工業(yè)廢水的處置 設(shè)備自動化控制

金屬鉬是動植物體內(nèi)必不可少的微量元素，但攝入過多會導致動脈硬化、腹瀉、蛋白質(zhì)代謝紊亂等不良反應和后果。我國鉬儲量居列，被廣泛應用于冶金、鋼鐵、電子、化工等眾多領(lǐng)域。近些年，我國許多地區(qū)出現(xiàn)不同程度的鉬污染。因此，對含鉬廢水也必須經(jīng)過有效處理才能排入環(huán)境。目前，國內(nèi)外對于含鉬廢水的處理技術(shù)主要有化學沉淀法、離子交換樹脂法、吸附法、膜分離法和生物法等。

本研究總結(jié)了以上含鉬廢水的處理技術(shù)，并對其影響因素、效果及機理進行了闡述，后展望了含鉬廢水處理技術(shù)的發(fā)展方向。

1、含鉬廢水處理技術(shù)及機理

1．1 化學沉淀法

化學沉淀法是向廢水中投加不同類型的化學沉淀劑，使之與重金屬生成難溶性氧化物、氫氧化物、鹽等的方法。含鉬廢水處理使用的化學沉淀劑主要是零價鐵（Fe0）和鐵鹽。

林朋飛等利用FeCl3混凝沉淀過濾法處理高濃度含鉬廢水，依靠表面電化學吸附作用將鉬從水中去除，佳pH為4．0～4．5。ZHANG等研究發(fā)現(xiàn)，在pH為4．0～5．0時，F(xiàn)e2（SO4）3比FeCl3對鉬有更高的去除率。王宜成等研究Fe0對鉬的去除效果時發(fā)現(xiàn)：pH為2時，F(xiàn)e0對鉬的去除率高，達98％，這是因為pH為2時，鉬多以聚合態(tài)形式存在，更容易沉淀；納米零價鐵（nZVI）比Fe0的去除效果更好，這是因為nZVI是核殼雙重結(jié)構(gòu)，中心是Fe0，周圍被FeOOH殼包裹，具有高比表面、高反應活性、高還原性等特點。

化學沉淀法具有處理成本低、工藝成熟、對水質(zhì)要求低等優(yōu)點，被普遍用于高濃度含重金屬廢水處理。合成改性鐵基納米材料將是以后處理含鉬廢水的發(fā)展方向，同時需提高鉬的回用和處理出水的資源化利用技術(shù)等。

1．2 離子交換樹脂法

離子交換樹脂屬于高分子材料，含有大量離子交換基團，主要對鉬酸根離子有較好的的去除效果。在含鉬酸根的廢水中，加入離子交換樹脂，其與鉬酸根離子進行離子交換，達到飽和后，再通過高濃度氨水或氫氧化鈉把鉬釋放出來，達到去除鉬的目的。影響離子交換能力的主要因素有：交換基團、pH、共存陰離子和鉬酸根初始濃度等。

肖連生等研究了密實移動床—流化床離子交換樹脂法對廢水中鉬的去除，比一般離子交換樹脂法的解吸速率更快，樹脂回用效果更好。劉敏婕等利用DK大孔離子交換樹脂和AH離子交換樹脂處理鉬酸銨廢水，發(fā)現(xiàn)動態(tài)交換過程對鉬酸根離子有很好的選擇性。王磊等發(fā)現(xiàn)，在酸性廢水中，Cl－、NO－3和SO2－4對鉬酸根產(chǎn)生較強的競爭作用，共存陰離子的存在會占用離子交換樹脂的交換容量，增加處理成本。

離子交換樹脂法受含鉬廢水中pH和鉬酸根離子濃度的影響較大。pH為2．0～3．0時，對鉬酸根的處理效果好。當有多種污染物需要同時去除時，可調(diào)節(jié)pH實現(xiàn)不同污染物的分步去除。離子交換樹脂具有一定的選擇性，但在高濃度時，其選擇性基本消失；在低濃度時，需消耗大量緩沖液進行解吸，不利于鉬的直接回收，且樹脂易氧化或污染。

離子交換樹脂法工藝設(shè)備簡單，出水達標率高，樹脂能實現(xiàn)二次利用且交換容量大，是目前從廢液中回收重金屬較成熟的方法，但在處理低濃度的含鉬廢水時需要大量的緩沖液進行解吸。今后應向著提高樹脂材料穩(wěn)定性和適用性的方向發(fā)展。

1．3 吸附法

吸附法是通過投加吸附劑，使污染物與吸附劑通過各種吸附作用將污染物從廢水中分離去除的一種方法。

SHAFEI等研究了鈦氧化物對廢水中鉬的吸附機理。GOLDBERG等研究了鐵、鋁氧化物及黏土礦吸附鉬，發(fā)現(xiàn)金屬氧化物對鉬有較高的吸附能力且選擇性高，而且鉬酸鹽的吸附依賴于pH的變化，在低pH下的吸附性能優(yōu)于高pH下。BO－STICK等研究了鉬酸根離子和四硫代鉬酸根離子在FeS2上的吸附差異，發(fā)現(xiàn)鉬酸根離子在FeS2上以雙齒單核復合物的形式被吸附，在酸性條件下易解吸；四硫代鉬酸根離子可在高pH條件下被穩(wěn)定吸附。印記介孔材料是一類選擇性好、吸附效率高且能重復使用的吸附材料，HASSANPOUR等發(fā)現(xiàn)，新型磁性Mo（Ⅵ）離子印跡介孔聚合物能夠有選擇性的快速吸附Mo（Ⅵ），采用Langmuir吸附等溫線算出的大吸附容量與佳工藝條件下的大吸附容量相當，多種離子共存時也具有高選擇性和高重復利用率。