污水重金属离子怎么去除:五类主流工艺的取舍与搭配
重金属去除难,难在“溶得住、沉不下”
重金属离子和一般有机物污染不一样:它不会自行降解,只会在水体、底泥和水生生物之间反复迁移,积累到一定程度就会破坏水体—水生植物—水生动物这条链条,并通过食物链影响人体健康。矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等行业的排水中都能见到它的身影,而工程上最头疼的情况,是金属离子被络合剂裹住,加碱也沉不下来。
一、重金属捕捉剂:针对溶解态与络合态
这类药剂靠分子上的多种螯合基团与重金属离子配位结合,生成疏水性结构后从水中析出沉淀。同时,体型结构的高分子链发挥絮集和网捕作用,把细小的沉淀物聚集成易分离的絮体,显著提高沉淀速度和去除率,从而避开了线性螯合沉淀物细小难沉的缺点。它的特点是型号多、可按现场水质选择,投加量相对较小,在不改变或增加工艺设备的前提下反应速度快、产生的污泥量也较少,适合中低浓度重金属废水的末端处理。
二、混凝处理法:给悬浮态金属找出路
投加硫酸亚铁、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺等混凝剂,通过混凝沉淀作用把水中呈悬浮状态的金属盐颗粒聚沉分离。这条路线对已经形成固体颗粒的金属更有效,对真正溶解的离子则需要先转变形态。
三、氧化还原处理法:先改价态再沉淀
向水中加入硫化物、硫酸亚铁等具有氧化或还原性的物质,把高价态金属离子转化为低价态,再投加混凝絮凝剂促使其快速生成氢氧化物沉淀并分离。六价铬还原后沉淀,就是这一思路的典型应用。
四、生物化学处理法:让微生物帮忙
通过投加或培养特定菌种,使微生物把可溶性金属离子转化为不溶性化合物。硫酸盐生物还原法是代表:厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化还原作用把硫酸盐还原为硫化氢,硫化氢与水中重金属离子反应生成溶解度极低的金属硫化物沉淀,从而把金属从水相中带走。
五、氢氧化物沉淀法:最经典的路线
投加石灰、石灰石、苛性钠、碳酸钙等碱性药剂,把废水pH调至6~9,使锌、铜、镍等重金属盐生成氢氧化物沉淀而去除。成本低、药剂易得,但pH控制是关键:偏低沉淀不完全,偏高则可能重新溶解,而且对络合态金属基本无效。
小结
五条路线各有适用边界:络合态和低浓度残余靠重金属捕捉剂,颗粒态靠混凝,变价金属靠氧化还原,水量大、浓度高的场合常用氢氧化物沉淀打底。实际工程中往往是两三种方法串联使用,具体投加量一定要通过小试确定。拿不准工艺顺序的,可以把水质情况和现有流程发给水处理1号店的工程师,请他们帮着看一遍。