化學(xué)反應(yīng)—過濾法在含鎘廢水治理中的應(yīng)用

【摘要】采用化學(xué)反應(yīng)—過濾工藝進行了含鎘廢水治理的實驗和工程應(yīng)用。結(jié)果表明，上述工藝流程用于含鎘廢水治理是可行的。當系統(tǒng)進水鎘濃度小于1000mg/L時，出水濃度小于0.1mg/L，符合《污水綜合排放標準》GB8978—1996相關(guān)規(guī)定。系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥量少，便于收集和后續(xù)處理。

【關(guān)鍵詞】含鎘廢水；化學(xué)反應(yīng)—過濾法

1、前言

鎘及其化合物是一種毒性很大的物質(zhì)。被公認為是一種危險的環(huán)境污染物，及微量的鎘就可對人體造成傷害。人體內(nèi)的鎘主要是從外界環(huán)境中吸取的，通過食物、水和空氣而進入體內(nèi)蓄積下來。它能引起急性肺炎、肺水腫、肺纖維化和腎臟病等疾病，并伴有骨質(zhì)疏松癥和骨質(zhì)軟化癥。我國和日本都曾經(jīng)出現(xiàn)過污染區(qū)鎘中毒的情況。鎘對人體的危害引起了世界各國的重視，各國均制定了相應(yīng)的國家標準。我國規(guī)定工業(yè)廢水中鎘的最高排放濃度為0.1mg/L。含鎘廢水在排放前必須進行處理，以達到排放的要求，避免污染中毒事件的發(fā)生。因此，含鎘廢水的有效處理刻不容緩，研究、開發(fā)高效經(jīng)濟的含鎘廢水的處理技術(shù)，具有重大的社會、經(jīng)濟和環(huán)境意義。

目前，國內(nèi)外處理含鎘廢水的方法主要可分為化學(xué)法、物理化學(xué)法和微生物法?；瘜W(xué)法是目前應(yīng)用較多的一種處理鎘廢水的方法，該方法簡單、方便、經(jīng)濟適用，特別適用于鎘離子濃度較高的水體中鎘的去除。根據(jù)沉淀劑的不同，可以分為：氫氧化物沉淀法、硫化鎘沉淀法、碳酸鎘沉淀法、磷酸鎘沉淀法、硫酸鐵沉淀法及綜合沉淀法。物理化學(xué)法主要包括離子交換法、吸附法、膜分離法。生物法主要采用細菌、真菌、海藻等來處理含鎘廢水，并取得一定的效果。應(yīng)化學(xué)沉淀法處理后的含鎘污泥含水率較高（95—97%），污泥最終處置困難，為了克服這一缺點，本工程采用化學(xué)反應(yīng)—過濾法處理含鎘廢水，可大幅度降低含鎘廢水的含水率，在此主要介紹處理工藝流程及處理結(jié)果。

2、工藝流程及處理結(jié)果

2.1廢水特性

工程地點為西安諾博爾稀貴金屬材料有限公司廠區(qū)內(nèi)。鎘廢水主要來源于鍍鎘金屬廢料經(jīng)有用金屬提取回收后剩余的含鎘酸性廢水。Cd2+濃度：500mg/L—1800mg/L，pH：1—2。本工程根據(jù)鎘離子在不同溶液中溶度積不同的原理，采用二級化學(xué)反應(yīng)—過濾法進行鎘廢水處理。采用間歇式運行。工藝流程見下圖。

