如皋酸性一體化廢水處理設施--隱藏功能

　工業廢水重金屬離子檢測

　　重金屬廢水處理前，首先需對廢水中的重金屬離子進行檢測，以確定廢水中重金屬元素和重金屬離子濃度及廢水的其他理化性質。重金屬離子的檢測是廢水處理過程中的一項重要工作，通過選用合理的重金屬離子檢測方法。能快速有效地對廢水中的重金屬進行檢測和評價。目前國內比較成熟的檢測方法有原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、電感耦合等離子體發射光譜法、激光誘導擊穿光譜法和X射線熒光光譜法等。隨著各種檢測方法的逐步完善及科學技術的不斷進步，重金屬離子的檢測方法具有高選擇性、高靈敏度、選取多樣性等特點。分析檢測儀器簡單便攜、功能多、靈敏度高和檢測精度高等優點。并逐漸向智能化、自動化、數字化方向發展。

　　二、重金屬離子廢水通用處理方法

　　含重金屬離子廢水的處理方法有化學處理法、物理處理法和生物法等方法。化學處理法和物理處理法因工藝簡單、技術成熟，效果明顯及高性價比而被廣泛應用。

　　1、化學處理法

　　化學處理法又分為中和沉淀法和電化學法。中和沉淀法是指在廢水中投加堿性的中和試劑，中和試劑與重金屬離子發生化學反應，而生成不溶于水或難溶于水的氫氧化物或碳酸鹽沉淀，再通過自然沉降或分離，從而達到去除重金屬離子的效果，而且堿性中和劑還可以降低廢水酸度。

　　電化學法是在廢水中加入通電電極。發生電解，因為重金屬離子呈陽性，所以會被吸引在電極的陰極，從而降低重金屬濃度。如果陽極為鐵片或鋁片，則可溶性陽極鐵或鋁不斷地失去電子，以Fe2+或Al3+進入溶液中形成具有較高吸附絮凝活性的Fe(OH)2或Al(OH)3等。從而能有效地去除去除重金屬離子。電化學法雖然具有較好的處理效果，但消耗能源大，不能廣泛使用。

　　2、物理處理法

　　物理處理法包括溶劑萃取法和吸附法。溶劑萃取法是依據重金屬離子在不同密度溶劑中溶解度不同原理，在廢水中加入萃取劑，使重金屬離子轉移至溶解度更大的萃取劑中，再根據兩種溶劑的密度不同而分離，從而去除重金屬離子。

　　吸附法是指在廢水中加入固體吸附劑，如活性炭。利用其較大的比表面積和高強的吸附能力，去除廢水中重金屬離子。但是活性炭價格昂貴，后期處理麻煩，綜合考慮其經濟性.以活性炭為吸附劑的處理方法無法廣泛應用。粉煤灰是火力發電廠排放的固體廢物。因為其的物化性質，已經在建材、市政、農業等領域大規模應用。考慮其對廢水中的重金屬污染物具有很好的吸附效果，尤其是以粉煤灰為原料的改性產品，如沸石分子篩等，吸附效果更優。這種方法工藝簡單，性價比高，更是以廢制廢，具有很高的研究及使用價值。

　很多工業生產中都會產生含氟廢水，如傳統工業中的有色金屬和稀有金屬的冶煉、不銹鋼酸洗、農藥、鋁電解精煉等，以及現代化工中的有機化學合成、電子工業、原子能工業等。氟是人體必需的微量元素之一，適量的氟對人體健康有益，人體內氟含量過少或過多都會對健康造成危害。成人每日需氟量為1.0～1.5mg，人們日常的飲用水中的含氟量不得超過0.6mg/L，如果飲用水中的氟超過1.5mg/L，那么就屬于高氟水，人們長期飲用高氟水會給身體造成很大的傷害，導致氟斑牙、氟骨病等，此外長期飲用高氟水還可能會引發某些腫瘤。高氟水主要是由工業生產產生的含氟廢水違規排放造成的，因此妥善地對工業廢水中的氟進行處理，對于保護環境，保證人體健康具有非常重要的意義。根據《污水綜合排放標準》，一級標準要求氟化物排放濃度小于10mg/L。我國高濃度含氟廢水亂排放的問題還沒有解決，很多企業沒有配備相應的設備來對含氟廢水進行無害化處理，導致其排放的廢水中氟化物濃度很高，對環境和人類身體健康造成了很大的威脅。基于此，本文對含氟廢水的處理方法進行了探討。從當前含氟廢水的處理方法來看，應用較為廣泛的有沉淀法和吸附法兩類，本文主要對二者進行探討。

　　1、沉淀法

　　1.1 化學沉淀法

　　化學沉淀法處理含氟廢水的原理是，通過在含氟廢水中加入一些能夠和廢水中氟離子產生化學反應，并且能夠產生難溶于水的沉淀物質，將氟從水中分離。化學沉淀法常用的沉淀劑包括石灰、電石渣、氯化鈣三種。

