含鋅廢水處理方法

      鋅是一種在地球上儲量較為豐富的重金屬資源。我國鋅礦資源儲量居*二位，鋅資源并廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)如冶煉、制藥及食品行業(yè)之中。鋅是人體健康*的元素，它廣泛存在于人體肌肉及骨骼中，但是含量甚微，如果超量就會發(fā)生嚴重后果。含鋅廢水的排放對人體健康和工農(nóng)業(yè)活動具有嚴重危害，具有持久性、毒性大、污染嚴重等危害，一旦進入環(huán)境后不能被生物降解，大多數(shù)參與食物鏈循環(huán)，并zui終在生物體內(nèi)積累，破壞生物體正常生理代謝活動，危害人體健康。在鋅酸鹽溶液中，加適量酸也可析出Zn(0H)2 白色沉淀，再加過量的酸、沉淀又復溶解。鋅的氫氧化合物為兩性化合物，pH 值過高或過低，均能使沉淀返溶而使出水超標。所以在用化學沉淀法處理含鋅廢水的過程中，要注意pH 值的控制。

含鋅廢水處理方法有很多，本文介紹幾種常見的處理方法。

2.1.1 混凝沉淀法

混凝沉淀法其原理是在含鋅廢水中加入混凝劑（石灰、鐵鹽、鋁鹽），在pH=8～10 的弱堿性條件下，形成氫氧化物絮凝體，對鋅離子有絮凝作用，而共沉淀析出。尹庚明等采用混凝沉淀法對江門粉末冶金廠錳鋅鐵氧體生產(chǎn)廢水進行處理，處理規(guī)模為30-80m3/d。實驗室試驗和工廠實際運行結(jié)果表明，本法土建及設備投資少，工藝簡便，運行費用低，處理效果好。懸浮物去除率可達99.9%，濁度去除率可達99%，懸浮物由200-350mg/L 降為0.002-0.005mg/L ，濁度由600-1200 度降為6-8 度，出水水質(zhì)達到GB8978-1996 中的一級標準。且出水和廢水中的金屬氧化物均可回收利用。

2.1.2 硫化沉淀法

硫化沉淀法利用弱堿性條件下Na2S、MgS 中的S2+與重金屬離子之間有較強的親和力，生成溶度積極小的硫化物沉淀而從溶液中除去。硫加入量按理論計算過量50%～80%。過量太多不僅帶來硫的二次污染，而且過量的硫與某些重金屬離子會生成溶于水的絡合離子而降低處理效果，為避免這一現(xiàn)象可加入亞鐵鹽。

2.1.3 鐵氧體法

鐵氧體即為鐵離子與其它金屬離子組成的氧化物固溶體，該工藝zui初由日本電氣公司（NEC）研制成功。根據(jù)形成鐵氧體形成的工藝條件，可分為氧化法和中和法，氧化法需要加熱和通氣氧化，要求添加新的設備，而中和法可以通過適當控制加入廢水中亞鐵離子和鐵離子的濃度等條件形成鐵氧體，可以不必增加設備，投資費用較低。在形成鐵氧體的過程中，鋅離子通過包裹、夾帶作用，填充在鐵氧體的晶格中，并緊密結(jié)合，形成穩(wěn)定的固溶物。湯兵等人研究了鐵氧體法處理含鋅、鎳混合廢水的工藝條件。在pH=8.0-10.0， 2=Fe2+:M2+=8(M2+以廢水中總離子含量計)，外加磁場強度為200T 的條件下，鋅、鎳離子能夠同時去除，其去除率可達99%以上，沉渣沉降時間可縮短為10min。

2.1.4 電解法

電解法是利用金屬的電化學性質(zhì)，在直流電作用的下，鋅（II）的化合物在陽極離解成金屬離子，在陰極還原成金屬，而除去廢水中的廢水中的鋅離子。該方法是處理含有高濃度含鋅廢水的一種有效方法，處理效率高并便于回收利用。但這種方法缺點是水中的鋅離子濃度不能降得很低。所以，電解法不適用于處理含較低濃度的含鋅廢水，并且此種方法電耗大，投資成本高。

