑和不含碳的鉻鐵合金外,所有金屬都會被腐蝕,被腐蝕, 用來制造設備。用來制造設備。v臭氧的制備臭氧的制備 無聲放電;放射法;紫外線輻射法;等離子射流無聲放電;放射法;紫外線輻射法;等離子射流法。法。v具體應用具體應用 水的殺菌和消毒;水的殺菌和消毒; 印染廢水處理:主要脫
27、色;印染廢水處理:主要脫色; 含氰廢水處理;含氰廢水處理; 含酚廢水處理。含酚廢水處理。 v 優缺點優缺點對除臭、脫色、殺菌去除有機物和無機物有顯著效對除臭、脫色、殺菌去除有機物和無機物有顯著效果;果; 不產生二次污染;不產生二次污染; 制備臭氧的電和空氣不需儲制備臭氧的電和空氣不需儲存和運輸;存和運輸; 不產生污泥。但造價高,處理成本高。不產生污泥。但造價高,處理成本高。4、化學還原法、化學還原法v 眾所周知,六價鉻的毒性比三價鉻大眾所周知,六價鉻的毒性比三價鉻大100倍。廢水中劇毒的六價鉻(一般以倍。廢水中劇毒的六價鉻(一般以Cr2O72或或CrO42形式存在)在酸性條件可用還原劑將形式存
28、在)在酸性條件可用還原劑將六價鉻還原為三價鉻,然后用堿性藥劑中和沉六價鉻還原為三價鉻,然后用堿性藥劑中和沉淀生成氫氧化鉻沉淀而除去。淀生成氫氧化鉻沉淀而除去。v(1)硫酸亞鐵還原處理含鉻廢水)硫酸亞鐵還原處理含鉻廢水是一種成熟是一種成熟而常用的處理方法。硫酸亞鐵中主要是亞鐵離而常用的處理方法。硫酸亞鐵中主要是亞鐵離子起還原作用。子起還原作用。 v在酸性條件下(在酸性條件下(pH=23)其還原反應為:)其還原反應為:vCr2O72+6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2OvCr2O42+3Fe2+ + 8H+ = Cr3+ + 3Fe3+ + 4H2O v然后加堿(
29、一般廢堿和石灰乳)調節廢水然后加堿(一般廢堿和石灰乳)調節廢水pH=8.59,發生如下沉淀反應:發生如下沉淀反應:vCr3+ +OH = Cr(OH)3 v通過上述轉化作用以及后續的沉淀或氣浮能夠有效通過上述轉化作用以及后續的沉淀或氣浮能夠有效地將鉻從廢水中去除。地將鉻從廢水中去除。v采用藥劑還原法除六價鉻,還原劑和堿性中和采用藥劑還原法除六價鉻,還原劑和堿性中和劑的選擇盡可能因地制宜。如廠區有劑的選擇盡可能因地制宜。如廠區有SO2廢廢氣或氣或H2S廢氣可以作為六價鉻的還原劑。廢氣可以作為六價鉻的還原劑。如如廠區同時有含鉻廢水和含氰廢水,可互相進行廠區同時有含鉻廢水和含氰廢水,可互相進行氧化還
30、原反應,氧化還原反應,達到以廢治廢的目的。其反應達到以廢治廢的目的。其反應如下:如下:vCr2O72+6CN + 14H+ 2Cr3+ + 3(CONH2)2 + H2Ov (2)還原法還可用于提取廢水中的銅。利用還原法還可用于提取廢水中的銅。利用鐵粉(鐵屑)將廢水中的銅離子還原為金屬銅,鐵粉(鐵屑)將廢水中的銅離子還原為金屬銅,沉積于鐵粉(屑)表面,加以回收。此法亦叫沉積于鐵粉(屑)表面,加以回收。此法亦叫“沉淀銅法沉淀銅法”,反應為:,反應為:v Cu2+ +Fe = Cu + Fe2+ v 化學氧化還原除用于廢水處理外,在給水凈化學氧化還原除用于廢水處理外,在給水凈化上也被廣泛應用。如向
