2.1.2中和沉淀法
Cu、Ni、Zn、Pb、Sn、Cr等重金属离子形成氢氧化物所需的酸度条件差异较大。在含重金属的废水中加入适当数量和浓度的碱,可使这些重金属分别生成不溶或难溶解于水的氢氧化物沉淀,经过滤而与母液分离。中和沉淀法操作简单,而且可以用废碱液作为中和碱试剂,是常用的处理废水方法。在实际操作中需要注意以下几点。
(1)中和并过滤出沉淀后的废水,往往碱度很高,必须当作酸碱废水进行中和处理达标后才能排放。
(2)重金属废水中通常含有多种重金属离子。当pH值偏高时,Zn、Pb、Sn、Al等两性金属的氢氧化物沉淀可能有再溶解倾向,必须严格控制沉淀这些金属离子时的pH值,实行分段沉淀。
(3)废水中如果含有卤素、氰根、腐植质等阴离子时,这些阴离子有可能与重金属离子形成配合物,影响重金属离子生成氢氧化物沉淀。因此在中和前需对废水中的这些阴离子进行适当的预处理,破坏这些配合物。
(4)如果中和反应所得的固体颗粒太小,不易沉淀,可以加入絮凝剂辅助沉淀生成或用离心分离方式分离出沉淀。
2.1.3硫化物沉淀法
绝大部分重金属离子都可以与碱金属硫化物生成硫化物沉淀。因此,控制废水的酸度,加入可溶性硫化物,可以选择性地除去废水中的重金属离子。与中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的优点很明显。重金属硫化物的溶解度比其氢氧化物的溶解度更低,而且反应的pH值一般处于7~9之间,经过硫化物沉淀后的废水一般不用再次中和即可达到排放标准。但是由于重金属硫化沉淀物的颗粒较小,很容易形成胶体而难以沉淀下来。此外,过量的可溶性硫化沉淀剂残留在废水中,遇酸能生成硫化氢气体,产生二次污染。为了克服过量的可溶性硫化沉淀剂残留产生二次污染问题,英国学者在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子(该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高)。由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解,这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来,同时能有效够防止硫化氢气体的生成和硫化物离子的残留。
2.1.4铁氧体法
铁氧体沉淀法是使废水中的各种金属离子形成铁氧体晶粒并一起沉淀析出,从而使废水得到净化的方法。它是最近十多年来根据湿法生产铁氧体的原理发展起来的一种新型处理方法。铁氧体是一类复合的金属氧化物,其化学通式为M2FeO4或MOFe2O3(M代表其他金属),呈尖晶石状立方结晶构造。铁氧体约有百种以上,最简单而又常见的是磁铁矿FeO·Fe2O3或Fe3O4。形成铁氧体的条件是提供足量的Fe2+和Fe3+,Fe2+/Fe3+=1/2(摩尔比),最理想的生成条件是pH=8~9。铁氧体法处理含重金属离子的废水,能一次脱除废水中的多种金属离子,对脱除Cr、Fe、As、Pb、Zn、Cd、Hg、Cu、Mn等离子均有很好的效果。
2.1.5氧化还原法
利用废水中的重金属在氧化还原反应中被氧化或被还原的性质,把它们转化为无毒、低毒的物质,或转化为容易从水中分离出来的物质,从而达到处理的目的。可以分为化学还原法和电化学还原法两类。化学还原法是利用重金属的多种价态,在废水中加入一定的氧化剂或还原剂,使重金属获得容易从水中分离出来所需价态的方法。常用的还原剂有铁屑、铜屑、硫酸亚铁、亚硫酸氢钠和硼氢化钠等,常用的氧化剂有液氯、空气和臭氧等。氧化剂或还原剂的选择原则是生成物低毒或无毒(避免产生二次污染);价格便宜,易于取得;反应所需的pH值适中。目前化学氧化还原法一般用作废水处理的预处理方法。电化学还原法是利用电解过程中,废水与电源的正负极接触并发生氧化还原反应,废水中的重金属离子在阴极得到电子而被还原,这些重金属或沉淀在电极表面或沉淀到反应槽底部,从而降低废水中重金属含量的方法。这种方法能源消耗大,一般用于重金属离子浓度大的废水的处理。






