如皋酸性一体化废水处理设施--隐藏功能

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　工业废水重金属离子检测

　　重金属废水处理前，首先需对废水中的重金属离子进行检测，以确定废水中重金属元素和重金属离子浓度及废水的其他理化性质。重金属离子的检测是废水处理过程中的一项重要工作，通过选用合理的重金属离子检测方法。能快速有效地对废水中的重金属进行检测和评价。目前国内比较成熟的检测方法有原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、激光诱导击穿光谱法和X射线荧光光谱法等。随着各种检测方法的逐步完善及科学技术的不断进步，重金属离子的检测方法具有高选择性、高灵敏度、选取多样性等特点。分析检测仪器简单便携、功能多、灵敏度高和检测精度高等优点。并逐渐向智能化、自动化、数字化方向发展。

　　二、重金属离子废水通用处理方法

　　含重金属离子废水的处理方法有化学处理法、物理处理法和生物法等方法。化学处理法和物理处理法因工艺简单、技术成熟，效果明显及高性价比而被广泛应用。

　　1、化学处理法

　　化学处理法又分为中和沉淀法和电化学法。中和沉淀法是指在废水中投加碱性的中和试剂，中和试剂与重金属离子发生化学反应，而生成不溶于水或难溶于水的氢氧化物或碳酸盐沉淀，再通过自然沉降或分离，从而达到去除重金属离子的效果，而且碱性中和剂还可以降低废水酸度。

　　电化学法是在废水中加入通电电极。发生电解，因为重金属离子呈阳性，所以会被吸引在电极的阴极，从而降低重金属浓度。如果阳极为铁片或铝片，则可溶性阳极铁或铝不断地失去电子，以Fe2+或Al3+进入溶液中形成具有较高吸附絮凝活性的Fe(OH)2或Al(OH)3等。从而能有效地去除去除重金属离子。电化学法虽然具有较好的处理效果，但消耗能源大，不能广泛使用。

　　2、物理处理法

　　物理处理法包括溶剂萃取法和吸附法。溶剂萃取法是依据重金属离子在不同密度溶剂中溶解度不同原理，在废水中加入萃取剂，使重金属离子转移至溶解度更大的萃取剂中，再根据两种溶剂的密度不同而分离，从而去除重金属离子。

　　吸附法是指在废水中加入固体吸附剂，如活性炭。利用其较大的比表面积和高强的吸附能力，去除废水中重金属离子。但是活性炭价格昂贵，后期处理麻烦，综合考虑其经济性.以活性炭为吸附剂的处理方法无法广泛应用。粉煤灰是火力发电厂排放的固体废物。因为其的物化性质，已经在建材、市政、农业等领域大规模应用。考虑其对废水中的重金属污染物具有很好的吸附效果，尤其是以粉煤灰为原料的改性产品，如沸石分子筛等，吸附效果更优。这种方法工艺简单，性价比高，更是以废制废，具有很高的研究及使用价值。

　很多工业生产中都会产生含氟废水，如传统工业中的有色金属和稀有金属的冶炼、不锈钢酸洗、农药、铝电解精炼等，以及现代化工中的有机化学合成、电子工业、原子能工业等。氟是人体必需的微量元素之一，适量的氟对人体健康有益，人体内氟含量过少或过多都会对健康造成危害。成人每日需氟量为1.0～1.5mg，人们日常的饮用水中的含氟量不得超过0.6mg/L，如果饮用水中的氟超过1.5mg/L，那么就属于高氟水，人们长期饮用高氟水会给身体造成很大的伤害，导致氟斑牙、氟骨病等，此外长期饮用高氟水还可能会引发某些肿瘤。高氟水主要是由工业生产产生的含氟废水违规排放造成的，因此妥善地对工业废水中的氟进行处理，对于保护环境，保证人体健康具有非常重要的意义。根据《污水综合排放标准》，一级标准要求氟化物排放浓度小于10mg/L。我国高浓度含氟废水乱排放的问题还没有解决，很多企业没有配备相应的设备来对含氟废水进行无害化处理，导致其排放的废水中氟化物浓度很高，对环境和人类身体健康造成了很大的威胁。基于此，本文对含氟废水的处理方法进行了探讨。从当前含氟废水的处理方法来看，应用较为广泛的有沉淀法和吸附法两类，本文主要对二者进行探讨。

　　1、沉淀法

　　1.1 化学沉淀法

　　化学沉淀法处理含氟废水的原理是，通过在含氟废水中加入一些能够和废水中氟离子产生化学反应，并且能够产生难溶于水的沉淀物质，将氟从水中分离。化学沉淀法常用的沉淀剂包括石灰、电石渣、氯化钙三种。

