含镉工业废水处理方法的研究

摘要：含镉废水对环境和人体的危害较大，在排放前必须进行有效处理，这样才能避免污染中毒事件的发生。因此，加强对含镉废水处理方法的研究刻不容缓。本文系统阐述了聚合硫酸铁法、硫化物—聚合硫酸铁沉淀法、铁氧体法处理含镉工业废水的研究，并说明了各方法的效果及适用范围，可供借鉴。

关键词：含镉工业废水；处理方法；最佳投加量；效果

中图分类号： X703 文献标识码： A 文章编号：

镉是一种重要的工业生产原料和催化剂，因此，镉的广泛应用造成了它的环境污染，尤其是含镉的工业废水，对土壤和水体的污染十分之大。环境受到镉的污染后，镉可在生物体内富集，通过食物链进入人体，引起慢性中毒。因此，镉的危害引起了人们的重视，我国规定工业废水中镉的最高排放浓度为0.1mg·L-1。含镉废水必须进行处理，只有达到排放标准后才能排放，因此，研究高效经济的含镉废水处理方法显得刻不容缓。

1废水水质及水量

工业废水主要由合成废水和电锌冲板水组成,整个工业废水处理系统设计处理量200m3/h,约80％回用,20％外排。废水水质水量见表1。

表1 废水水质水量表(mg/L)

2 试验条件

2.1 试验用水

试验用水是由合成废水与冲板废水配制的。

2.2试验仪器

PHS一3C型酸度计、原子吸收分光光度仪。

2.3试验选用

药剂聚合硫酸铁、硫化钠、硫酸亚铁、氢氧化钠、聚丙烯酰胺。

3处理方法研究

3.1聚合硫酸铁法

聚合硫酸近年来在水处理中被广泛应用,其对废水重金属离子有显著的去除效果。对上述废水中约80%的回用水采用聚合硫酸铁沉淀法进行处理,其流程见图1。

图l 聚合硫酸铁沉淀法处理废水流程

(1)效果

试验在常温条件下,采用相同搅拌速度,相同反应时间及澄清时间。经多次大量试验,选定两组不同聚合硫酸铁浓度,进行不同聚丙烯酰胺的加人量试验,结果见表2。

表2 聚合硫酸铁及聚丙酰胺加入量对除镉的影响(mg/l)

备注: (1)悬浮物SS均小于20mg/L

(2)搅拌时间10min,澄清时间30min。

由表2可知,PH值在9左右时,对上述废水,聚合物硫酸铁最佳投加量为40mg/L,,此时同聚丙烯酰胺配合使用,其加人量在0.0-0.4mg/L之间时,出水中镉含量均在1.omg/L以下,悬浮物含量小于20mg/L,镉去除率达93%以上。

(2)结论

上述方法处理后的水质能够满足工业用水要求,而且操作简单,成本较低,可用于80%回用水的处理。

3.2硫化物—聚合硫酸铁沉淀法

利用硫化物,处理重金属离子废水也是一种常用方法,CdS溶度积为3.6×10-29,属难溶硫化物,在试验中又同时投加一定量的聚合硫酸铁,利用其吸附共沉作用,既可强化硫化镉的沉淀分离过程,又可清除水中剩余硫离子。其处理流程见图2。

图2 硫化物—聚合硫酸铁法处理流程

注: 悬浮物SS>20mg/L

(1)结果

本研究在室温条件下,采取相同搅拌速度时间及澄清时间进行。

1)硫化钠用量影响试验

为了确定最佳硫化钠加量,进行了大量试验,其结果见表3。

表3 硫化钠加量影响试验

表3试验数据表明,PH值和聚合硫酸铁加量一定时,硫化钠加量增加,镉去除率明显提高,当硫化钠加量达70-150mg/L时,出水中镉小于0.lmg/L,去除率可达9.3-9.6%。从经济角度及保证出水水质权衡,应选硫化钠含量70-10Omg/L间为宜。

2)聚合物硫酸铁用量影响试验

确定硫化钠加量后,保持PH值一定,变化聚合硫酸铁加量。试验结果见表4。

表4 聚合硫酸铁加量试验

注: 悬浮物SS小于2Omg/L

由表4分析得出,当PH值和硫化钠浓度一定时,聚铁加量的变化对镉去除率有影响,当硫化钠加量为70-10mg/L时,选取铁加量为40mg/L,镉去除率最高。

3)不同PH值对除镉的影响试验

在确定了硫化钠、聚合硫酸铁加量后,调节不同PH值,确定最佳PH范围,试验结果见表5。

表5 不同PH 值对除镉效果影响试验

由试验数据表明,PH对除镉效果影响不大。同时又可看出,当硫化钠加量为70mg/L时,PH范围可选7-9,而当硫化钠加量为10mg/L时,PH范围更宽些,可选5-9。

4)废水处理试验综合指标

在上述试验选定的条件下进行试验,处理后水质综合指标见表6。

表6 废水处理综合指标(mg/L)

由表6中的试验数据表明,采用硫化钠—聚合硫酸铁沉淀法处理后的废水,水质可达国家污水综合排放标准中的一级标准。

经以上试验可以得知,硫化钠—聚合硫酸铁沉淀法操作简单,反应条件易于控制,处理效果好,PH值适应范围广,可以用于处理20%外排废水。工艺条件为:硫化钠投加量10mg/L声,聚合硫酸铁加量40mg/LPH范围5-9,搅拌时间10分钟,澄清时间30分钟。

3.3铁氧体法

向含镉废水中投加硫酸亚铁,调PH至9-10加热,通压缩空气,使之氧化,即可形成铁氧体晶体并使镉离子进人铁氧化晶格中,再过滤水中有害离子即可去除。其处理流程见图3。

图3 铁氧体法处理流程

(1)试验效果

在多组投加不同量硫酸亚铁的试验基础上,选出两组理想加量,完成以下试验。

1)不同通气时间对除镉效果影响

试验在一定的硫酸亚铁加量下,用氢氧化钠调PH为9-10,加热,通入压缩空气,其试验结果见表7。

表7 不同通气时间对除锡效果影响(mg/L)

试验结果表明,在其他条件相同时,通气氧化时间越长,镉的去除效果越好。当硫酸亚铁加量150-20Omg/L,通气时间10分钟以上，镉去除率达99.2％以上，出水镉含量小于0.1mg/L。

4 结束语

总之，含镉工业废水是一种环境污染和人体危害都很大的废水，因此，对其处理方法的研究是十分必要的。本文所介绍的处理方法各有各的特点，同时均有缺陷，但都处于不断完善之中。随着人们对环境污染和健康的日益重视，含镉工业废水的处理方法将得到改进和完善，镉污染问题将得到有效解决。

参考文献

[1] 沈萍 朱国伟，含镉废水处理方法的比较[J].污染防治技术,2010.12

[2] 曾江萍 汪模辉,含镉废水处理现状及研究进展[J].内蒙古石油化工,2007.11

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。