農(nóng)村污水處理一體化設(shè)備
處理的污水種類:生活污水、醫(yī)療污水、洗滌污水、屠宰污水及相類似的工業(yè)污水。
適用于:農(nóng)村生活、光伏電站生活、景區(qū)廁所、工廠、員工宿舍、辦公樓、社區(qū)、服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站、養(yǎng)老院、大型醫(yī)院、衛(wèi)生院、小型診所、實(shí)驗(yàn)室、化驗(yàn)室、洗車廠、酒店、賓館、餐具清洗中心、屠宰場(chǎng)等等。
根據(jù)我國衛(wèi)生部的全國污染源普查結(jié)果,2015年,我國重金屬廢水中含砷、鉻、汞、重金屬的量約為2.21萬t,廢水排放總量為869萬t,在造成嚴(yán)重環(huán)境污染的同時(shí),也導(dǎo)致了重金屬資源本身的極大浪費(fèi)。在此背景下,加強(qiáng)對(duì)重金屬廢水處理技術(shù)和資源化利用的研究,已成為當(dāng)前環(huán)境治理工作開展過程中的首要任務(wù)。
1重金屬廢水處理的必要性
:重金屬廢水中的砷、鉻、汞、鉛等元素及其化合物會(huì)被水中的植物、魚類等收集并沿食物鏈傳遞,對(duì)此類重金屬及其化合物進(jìn)行分析可知,其能夠?qū)е碌鞍踪|(zhì)與活性酶失活,從而引發(fā)代謝紊亂,而由于其無法自然降解或經(jīng)由生物代謝而排除,故極容易對(duì)人類健康與其他生物的生存和發(fā)展帶來嚴(yán)重威脅,因此有必要也必須加強(qiáng)對(duì)重金屬廢水處理技術(shù)的研究。
2重金屬廢水處理技術(shù)
2.1電解法:電解法處理重金屬廢水的原理為:在直流電作用下,廢水中帶正電的重金屬離子遷移至陰極,且在陰極獲得電子而被還原,所產(chǎn)生的金屬單質(zhì)則沉淀至反應(yīng)器的底部或是吸附到電極表面,實(shí)現(xiàn)廢水除鹽與水中重金屬的回收。以電化學(xué)鍍鎳液為例,利用電解法對(duì)溫度T=80℃、pH=9且電流密度為8.0mA/cm2的鍍鎳液進(jìn)行電解,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在循環(huán)條件下通電2h后,可從廢水中回收97.9%的金屬鎳。對(duì)基于電解法的重金屬廢水處理技術(shù)進(jìn)行分析可知,該方法無需添加任何化學(xué)試劑,故不會(huì)產(chǎn)生二次污染,但在溶液(廢水)內(nèi)部,隨著反應(yīng)的逐漸進(jìn)行,原溶液中金屬離子的濃度也逐漸下降,從而導(dǎo)致溶液電阻率升高,耗電量也隨之增加,故電解法并不適用于低濃度的重金屬廢水處理。
2.2化學(xué)沉淀法:化學(xué)沉淀法,即將硫化物、氫氧化物、鋇鹽等沉淀劑投入到重金屬廢水當(dāng)中,使其與廢水中重金屬離子發(fā)生反應(yīng)并形成沉淀,達(dá)到取出廢水中游離的重金屬離子目的的一類技術(shù)。對(duì)化學(xué)沉淀法進(jìn)行分析可知,該方法具有操作便捷、工藝簡單的優(yōu)點(diǎn),但在對(duì)重金屬處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢渣,若不對(duì)其進(jìn)行二次處理,將很有可能產(chǎn)生二次污染。近年來,化學(xué)沉淀法在工藝和沉淀劑方面取得了顯著進(jìn)展,例如,目前,一種新型的有機(jī)螯合劑——二丙浮選劑被大量應(yīng)用于廢水中重金屬的去除工作當(dāng)中,由于該螯合劑的重金屬去除不會(huì)受到pH與多重金屬離子的干擾,故基于該螯合劑的廢水中的重金屬去除率高達(dá)99.9%。
2.3生物吸附法:生物吸附法是近年來新興的一種重金屬廢水處理方法,對(duì)生物吸附進(jìn)行分析可知,其是生物通過靜電作用、共價(jià)作用或分子力作用吸附在生物體表面的一種現(xiàn)象,而基于該方法的重金屬廢水處理主要包括兩個(gè)步驟:首先,重金屬離子與細(xì)胞表面大分子物質(zhì)與官能基團(tuán)的結(jié)合;其次,生物體細(xì)胞對(duì)廢水中的重金屬離子進(jìn)行主動(dòng)運(yùn)輸和吸收。2013年,湖南某鉛鋅銅礦工作人員從礦石中分離獲得地衣芽孢桿菌,通過觀察,此種桿菌的表面電荷會(huì)隨其pH值的下降而增加,使得Cr6+離子同生物吸附劑結(jié)合點(diǎn)位間的相互作用大幅增強(qiáng),從而強(qiáng)化了對(duì)金屬離子的去除效率,表明生物吸附法能夠增強(qiáng)重金屬離子的去除效果。同年,該工作人員從湖南某鎘污染地分離純化獲得的嗜麥芽窄食單胞菌在對(duì)地區(qū)含鎘廢水進(jìn)行處理時(shí)發(fā)現(xiàn),廢水樣本中的鎘的初始質(zhì)量濃度為1.0mg/L,pH為6~7,在利用嗜麥芽窄食單胞菌吸附2h后,廢水中約有82.9%的鎘被吸附至嗜麥芽窄食單胞菌表面,表明嗜麥芽窄食單胞菌能夠有效吸附廢水中的鎘。