　　1.1.1 石灰沉淀法

　　石灰沉淀法是处理高浓度含氟废水的重要方法，石灰石溶解后产生的钙离子可以和水中的氟离子反应，生成难溶于水的氟化钙，从而除去水中的氟。在实际应用过程中，由于反应所生成的氟化钙会阻碍反应的一步进行，因此需要加量投放石灰。在pH为6.5～7.0的条件下，沉淀反应时间约1h，投加量为理论值的2.5倍以上是最佳的除氟工况。

　　1.1.2 电石渣沉淀法

　　通过电石法生产聚乙烯时会产生废渣，这些废渣是电石和水反应生成的，不仅价格低廉而且易得，正是由于这一特点，电石渣沉淀法在含氟水实际处理中有比较多的应用。电石渣的主要成分是Ca(OH)2，所以其除氟的原理和石灰沉淀法类似，但是具有更好的效果，所需投加的量也更少，沉渣更易于脱水和沉淀。

　　1.1.3 氯化钙法

　　氯化钙法原理和石灰沉淀法类似，不过氯化钙溶解度高，可以以溶液状态投加到废水中，能够和水中的氟离子更充分地反应。其具有固体渣量少、加药粉尘少、操作简单方便等优点。其缺点在于价格较氢氧化钙贵，在处理高浓度含氟废水时成本较高。另外，由于大多数含氟废水为酸性，在使用氯化钙处理后，需要加碱中和，增加了废水处理的成本。

　　1.2 混凝沉淀法

　　混凝沉淀法是一种通过在含氟废水中加入具有凝聚能力或者是能够和氟化物产生沉淀的物质，使废水中的氟与其生成大量的胶体和难溶物质，然后通过沉淀、泥水分离的方式来去除水体中氟化物的方法。混凝沉淀法相较于化学沉淀法，不仅所需要投入的药剂量比较少，而且处理量更大，经过一次处理后，氟化物浓度就可以低于10mg/L。而缺点在于，在处理高浓度的含氟废水时，由于需要应用大量的混凝剂，成本比较高，因此通常将化学沉淀法和混凝沉淀法两种方法混合使用，先通过化学沉淀的方式降低废水中氟的浓度，然后加入混凝剂沉降吸附，使废水达到排放标准。

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　1.2.1 无机混凝剂

　　无机混凝剂主要包括铝盐和铁盐两种，这两种盐水解后产生的氢氧化物矾化能够起到吸附氟离子的作用。另外，Al3+、Fe3+越能够和氟离子发生络合反应，从而达到去除氟离子的作用。

　　铝盐混凝沉淀法主要采用硫酸铝、聚合硫酸铝和聚合氯化铝等铝盐，将其加入含氟废水中能够有效去除其中的氟化物，该方法具有良好的除氟效果，需要投入的药剂量比较少，成本比较低，处理过的废水氟化物浓度低于10mg/L。

　　铁盐混凝沉淀法主要应用、聚合硫酸铁和氯化铁等药剂。尤其是聚合硫酸铁，具有很好的除氟效果，相关试验表明，其可以去除废水中96%以上的氟离子，并且对其进行改性处理还能够进一步提高其除氟效率，缩短反应时间。另外，铁盐混凝剂通常是和Ca(OH)2一起应用的，这样能够有效提高除氟效率，但是处理过的水需要调节pH，使其达到中性后才可排放，因此工艺相对复杂。

　　1.2.2 有机混凝剂

　　聚丙烯酰胺(PAM)是一种水溶性的高分子聚合物，其具有非常好的絮凝性，用于水处理的PAM主要有3种类型，分别是非离子、阴离子和阳离子，根据废水的pH不同来选择适当的PAM药剂类型。PAM并不能够直接除氟，但是其能够起到吸附架桥的作用，加速絮凝体的形成，从而提高沉降的效果和速度，在实际应用中加入很少的PAM就可以达到效果，因此不会造成二次污染。除了PAM外，壳聚糖和丙烯酰胺改性壳聚糖、木质素等也有非常好的除氟效果

　　2、吸附法

　　吸附法是利用多孔性的固体吸附剂，以分子引力或者化学键力将氟离子吸附到其表面，然后通过加入适当溶剂、加热等方式进行解吸，从而实现分离和富集。吸附剂主要包括人工合成和天然吸附剂两类。

　　2.1 人工合成吸附剂

　　人工合成吸附剂主要包括活性氧化铝、活性氧化镁、离子交换树脂和活性炭等几种。

　　2.1.1 活性氧化铝

　　这是一种白色的颗粒状多孔吸附剂，具有比表面积大的特点，应用其进行废水除氟具有价格比较低廉、效果好以及操作简单等优点。由于氧化铝是两性物质，其等电点约为9.5，因此在水的pH小于9.5时起能够吸附阴离子，如果水的pH大于9.5，其则会吸附阳离子，因此其在酸性溶液中会吸附阴离子，对氟离子有着较强的选择性。