31、自來水中加氯可以有化上也被廣泛應用。如向自來水中加氯可以有效地殺滅水中微生物;對自來水進行臭氧氧化效地殺滅水中微生物;對自來水進行臭氧氧化除起到殺滅微生物外,還可以氧化分解水中的除起到殺滅微生物外,還可以氧化分解水中的微量污染物。微量污染物。5、電解、電解v 利用鋁(或鐵)作為利用鋁(或鐵)作為可溶性陽極可溶性陽極,以不銹鋼或鋁、,以不銹鋼或鋁、鐵作為陰極,在直流電場下對廢水進行電解的方法。鐵作為陰極,在直流電場下對廢水進行電解的方法。v 通電后,陽極金屬(鋁或鐵)放電成為金屬離子溶通電后,陽極金屬(鋁或鐵)放電成為金屬離子溶入廢水中并水解形成氫氧化鋁或氫氧化鐵膠體,同時廢入廢水中并水解形成氫
32、氧化鋁或氫氧化鐵膠體,同時廢水中的重金屬離子在陰極與水中的重金屬離子在陰極與OH-結合形成金屬氫氧化物,結合形成金屬氫氧化物,吸附在陽極處形成的氫氧化物膠體上一起沉淀除去。吸附在陽極處形成的氫氧化物膠體上一起沉淀除去。v 廢水中的金屬離子還可直接在陰極上獲得電子還原廢水中的金屬離子還可直接在陰極上獲得電子還原為金屬單質沉積在陰極上。為金屬單質沉積在陰極上。v 此外,電解產生此外,電解產生O2,可以氧化有機物和無機物;,可以氧化有機物和無機物;v 電解產生電解產生H2,可以還原某些物質,如脫色;,可以還原某些物質,如脫色;v 失去電子的金屬離子易水解生成羥基絡合物;失去電子的金屬離子易水解生成羥
33、基絡合物;v 產生氣體,以微氣泡形式逸出,使雜質上浮。產生氣體,以微氣泡形式逸出,使雜質上浮。v(1)在含六價鉻的電鍍廢水處理中,可采用在含六價鉻的電鍍廢水處理中,可采用鐵板作陽極。鐵陽極溶解的亞鐵離子,可使六鐵板作陽極。鐵陽極溶解的亞鐵離子,可使六價鉻還原為三價鉻、亞鐵變為三價鐵。價鉻還原為三價鉻、亞鐵變為三價鐵。v v三價鉻和三價鐵最后生成氫氧化物沉淀,三價鉻和三價鐵最后生成氫氧化物沉淀,v OH4Fe3CrH8Fe3CrOOH7Fe6Cr2H14Fe6OCrFee2Fe233224233227223333)OH(FeOH3Fe)OH(CrOH3Crv(2)近年來,鐵碳床內電解法在難降解有
34、機工業廢近年來,鐵碳床內電解法在難降解有機工業廢水的處理中多有應用,如印染廢水、腈綸廢水和染水的處理中多有應用,如印染廢水、腈綸廢水和染料廢水的處理。料廢水的處理。v鐵碳床內電解處理廢水的原理為:內電解過程中產鐵碳床內電解處理廢水的原理為:內電解過程中產生大量的活性氧、次氯酸鹽和初生態氫,對廢水中生大量的活性氧、次氯酸鹽和初生態氫,對廢水中難降解有機物具有強烈的催化氧化和還原作用,而難降解有機物具有強烈的催化氧化和還原作用,而且過程中形成的三價鐵離子在調節且過程中形成的三價鐵離子在調節pH值后形成大量值后形成大量的絮體對污染物具有良好的吸附和凝聚效果,對高的絮體對污染物具有良好的吸附和凝聚效果
