受污染水源的水處理

1、受污染水源水處理第十組曲琳珺1重金屬污染主要來源于采礦和冶煉過程、工業(yè)廢棄物、制革廢水、紡織廠廢水、生活垃圾（如電池、化妝品）。這些重金屬對(duì)人、畜有直接的生理毒性。2 重金屬污染與其他有機(jī)化合物的污染不同。不少有機(jī)化合物可以通過自然界本身物理的、化學(xué)的或生物的凈化，使其有害性降低或解除。而重金屬具有富集性，很難在環(huán)境中降解。水體中金屬有利或有害不僅取決于金屬的種類、理化性質(zhì)，而且還取決于金屬的濃度及存在的價(jià)態(tài)和形態(tài)，即使有益的金屬元素濃度超過某一數(shù)值也會(huì)有劇烈的毒性，使動(dòng)植物中毒，甚至死亡。 3 重金屬廢水處理的方法有很多，可分為兩大類：一類是使溶解性的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗芑蛘唠y溶的金屬化合物，從

2、而將其從水中除去。另一類是在不改變重金屬化學(xué)形態(tài)的情況下進(jìn)行濃縮分離，例如反滲透法、電滲析法、離子交換法、蒸發(fā)濃縮法等。 處理方法4 1.氫氧化物沉淀法。該方法是通過向重金屬廢水投加堿性沉淀劑(如石灰乳、碳酸鈉液堿等)，使金屬離子與輕基反應(yīng)，生成難溶的金屬氫氧化物沉淀，從而予以分離的方法。 2.硫化物沉淀法。該方法是通過向廢水中投加硫化劑，使金屬離子與硫化物反應(yīng)，生成難溶的金屬硫化物沉淀從而得以分離的方法。硫化劑可采用硫化鈉、硫化氫或硫化亞鐵等。此法的優(yōu)點(diǎn)是生成的金屬硫化物的溶解度比金屬氫氧化物的溶解度小，處理效果比氫氧化物沉淀更好，而且殘?jiān)可?，含水率低，便于回收有用金屬。缺點(diǎn)是硫化物價(jià)格高

3、。 53.還原法。 該方法是通過向廢水中投加還原劑，使金屬離子還原為金屬或低價(jià)金屬離子，再投加石灰使其成為金屬氫氧化物沉淀從而得以分離的方法。還原法可用于銅、汞等金屬離子的回收，常用于含鉛廢水的處理。 4.離子交換法。 離子交換法是利用離于交換劑的交換基團(tuán)，與廢水中的金屬離子進(jìn)行交換反應(yīng)，將金屬離子置換到交換劑上予以除去的方法。用離子交換法處理重金屬廢水，如Cu2+、Zn2+、Cd2+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(luò)合物或酸根 (HgCl2-、Cr2O72-等)，則需用陰離子交換樹脂予以除去。 65.鐵氧體法。鐵氧體是由鐵離子、氧離子以及其它金屬離子所組成的氧化物，是

4、一種具有鐵磁性的半導(dǎo)體。采用鐵氧體法處理重金屬廢水是根據(jù)鐵氧體的制造原理，利用鐵氧體反應(yīng)，把廢水中的二價(jià)或三價(jià)金屬離子，充填到鐵氧體尖晶石的晶格中去，從而得到沉淀分離的方法。 6.電解法。電解法是利用電極與重金屬離子發(fā)生電化學(xué)作用而消除其毒性的方法。按照陽極類型不同，將電解法分為電解沉淀法和回收重金屬電解法兩類。電解法設(shè)備簡單、占地小、操作管理方便、而且可以回收有價(jià)金屬。但電耗大、出水水質(zhì)差、廢水處理量小。 77.膜分離方法。該方法是利用一種特殊的半透膜，在外界壓力的作用下，在不改變?nèi)芤褐谢瘜W(xué)形態(tài)的基礎(chǔ)上，將溶劑和溶質(zhì)進(jìn)行分離或濃縮的方法。膜分離法包括反滲透法、電滲析法、擴(kuò)散滲折法、液膜法和超

