化學(xué)沉淀法處理含鋅廢水的工藝研究

李瑩

【摘 要】在各項工業(yè)廢水的排放過程中，含鋅廢水的危害性是非常大的。本論文綜述了含鋅廢水處理的必要性，采用化學(xué)沉淀法對廢水中鋅進(jìn)行了相應(yīng)的工藝處理。實驗結(jié)果表明：在含鋅廢水中加入氧化鈣的量定為1.15 g/L，反應(yīng)溫度設(shè)定在55℃時，反應(yīng)時間設(shè)定為1h時，經(jīng)過檢測可以把廢水當(dāng)中的Zn2+濃度降低到0.37mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國標(biāo)的排放含量，此工藝操作簡單值得推廣。

【關(guān)鍵詞】 化學(xué)沉淀法 ?含鋅廢水 ?廢水處理工藝

鋅離子作用于水溶液當(dāng)中產(chǎn)生的反應(yīng)，其感官性狀的濃度遠(yuǎn)比毒性作用的濃度低。查閱相當(dāng)文獻(xiàn)我們可以得知，當(dāng)鋅離子濃度為4ppm時就可以味覺感之，更有敏感的人在2ppm時就可以感覺到異味。當(dāng)鋅離子濃度增加到30ppm時，可以同廢水中的其它物質(zhì)作用從而使得溶液變得混濁。當(dāng)鋅離子的濃度大于lppm時其對農(nóng)田作物的危害也是非常之大的，特別是隨著時間的推移，土壤及生長的植物當(dāng)中的鋅離子進(jìn)行了一定時間的富集之后，當(dāng)人們食用了鋅離子濃度過高的植物都會對人體產(chǎn)生危害，甚至致人于死亡。還有文獻(xiàn)中指出，有關(guān)飲水中鋅的含量為10-20mg/L而引起致癌作用的資料。用含鋅5-20mg/L的水對鼠進(jìn)行2-3年的長期實驗，確定出癌瘤惡化的可能性。 鋅對魚類的致死濃度始于0.01mg/L，而魚卵為0.4mg/L。可見鋅離子對魚類的毒性非常之大，而且毒性作用出現(xiàn)的時間都會有相應(yīng)的加快。另外還要提醒的是，鋅離子基本上對所有的魚類都有劇毒作用，而不僅僅是哪一類魚類。所以對于含鋅離子濃度較高的廢液一定不能隨便的進(jìn)行排放，要進(jìn)行一定的處理把鋅離子濃度降低到一個安全濃度后才能排放，否則會危害人類和社會對于含鋅廢水的處理是必須的，也是非常嚴(yán)肅的一件事情，國家甚至制定了相應(yīng)的含鋅廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)供相關(guān)的企業(yè)進(jìn)行參考。

當(dāng)前我國含鋅廢水的處理方式非常之多。比較典型的有化學(xué)沉淀法、吸附法和鋅回收法。其中化學(xué)沉淀法因為操作簡單，處理成本低、實用方便，所以使用的范圍非常廣泛。在化學(xué)沉淀法當(dāng)中一般使用的都是酸堿中和沉淀法。從物質(zhì)的性質(zhì)上我們可以看到，氫氧化鋅為兩性物質(zhì)，它在具有堿性的同時還具有酸性。氫氧化鋅在pH為9-11時溶解度最小，在pH<9或pH>11時，氫氧化鋅均會發(fā)生溶解，處理效果不穩(wěn)定。

1 實驗方法

1.1 實驗的儀器與藥品

藥品：工業(yè)級的CaO;含鋅廢水：從生產(chǎn)車間取出的擅未處理的含鋅廢水，其成份分析如表1所示。

儀器：WZF-333原子吸收光譜儀，R-2002電力攪拌器，ZF-20D電子天平。

工業(yè)級的氧化鈣當(dāng)中不光含有鈣元素，同時還伴隨著硅、鎂、鐵、錳等元素組成，他們都是以氧化化的形態(tài)存在于工業(yè)級的氧化鈣當(dāng)中。但是因為在此次實驗當(dāng)中，當(dāng)氧化鈣沉沉淀鋅反應(yīng)過程當(dāng)中，SiO2、Fe2O3、MnO、MgO都是非常難以溶解的，所以他們不會影響相應(yīng)的雜質(zhì)元素的變化。從表1可以看出：鋅液廢水中除Zn2+以外，F(xiàn)e3+，Cu2+，Co3+，Cd2+等金屬離子濃度很低，不影響鋅液廢水處理后的外排標(biāo)準(zhǔn)，鋅液廢水基本呈中性。

1.2 實驗原理

鋅的氫氧化物具有兩性，堿式：Zn（OH）2，酸式：H2ZnO2。在酸性冶煉廢水中加入氧化鈣，采用中和法調(diào)節(jié)廢水的pH值，使之保持在9-11之間，加入絮凝劑使水中的鋅及其它金屬物質(zhì)生成沉淀，并回收了廢水中的有價金屬鋅。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 氧化鈣用量的影響

取洗液1000mL放在容量為2000mL的燒杯中，然后進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄嚢?，并加?.5h，我們考察在相同反應(yīng)時間下，溫度的不同氧化鈣用量的變化對沉鋅效果的影響，實驗結(jié)果見圖1所示。

從圖1中我們可以得到如下結(jié)論，我們實驗所有的溫度都可以將溶液中的Zn2+降低到2mg/L以下。從圖1可以看出，在實驗設(shè)定的不同反應(yīng)溫度條件下，隨著氧化鈣用量的不斷增加，溶液中的鋅離子濃度均呈現(xiàn)下降趨勢，而且在變化的過程中均有不同程度的拐點出現(xiàn)。從圖1中我們可以看到，當(dāng)實驗條件為溫度為55℃，氧化鈣用量為1.15g/L時，Zn2+濃度最先降低到2mg/L以下（國標(biāo)當(dāng)中鋅的出水標(biāo)準(zhǔn)要求在2mg/L以下），從圖1當(dāng)中可以看到橫坐標(biāo)氧化鈣用量為1.15 g/L時，縱坐標(biāo)的Zn2+濃度正好為2mg/L，此時對應(yīng)的溫度為55℃。所以實驗最佳條件為：溫度為55℃，氧化鈣用量為1.15g/L。

2.2 反應(yīng)時間對氧化鈣沉鋅效果影響

我們確定反應(yīng)溫度為55℃，氧化鈣用量為1.15g/L的相同條件下，進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄嚢杩疾榉磻?yīng)時間對氧化鈣沉鋅效果的影響，實驗結(jié)果見圖2。我們可以明顯的看出來在1h時出現(xiàn)拐點，是為最合適的反應(yīng)時間，此時鋅濃度降低到0.37mg/L。

3 結(jié)語

綜上實驗結(jié)果表明：在含鋅廢水中加入氧化鈣的量定為1.15 g/L，反應(yīng)溫度設(shè)定在55℃時，反應(yīng)時間設(shè)定為1h時，經(jīng)過檢測可以把廢水當(dāng)中的Zn2+濃度降低到0.37mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國標(biāo)的排放含量，此工藝操作簡單值得推廣。另外沉淀下來的濾渣也可以進(jìn)行相應(yīng)的回收，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]于曉彩，劉培，于洋.殼聚糖處理含鋅廢水的研究[J].沈陽化工學(xué)院學(xué)報，2009，03：226-229.

[2]蘇賽賽，趙金安.三維電沉積法處理含鋅廢水的實驗研究[J].太原師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，04：169-173.

[3]潘忠成，李琛.吸附法處理含鋅廢水研究進(jìn)展[J].四川化工，2013，02：9-12.