35、,對高色度廢水的脫色尤其有效。色度廢水的脫色尤其有效。 五、膜分離法五、膜分離法v 膜分離法包括反滲透法、電滲析法、擴散滲析法、膜分離法包括反滲透法、電滲析法、擴散滲析法、液膜法和超濾法等。液膜法和超濾法等。v(1)反滲透法)反滲透法是在反滲透裝置中利用半滲透膜將水是在反滲透裝置中利用半滲透膜將水和金屬離子分離,對利用此法處理重金屬廢水有過和金屬離子分離,對利用此法處理重金屬廢水有過大量的研究并取得了較大的進展。特別是在電鍍廢大量的研究并取得了較大的進展。特別是在電鍍廢水處理中,這種方法被用于處理鍍鎳、鍍鋅、鍍銅、水處理中,這種方法被用于處理鍍鎳、鍍鋅、鍍銅、鍍鎘廢水。該方法具有設備簡單、操作
36、方便、能同鍍鎘廢水。該方法具有設備簡單、操作方便、能同時去除多種金屬離子、脫除效率高等優點。時去除多種金屬離子、脫除效率高等優點。v但目前采用的反滲透膜的強度、壽命有待提高,膜但目前采用的反滲透膜的強度、壽命有待提高,膜易被廢水中的污染物質和有機質堵塞。易被廢水中的污染物質和有機質堵塞。v(2)電滲析法)電滲析法是利用能選擇性的陽離子交換是利用能選擇性的陽離子交換膜和陰離子交換膜,使之交替排列,構成多室膜和陰離子交換膜,使之交替排列,構成多室電滲析槽,膜堆兩端分別設置有陰、陽電極;電滲析槽,膜堆兩端分別設置有陰、陽電極;進入電滲析器的溶液在外加直流電場作用下,進入電滲析器的溶液在外加直流電場作
37、用下,陰、陽離子各自向相反電極方向移動,因而形陰、陽離子各自向相反電極方向移動,因而形成濃室和淡室相間的格局。將濃縮液和淡化液成濃室和淡室相間的格局。將濃縮液和淡化液分別從濃室和淡室引出,便可達到重金屬濃縮分別從濃室和淡室引出,便可達到重金屬濃縮分離和廢水凈化的目的。分離和廢水凈化的目的。電滲析水處理裝置電滲析水處理裝置 電滲析裝置工作原理電滲析裝置工作原理 v由電滲析器排出的淡水除去了重金屬,可排放由電滲析器排出的淡水除去了重金屬,可排放或重復利用。排出的濃水仍需作進一步處理。或重復利用。排出的濃水仍需作進一步處理。由于濃縮倍數有限,因此要使廢水中的有用金由于濃縮倍數有限,因此要使廢水中的有
38、用金屬濃縮到回用要求往往需要進行多級電滲析處屬濃縮到回用要求往往需要進行多級電滲析處理。電滲析用于味精廢水的預處理可以有效地理。電滲析用于味精廢水的預處理可以有效地分離廢水中的有機物分離廢水中的有機物(發酵菌體、多糖和蛋白發酵菌體、多糖和蛋白質質),降低廢水的,降低廢水的COD,還可以濃縮,還可以濃縮SO42-,達,達到回收稀硫酸的目的。到回收稀硫酸的目的。 v 電滲析法運行費用較高,在我國一般用于飲用水的電滲析法運行費用較高,在我國一般用于飲用水的深度凈化深度凈化(優質水生產優質水生產)和處理水量較小、回收價值較和處理水量較小、回收價值較高的的工業廢水處理。高的的工業廢水處理。v 近年來,各種超濾膜技術在水處理上被廣泛使用。近年來,各種超濾膜技術在水處理上被廣泛使用。其中,無機膜具有耐高溫、耐強酸堿和有機溶劑、其中,無機膜具有耐高溫、耐強酸堿和有機溶劑、耐微生物腐蝕、機械強度高和孔徑分布窄等特點。耐微生物腐蝕、機械強度高和孔徑分布窄等特點。v (3)液膜分離
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