　　1.1.1 石灰沉淀法

　　石灰沉淀法是處理高濃度含氟廢水的重要方法，石灰石溶解后產生的鈣離子可以和水中的氟離子反應，生成難溶于水的氟化鈣，從而除去水中的氟。在實際應用過程中，由于反應所生成的氟化鈣會阻礙反應的一步進行，因此需要加量投放石灰。在pH為6.5～7.0的條件下，沉淀反應時間約1h，投加量為理論值的2.5倍以上是的除氟工況。

　　1.1.2 電石渣沉淀法

　　通過電石法生產聚乙烯時會產生廢渣，這些廢渣是電石和水反應生成的，不僅價格低廉而且易得，正是由于這一特點，電石渣沉淀法在含氟水實際處理中有比較多的應用。電石渣的主要成分是Ca(OH)2，所以其除氟的原理和石灰沉淀法類似，但是具有更好的效果，所需投加的量也更少，沉渣更易于脫水和沉淀。

　　1.1.3 氯化鈣法

　　氯化鈣法原理和石灰沉淀法類似，不過氯化鈣溶解度高，可以以溶液狀態投加到廢水中，能夠和水中的氟離子更充分地反應。其具有固體渣量少、加藥粉塵少、操作簡單方便等優點。其缺點在于價格較氫氧化鈣貴，在處理高濃度含氟廢水時成本較高。另外，由于大多數含氟廢水為酸性，在使用氯化鈣處理后，需要加堿中和，增加了廢水處理的成本。

　　1.2 混凝沉淀法

　　混凝沉淀法是一種通過在含氟廢水中加入具有凝聚能力或者是能夠和氟化物產生沉淀的物質，使廢水中的氟與其生成大量的膠體和難溶物質，然后通過沉淀、泥水分離的方式來去除水體中氟化物的方法。混凝沉淀法相較于化學沉淀法，不僅所需要投入的藥劑量比較少，而且處理量更大，經過一次處理后，氟化物濃度就可以低于10mg/L。而缺點在于，在處理高濃度的含氟廢水時，由于需要應用大量的混凝劑，成本比較高，因此通常將化學沉淀法和混凝沉淀法兩種方法混合使用，先通過化學沉淀的方式降低廢水中氟的濃度，然后加入混凝劑沉降吸附，使廢水達到排放標準。

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　1.2.1 無機混凝劑

　　無機混凝劑主要包括鋁鹽和鐵鹽兩種，這兩種鹽水解后產生的氫氧化物礬化能夠起到吸附氟離子的作用。另外，Al3+、Fe3+越能夠和氟離子發生絡合反應，從而達到去除氟離子的作用。

　　鋁鹽混凝沉淀法主要采用硫酸鋁、聚合硫酸鋁和聚合氯化鋁等鋁鹽，將其加入含氟廢水中能夠有效去除其中的氟化物，該方法具有良好的除氟效果，需要投入的藥劑量比較少，成本比較低，處理過的廢水氟化物濃度低于10mg/L。

　　鐵鹽混凝沉淀法主要應用、聚合硫酸鐵和氯化鐵等藥劑。尤其是聚合硫酸鐵，具有很好的除氟效果，相關試驗表明，其可以去除廢水中96%以上的氟離子，并且對其進行改性處理還能夠進一步提高其除氟效率，縮短反應時間。另外，鐵鹽混凝劑通常是和Ca(OH)2一起應用的，這樣能夠有效提高除氟效率，但是處理過的水需要調節pH，使其達到中性后才可排放，因此工藝相對復雜。

　　1.2.2 有機混凝劑

　　聚丙烯酰胺(PAM)是一種水溶性的高分子聚合物，其具有非常好的絮凝性，用于水處理的PAM主要有3種類型，分別是非離子、陰離子和陽離子，根據廢水的pH不同來選擇適當的PAM藥劑類型。PAM并不能夠直接除氟，但是其能夠起到吸附架橋的作用，加速絮凝體的形成，從而提高沉降的效果和速度，在實際應用中加入很少的PAM就可以達到效果，因此不會造成二次污染。除了PAM外，殼聚糖和丙烯酰胺改性殼聚糖、木質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體吸附劑，以分子引力或者化學鍵力將氟離子吸附到其表面，然后通過加入適當溶劑、加熱等方式進行解吸，從而實現分離和富集。吸附劑主要包括人工合成和天然吸附劑兩類。

　　2.1 人工合成吸附劑

　　人工合成吸附劑主要包括活性氧化鋁、活性氧化鎂、離子交換樹脂和活性炭等幾種。

　　2.1.1 活性氧化鋁

　　這是一種白色的顆粒狀多孔吸附劑，具有比表面積大的特點，應用其進行廢水除氟具有價格比較低廉、效果好以及操作簡單等優點。由于氧化鋁是兩性物質，其等電點約為9.5，因此在水的pH小于9.5時起能夠吸附陰離子，如果水的pH大于9.5，其則會吸附陽離子，因此其在酸性溶液中會吸附陰離子，對氟離子有著較強的選擇性。