5、濾法等。 8.吸附法。該方法是利用吸附劑將廢水中的重金屬離子除去的方法。吸附法由于占地面積小、工藝簡單、操作方便、無二次污染，特別適用于處理含低濃度金屬離子的廢水。8有機(jī)污染 主要是指由城市污水、食品工業(yè)和造紙工業(yè)等排放含有大量有機(jī)物的廢水所造成的污染。這些污染物在水中進(jìn)行生物氧化分解過程中，需消耗大量溶解氧，一旦水體中氧氣供應(yīng)不足，會(huì)使氧化作用停止，引起有機(jī)物的厭氧發(fā)酵，散發(fā)出惡臭，污染環(huán)境，毒害水生生物。 9 物理法處理 包括重力沉降法、混凝澄清法及浮力上浮法等。在重力的作用下使懸浮液中的密度大于水的懸浮固體下沉，從而與水分離的方法稱為重力沉降法?；炷吻宸ㄊ侵冈诨炷齽┑淖饔孟拢箯U水中的

6、膠體和細(xì)微懸浮物凝聚為絮凝體，從而打破膠體粒子的穩(wěn)定性，達(dá)到從水體中去除的目的。浮力上浮法是借助于水的浮力，使水中不溶解的污染物浮出水面，然后用機(jī)械加以刮除的方法。10 生物法處理 廢水的生物處理是污水處理的基本核心，其基本原理是通過微生物的代謝作用將廢水中的有機(jī)物一部分轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑸锛?xì)胞物質(zhì)，另一部分轉(zhuǎn)變?yōu)楸容^穩(wěn)定的無污染或污染極小的化學(xué)物質(zhì)(無機(jī)物或簡單有機(jī)物)。生物處理的主要作用者是微生物，根據(jù)生化反應(yīng)中對(duì)氧氣的需求與否，可將污水生物處理過程分為好氧生物處理和厭氧生物處理，好氧生物處理必需充分供應(yīng)微生物生化反應(yīng)的所需的溶解氧，最終將水中有機(jī)物徹底氧化成CO2和水等；而厭氧生物處理過程則必需

7、隔絕與氧氣的接觸，最終處理的產(chǎn)物是CH4和CO2等。11 化學(xué)法處理 采用化學(xué)方法處理水中的污染物方法很多，根據(jù)水中污染物的具體特征又可分為中和法，利用酸堿藥劑將廢水從酸性或堿性調(diào)整到中性附近的一類處理方法；化學(xué)沉淀法，通過向水體中投加某些化學(xué)藥劑(沉淀劑)，與廢水中溶解態(tài)的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生直接反應(yīng)，形成難溶的固體生成物，然后進(jìn)行固液分離，從而去除水中污染物；氧化還原法，通過添加化合物的氧化還原反應(yīng)，把水中有毒有害的污染物轉(zhuǎn)化成無毒或微毒污染物；化學(xué)消毒法，利用消毒劑或其它消毒手段，殺滅水中致病微生物。12 物理化學(xué)法處理 物理化學(xué)處理方法包括吸附法，主要是指利用固體吸附劑的物理吸附和化學(xué)吸附性能

8、，去除污水中多種污染物的過程；離子交換法，利用固相離子交換劑功能基團(tuán)所帶的可交換離子，與解除交換劑的溶液中的同性離子進(jìn)行交換反應(yīng)，以達(dá)到離子的置換、分離、去除、濃度等目的；膜分離法，利用特殊的薄膜對(duì)液體中的成分進(jìn)行學(xué)者性分離的技術(shù)，包括擴(kuò)散滲析、電滲析、反滲透、超濾、液體膜滲析、隔膜電解技術(shù)等。13水體感官污染 （1）色澤變化 （2）濁度變化 （3）泡狀物 （4）臭味14 氯脈沖法 設(shè)備的冷卻水中常用添加大量次氯酸納(即加入大量氯)的方法控制生物污染。荷蘭阿納姆國際能源公司的KEMA公司已掌握了一種使用氯的新方法即使用氯脈沖。 次氯酸鈉是一種優(yōu)良的冷卻水系統(tǒng)的抗生物污染劑，但是采用脈沖氯化系統(tǒng)