2.4離子交換法:離子交換法去除廢水中重金屬離子的原理為,使離子交換劑的功能基團(tuán)同廢水中重金屬離子進(jìn)行交換,從而將廢水中的重金屬離子去除,具體來說就是,當(dāng)重金屬廢水經(jīng)過離子交換器時(shí),重金屬離子間的濃度差與交換劑的功能基團(tuán)形成較強(qiáng)的離子親和力,由此來推動(dòng)二者間的離子交換,進(jìn)而達(dá)到去除廢水中重金屬離子的目的。目前,基于離子交換法的重金屬廢水處理過程中,常用到的離子交換劑包括了陰陽離子交換沸石和樹脂等,特別是陰陽離子交換樹脂的應(yīng)用效果尤為顯著。例如,河北省某鋼鐵廠所排廢水中含有大量的銅、鉛等重金屬離子,該公司通過向其待處理廢水中加入1,1二羧酸酯-2-乙酸磷酸酯功能團(tuán)樹脂,從而有效去除了其中的銅、鉛等金屬陽離子,從而確保了其處理后的廢水滿足鋼鐵生產(chǎn)的廢水處理和排放要求。含有懸浮污染物質(zhì)的污水在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),利用懸浮顆粒(如乳化油)和污水受到的離心力不同, 從而達(dá)到分離目的的方法。常用的離心設(shè)備有旋流分離器和離心分離器等。
2.化學(xué)處理法
向污水中投加化學(xué)試劑,利用化學(xué)反應(yīng)來分離、回收污水中的污染物質(zhì),或?qū)⑽廴疚镔|(zhì)轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)。該法既可使污染物與水分離,回收某些有用物質(zhì),也能改變污染物的性質(zhì),如降低廢水的酸堿度、去除金屬離子、氧化某些有毒有害的物質(zhì)等,因此可達(dá)到比物理法更高的凈化程度。常用的化學(xué)方法 有化學(xué)沉淀法、中和法、氧化還原法和混凝法。
農(nóng)村污水處理一體化設(shè)備化學(xué)法處理的局限性如下:
由于化學(xué)處理廢水常采用化學(xué)藥劑(或材料), 處理費(fèi)用一般較高, 操作與管理的要求也較嚴(yán)格。
化學(xué)法還需與物理法配合使用。在化學(xué)處理之前, 往往需用沉淀和過濾等手段作為前處理;在某些場(chǎng)合下,又需采用沉淀和過濾等物理手段作為化學(xué)處理的后處理。
(1)化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法是指向廢水中投加某些化學(xué)藥劑,使其與廢水中的溶解性污染物發(fā)生五換反應(yīng),形成難榕于水的鹽類(沉淀物)從水中沉淀出來,從而降低或除去水中的污染物?;瘜W(xué)沉淀法多用于在水處理中去除鈣離子、鏡離子以及廢水中的重金屬離子,如隸、鍋、鉛、缽等。按使用的沉淀劑不同,沉淀法可分為石灰法(又稱為氫氧化物沉淀法)、硫化物法和銀鹽法等。
水中Ca2+、Mg2+令含量的總和稱總硬度,可分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。碳酸鹽硬度可投加石灰使水中的Ca 2+和Mg2+形成CaC03和Mg(OH)2沉淀而降低,如需同時(shí)去除非碳酸鹽硬度,可采用石灰-蘇打軟化法,使Ca2+和Mg2+ 形成CaC03 矛llMg( OH)2沉淀除去。因此,當(dāng)原水硬度或堿度較高時(shí),可先用化學(xué)沉淀法作為離子交換軟化的前處理,以節(jié)省離子交換的運(yùn)行費(fèi)用。
去除廢水中的重金屬離子時(shí),一般采用投加碳酸鹽的方法,生成的金屬離子,碳酸鹽的溶度積很小,便于回收。如利用碳酸銷處理含鎊廢水。
ZnS04 + Na 2C03 一一→ZnC03 ↓+ NazS04
此法優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)簡便,藥劑來源廣,因此在處理重金屬廢水時(shí)應(yīng)用zui廣。存在的問題是勞動(dòng)衛(wèi)生條件差,管道易結(jié)垢堵塞與腐蝕;沉淀體積大,脫水困難。
(2)中和法
中和法處理是利用酸堿相互作用生成鹽和水的化學(xué)原理, 將廢水從酸性或堿性調(diào)整到中性附近的處理方法。對(duì)于酸或堿的濃度大于3%的廢水,首先應(yīng)進(jìn) 行酸堿的回收。對(duì)于低濃度的酸堿廢水,可采取中和法進(jìn)行處理。
酸性污水的處理,通常采用投加石灰、苛性鍋、碳酸鍋或以石灰石、大理石作潔、料來中和酸性污水。堿性污水的處理,通常采用投加硝酸、 鹽酸或利用二氧化碳?xì)怏w中和堿性污水。另外,對(duì)于酸、堿性污水也可以用二者相互中和的辦法來處理。
(3)氧化還原法
氧化還原法是通過化學(xué)藥劑與水中污染物之間的氧化還原反應(yīng),將污水中的有毒有害污染物轉(zhuǎn)化為無毒或微毒物質(zhì)的方法。這種方法主要處理無機(jī)污染物,如重金屬和氧化物的污染。
利用高健酸御、ye氯、臭氧等強(qiáng)氧化劑或電極的陽極反應(yīng),將廢水中的有害物質(zhì)氧化分解為元害物質(zhì);利用鐵粉等還原劑或電極的陰極反應(yīng),將廢水中的有害物質(zhì)還原為無害物質(zhì);臭氧氧化法對(duì)污水進(jìn) 行脫色、殺菌和除臭處理;空氣氧化法處理含硫廢水;還原法處理含錦電鍍廢水等都是氧化還原法處理廢水的實(shí)例。