2.2工藝流程

含鎘廢水濃度不均勻，首先在鎘廢水調(diào)節(jié)池進行水質(zhì)、水量調(diào)節(jié)，使Cd2+濃度小于1000mg/L，并進行pH值調(diào)節(jié)，然后依次投加Na2CO3、PAC、PAM進行混合反應(yīng)，反應(yīng)時間為10—20min，反應(yīng)完畢后經(jīng)過濾裝置1進行處理，絕大部分懸浮物已被去除，只有及少量的懸浮物進入二級反應(yīng)池，在二級反應(yīng)池投加Na2S、PAC、PAM進行進一步混合反應(yīng)，反應(yīng)時間為10—20min，反應(yīng)后出水經(jīng)過濾裝置1進行處理，去除剩余的懸浮物。出水經(jīng)過濾裝置2處理后排入排放池，在排放池中投加HCl、NaClO，用HCl調(diào)節(jié)處理廢水至6—9，用NaClO氧化投加過量的Na2S。本工程采用空氣系統(tǒng)吹脫過濾裝置1中污泥的水分，降低污泥含水率，污泥含水率可達到60%。

3、運行結(jié)果及分析

表1、表2列出了2010年11月至2011年5月運行測定結(jié)果。表中數(shù)據(jù)為每日運行平均值。鎘離子檢測方法采用GB7475—87《水質(zhì)銅、鋅、鉛、鎘的測定 原子吸收分光光度法》。

3.1一級反應(yīng)系統(tǒng)運行結(jié)果及分析

從表1可以看出原水進水pH值在1—2之間，大多數(shù)金屬離子在此條件下處于溶解狀態(tài)，難以沉淀，鎘離子也是如此。所以需調(diào)節(jié)pH值，pH值調(diào)節(jié)到8—10之間。藥劑投加量與鎘廢水濃度比為：Cd2+：Na2CO3：PAC：PAM=1：2：0.05：0.01，從處理結(jié)果可以看出：在各組廢水中投加相同量藥劑時，鎘廢水進水濃度變化對處理結(jié)果影響很小，當pH值控制在8—10.3之間時，處理效果好，見鎘廢水處理效率圖和不同PH值處理鎘廢水圖。

3.2二級反應(yīng)系統(tǒng)運行結(jié)果及分析

二級反應(yīng)系統(tǒng)的進水為一級反應(yīng)系統(tǒng)的出水，因二級系統(tǒng)進水的Cd2+濃度已經(jīng)很低，在0.1—1.0mg/L之間，需要投加理論藥劑量很少，但為了確保鎘廢水處理效果，應(yīng)投加過量的藥劑，鎘廢水濃度與投加各種藥劑量之比為：Cd2+：Na2S：PAC：PAM=0.1：10：30：5，從表2可以看出當pH值為8—9時處理后廢水測試結(jié)果不理想，不滿足《污水綜合排放標準》GB8978—1996的排放標準。其余測試結(jié)果很好，其中水樣五和水樣六測定結(jié)果為0.004mg/L，為最低測定濃度值。在本工程中二級出水的pH值偏堿性需用HCl將pH值調(diào)節(jié)至6—9，另需投加NaClO氧化過量的Na2S。

4、結(jié)論

系統(tǒng)運行結(jié)果表明，采用化學(xué)反應(yīng)—過濾法處理含鎘廢水是可行的。當鎘廢水濃度控制在1000mg/L以下，pH值控制在9—10之間時，投加適當?shù)乃巹┝刻幚硇Ч浅：茫畲笕コ士蛇_到99.99%以上。滿足《污水綜合排放標準》GB8978—1996的排放標準。本工程采用過濾法截留反應(yīng)過程中產(chǎn)生的污泥，最終污泥的含水率在60—70%之間，產(chǎn)生的污泥已形成塊狀固體，便于收集和后續(xù)處理，產(chǎn)生的污泥量是化學(xué)沉淀法污泥量的1/6—1/10，遠遠低于化學(xué)沉淀法產(chǎn)生的污泥量（含水率95—97%），大大減少了污泥體積。

本工程不足之處：1.對鎘廢水濃度控制在1000mg/L以下的鎘廢水進行處理和數(shù)據(jù)檢測，對于濃度大于1000mg/L的鎘廢水有必要進行進一步的研究和檢測；2.本工程中對各種藥劑的投加量的多少對處理結(jié)果的影響沒有做進一步的研究，有待于進一步研究。