9、，只用常法所需用的氯的幾分之一就能控制斑紋貝的移生。除了節(jié)省費(fèi)用外，少用氯就等于減少對(duì)水生環(huán)境的影響。 脈沖氯化法的原理基于已知氯化后,恢復(fù)生長繁衍需要一定時(shí)間，所以氯間歇地以短脈的形式添加，其抑制的效果與始終保持使水氯化的效果基本上相同。 15 預(yù)處理過濾器 荷蘭國家研究實(shí)驗(yàn)室正在研制防止生物污染的生產(chǎn)用水預(yù)處理過濾器，用于去除水中有利于引起生物污染的營養(yǎng)物質(zhì)。正在重點(diǎn)開發(fā)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和反滲透膜過濾系統(tǒng)。將試驗(yàn)兩種過濾器，一種是生物過濾器，另一種是物理化學(xué)過濾器。前一種過濾器是使生物質(zhì)積聚在過濾器中而不積聚在生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)。物理化學(xué)過濾器則是利用吸附作用除掉過濾營養(yǎng)物質(zhì)。16 使用電極 阿塞拜

10、疆Zeta公司設(shè)計(jì)電極，利用靜電作用分散礦物質(zhì)和有機(jī)膠體來控制微生物。此法與化學(xué)生物劑處理法相比，可大大減少處理費(fèi)用。 發(fā)生生物污染，必定要有一個(gè)起始附著階段，在此階段微生物和膠體粒子粘附到膜或其它表面。防止生物污染正是要瞄準(zhǔn)這一階段。 使用的電極是一電容器的陰極和一作為陽極的接地金屬管或容器。電極增加膠體表面的電荷，防止其成核，附著到潤濕的設(shè)備表面，從而防止結(jié)垢。 棒狀電極使水中所含膠體粒子處于強(qiáng)靜電場中使其不能匯合成生物膜或生物污垢附著于設(shè)備或管道表面。電極還可用于除去已有的生物膜或生物污垢。 17水體油污染 油類系指任何類型的油（礦物油和動(dòng)植物油等）及其煉制品（汽油、柴油、機(jī)油、煤油等）

11、、油泥和油渣等。所謂水體油污染是指油類通過不同的途徑進(jìn)入水體環(huán)境而造成的污染。含油廢水是指：含有脂（脂肪酸、皂類、脂肪、蠟等）及各種油類（礦物油、動(dòng)植物油）的廢水。含油廢水的特點(diǎn)是COD、BOD高，有一定的氣味和色度、易燃、易氧化分解，一般比水輕、難溶于水。18 水體油污染治理方法按處理方法的原理，分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法。物理法分為重力分離法、粗粒化法、過濾法、膜分離法，具體方法有隔油池、去油罐、過濾罐、粗?；?、油分離器、氣體浮選器等； 化學(xué)法分為化學(xué)破乳，化學(xué)氧化法（空氣氧化法、臭氧氧化法、氯氧化法、雙氧水氧化法、Fenton試劑氧化法、KMnO4氧化法、K2FeO4氧化法

12、等），光化學(xué)氧化法； 物理化學(xué)法有氣浮浮選法、吸附法、磁吸附分離法、電化學(xué)法； 生物化學(xué)法有好氧活性污泥法、接觸氧化法、厭氧法、氧化塘法等。以下簡單介紹幾種方法：19 化學(xué)絮凝法 常用的無機(jī)絮凝劑是鋁鹽和鐵鹽，近年來出現(xiàn)的無機(jī)高分子凝聚劑，如聚硫酸鐵、聚氯化鋁等，具有用量少、效率高的特點(diǎn)，而且使用時(shí)最優(yōu)pH也較寬。雖然無機(jī)絮凝劑法的處理速度快，裝置比鹽析法小，但藥劑較貴，污泥生成量多。 使用有機(jī)高分子凝聚劑，即用陽離子型高分子絮凝劑季胺化聚丙烯酰胺和聚乙烯亞胺等對(duì)由十二烷基磺酸鈉等陰離子表面活性劑穩(wěn)定的水乳狀液進(jìn)行絮凝處理，去除率達(dá)到99.15 %以上，且污泥顆粒大而密實(shí)，但由于其藥劑成本較無

