含锌废水处理技术

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1、1.前言　　锌是一种在地球上储量较为丰富的重金属资源。我国锌矿资源储量居世界第二位[1]，锌资源并广泛应用于现代工业生产如冶炼、制药及食品行业之中。锌是人体健康不可缺少的元素，它广泛存在于人体肌肉及骨骼中[2]，但是含量甚微，如果超量就会发生严重后果。含锌废水的排放对人体健康和工农业活动具有严重危害，具有持久性、毒性大、污染严重等危害，一旦进入环境后不能被生物降解，大多数参与食物链循环，并最终在生物体内积累，破坏生物体正常生理代谢活动，危害人体健康。随着人类对重金属的开采、冶炼、加工等生产活动的日益增加，产生的重金属废水无论是从数量上还是种类

2、上都大大增加，造成了严重的环境污染和资源浪费。因此含锌废水的治理仍然是世界环保领域的重大研究课题。　　2国内外处理含锌废水的研究现状　　目前，国内外根据其处理手段的不同，可分为物化法和生物法，根据锌在溶液中存在的形态不同，常用的处理方法分两类[3]：第一类是使废水中呈溶解状态的锌（II）离子转变为不溶的重金属化合物，经过沉淀或浮上法从废水中除去，具体方法有化学沉淀法、离子交换法、吸附法等；第二类是使废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和分离，具体方法有反渗透法、电渗析法、蒸发浓缩法。通常多采用第一种方法，第二种方法只有在特殊情况下

3、才采用。从90年代开始，世界各国致力于研究微生物法处理含锌废水，有些已得到了较好的运用。　　2.1化学沉淀法　　锌是一种两性元素，它的氢氧化物不溶于水，并具有弱碱性和弱酸性，故其化学式可写作：碱式:Zn(OH)2，酸式:H2ZnO2。由于它呈两性、故在强酸或强碱中能溶解。在锌酸盐溶液中加适量的碱可折出Zn(0H)2白色沉淀，再加过量的碱，沉淀又复溶解;但反之，在锌酸盐溶液中，加适量酸也可析出Zn(0H)2白色沉淀，再加过量的酸、沉淀又复溶解。锌的氢氧化合物为两性化合物，pH值过高或过低，均能使沉淀返溶而使出水超标。所以在用化学沉淀法处理含锌废

4、水的过程中，要注意pH值的控制。　　2.1.1混凝沉淀法　　混凝沉淀法其原理是在含锌废水中加入混凝剂（石灰、铁盐、铝盐），在pH=8～10的　　弱碱性条件下，形成氢氧化物絮凝体，对锌离子有絮凝作用，而共沉淀析出。尹庚明[4]等采用混凝沉淀法对江门粉末冶金厂锰锌铁氧体生产废水进行处理，处理规模为30-80m3/d。实验室试验和工厂实际运行结果表明，本法土建及设备投资少，工艺简便，运行费用低，处理效果好。悬浮物去除率可达99.9%，浊度去除率可达99%，悬浮物由200-350mg/L降为　　0.002-0.005mg/L，浊度由600-1200度

5、降为6-8度，出水水质达到GB8978-1996中的一级标准。且出水和废水中的金属氧化物均可回收利用。　　2.1.2硫化沉淀法　　硫化沉淀法利用弱碱性条件下Na2S、MgS中的S2+与重金属离子之间有较强的亲和力，生成溶度积极小的硫化物沉淀而从溶液中除去。硫加入量按理论计算过量50%～80%。过量太多不仅带来硫的二次污染，而且过量的硫与某些重金属离子会生成溶于水的络合离子而降低处理效果，为避免这一现象可加入亚铁盐。　　2.1.3铁氧体法　　铁氧体即为铁离子与其它金属离子组成的氧化物固溶体，该工艺最初由日本电气公司（NEC）研制成功。根据形成铁

6、氧体形成的工艺条件，可分为氧化法和中和法，氧化法需要加热和通气氧化，要求添加新的设备，而中和法可以通过适当控制加入废水中亚铁离子和铁离子的浓度等条件形成铁氧体，可以不必增加设备，投资费用较低。在形成铁氧体的过程中，锌离子通过包裹、夹带作用，填充在铁氧体的晶格中，并紧密结合，形成稳定的固溶物。汤兵[5]等人研究了铁氧体法处理含锌、镍混合废水的工艺条件。在pH=8.0-10.0，2=Fe2+:M2+=8(M2+以废水中总离子含量计)，外加磁场强度为200T的条件下，锌、镍离子能够同时去除，其去除率可达99%以上，沉渣沉降时间可缩短为10min。　

7、　2.1.4电解法　　电解法是利用金属的电化学性质，在直流电作用的下，锌（II）的化合物在阳极离解成金属离子，在阴极还原成金属，而除去废水中的废水中的锌离子。该方法是处理含有高浓度含锌废水的一种有效方法，处理效率高并便于回收利用。但这种方法缺点是水中的锌离子浓度不能降得很低。所以，电解法不适用于处理含较低浓度的含锌废水，并且此种方法电耗大，投资成本高。　　2.1.5离子交换法　　与沉淀法和电解法相比，离子交换法在从溶液中去除低浓度的含锌废水方面具有一定的优势。离子交换法在离子交换器中进行，此方法借助离子交换剂来完成。在交换其中按要求装有不同类

8、型的交换剂（离子交换树脂），含锌废水通过交换剂时，交换机上的离子同水中的锌离子进行交换，达到去除水中锌离子的目的。这个过程是可逆的，离子交换树脂可以再生，一般用在二