2.1.5 離子交換法

與沉淀法和電解法相比，離子交換法在從溶液中去除低濃度的含鋅廢水方面具有一定的優(yōu)勢。離子交換法在離子交換器中進行，此方法借助離子交換劑來完成。在交換其中按要求裝有不同類型的交換劑（離子交換樹脂），含鋅廢水通過交換劑時，交換機上的離子同水中的鋅離子進行交換，達到去除水中鋅離子的目的。這個過程是可逆的，離子交換樹脂可以再生，一般用在二級處理。陳文森等人利用靜態(tài)吸附方法，實驗結(jié)果表明，酸的存在對樹脂吸附Zn2+影響很大，酸度越大吸附量越小，鹽的存在在一定范圍內(nèi)有利于Zn2+的吸附，但超過一定濃度則不利于Zn2+的吸附。

不溶性淀粉黃原酸醋，是一種優(yōu)良的重金屬離子脫除劑，受到各國廣泛的重視。張淑媛等人探討了用不溶性淀粉黃原酸醋脫除廢水中鋅離子的方法和條件，脫除效果和影響因素，該法脫除率高，經(jīng)一次處理脫除率大于98%，鋅離子殘余濃度小于0.2mg/L。反應迅速，適應范圍廣。殘渣穩(wěn)定，無二次污染。

2.1.6 吸附法

吸附法是應用多孔吸附材料吸附處理含鋅廢水的一種方法，傳統(tǒng)吸附劑是活性炭及磺化煤等，近年來人們逐漸開發(fā)出具有吸附能力的吸附材料，這些吸附材料包括陶粒、硅藻土、浮石、泥煤等及其各種該性材料，目前，有些已經(jīng)應用到工業(yè)生產(chǎn)中去。王士龍等人對陶粒處理含鋅廢水進行了試驗研究，探討了陶粒用量、廢水酸度、接觸時間、溫度等因素對除鋅效果的影響。結(jié)果表明:在廢水pH4-10 、Zn2+濃度為0 mg/L-200 mg/L 范圍內(nèi)，按鋅與陶粒質(zhì)量1:80 的比例投加陶粒處理含鋅廢水，鋅的去除率達99%以上，處理后的含鋅廢水達排放標準。

通過對以上傳統(tǒng)的物理化學方法的介紹可以看出，這些方法不同程度上存在投資大，運行費用高，治理后的水難以達標，污泥產(chǎn)量大等問題。生物法相比傳統(tǒng)物理化學法有投資小、運行費用低、無二次污染等優(yōu)點，使得越來越多的研究人員開始對生物法進行研究。

2.2 生物法

生物法是通過生物有機體或其代謝產(chǎn)物與金屬離子之間的相互作用達到凈化廢水的目的，具有低成本、環(huán)境友好等優(yōu)點，日趨成為世界各國研究的焦點。生物處理方法根據(jù)其原理不同大致可以分為兩類：生物吸附法和生物沉淀法。

2.2.1 生物吸附法

由于許多微生物具有一定的線性結(jié)構(gòu)，有的表面具有較高的電荷和較強的親水性或疏水性，能與顆粒通過各種作用（比如離子鍵、吸附等）相結(jié)合，如同高分子聚合物一樣起著吸附劑的作用。國內(nèi)外關于用生物吸附技術處理含鋅廢水的研究很多，主要集中在純菌種的分離提取、基因工程菌的構(gòu)造、混合菌的培養(yǎng)等方面。

2.2.2 生物沉淀法

以硫酸鹽還原菌為代表的生物沉淀法處理含鋅廢水具有處理費用低、去除率高的優(yōu)點。在研究取得進展的同時，也暴露了營養(yǎng)源不能被生物充分利用，導致出水的COD 值高； 金屬離子的毒害作用影響處理效果等缺陷。