13、機(jī)絮凝劑高，目前有機(jī)高分子絮凝劑在含油廢水處理方面仍然主要是用作其他方法的輔助劑。如何將有機(jī)與無機(jī)絮凝劑通過多種方法進(jìn)行復(fù)合，以提高處理效率并降低處理成本是值得研究的課題。20 化學(xué)氧化法 化學(xué)氧化技術(shù)常用于廢水生物處理的前處理。在催化劑作用下，用化學(xué)氧化劑如臭氧、Fenton試劑等處理有機(jī)廢水以提高其可生化性，或直接氧化降解廢水中有機(jī)物使之穩(wěn)定化。在化學(xué)氧化法中，超臨界水氧化技術(shù)是近年來迅速發(fā)展起來的廢水氧化技術(shù)，是一種快速、高效去除廢水中有毒、有害有機(jī)化合物的方法。一些用其他方法不能有效除去的污染物，用此法能夠處理到環(huán)境可接受的程度。超臨界水中的氧化反應(yīng)能有效去除廢水中的油分，反應(yīng)時(shí)間、反

14、應(yīng)溫度是影響油去除率的重要因素。但高壓反應(yīng)器存在比較嚴(yán)重的腐蝕問題，這也是超臨界水氧化技術(shù)工業(yè)化需要解決的主要障礙之一。用光催化氧化去除廢水中油分取得了良好的效果，但降低處理成本是急需解決的問題。21 電化學(xué)法 電化學(xué)法包括電解氧化法、電解還原法、電解絮凝吸附法和電解浮上法。電絮凝法具有處理效果好、占地面積小、操作簡單、浮渣量相對(duì)較少等優(yōu)點(diǎn)，但是它存在陽極金屬消耗量大、需要大量鹽類作輔助藥劑、耗電量高、運(yùn)行費(fèi)用較高等缺點(diǎn)。值得注意的是，為節(jié)省優(yōu)質(zhì)金屬材料，許多研究工作采用不銹鋼等作筐形電極，在筐內(nèi)填充由金屬加工中產(chǎn)生的鐵屑等廢料作為溶解性陽極。但金屬屑之間的電接觸破壞和金屬屑孔被水解產(chǎn)物堵塞，

15、從而導(dǎo)致電阻很快增加。對(duì)此，雖有不少研究，但改進(jìn)效果并不理想，較難用于實(shí)際。22 氣浮法 氣浮技術(shù)是國內(nèi)外含油廢水處理中廣泛使用的一種水處理技術(shù)。目前采用的主要是加壓溶氣浮選法。因?yàn)榭諝馕⑴萦煞菢O性分子組成，能與疏水性的油結(jié)合在一起，帶著油滴一起上升，上浮速度可提高近千倍，所以油水分離效率很高。該方法主要用于不含表面活性劑的分散油的分離。若在含油廢水中加入絮凝劑，則加壓溶氣浮選法對(duì)油的分離效果還會(huì)提高。目前該法已被廣泛應(yīng)用于油田廢水、石油化工廢水、食品油生產(chǎn)廢水等的處理，工藝較為成熟。23 膜分離法 膜分離法是在近20年迅速發(fā)展起來的新型分離技術(shù)。傳統(tǒng)的含乳化油廢水的處理方法常輔以電解、絮凝等先行破乳過程，能耗和物耗較大。而膜法處理含乳化油廢水，一般可不經(jīng)過破乳過程，直接實(shí)現(xiàn)油水分離。并且在膜法分離油水過程中，不產(chǎn)生含油污泥，濃縮液可焚燒處理；處理量和水質(zhì)較穩(wěn)定，不隨進(jìn)水中油濃度波動(dòng)而變化，一般只需壓力循環(huán)水泵，設(shè)備費(fèi)用和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，特別適合于高濃度乳化油廢水的處理。24 吸附法 該法適于深度處理廢水中的微量油，一般費(fèi)用較高，但可大大提高水體的質(zhì)量。吸附劑可分為3類：炭質(zhì)吸附劑、無機(jī)吸附劑和有機(jī)吸附劑。最常見的吸附劑是活性炭，它不僅對(duì)油有很好的吸附性能，而且能同時(shí)有效地吸附廢水中的其他有機(jī)物，對(duì)油的吸附容量一般為3080mg/g，但成本高，再生困難，一般只用