微波-化學法處理高濃度重金屬廢水
摘要：依據鋅冶煉廢水水質特征及出水要求,設計試驗裝置及工藝,研究微波-化學法處理鋅冶煉重金屬廢水新技術。由試驗結果可知,該工藝技術能有效地去除廢水中的Cd、Pb、As、Zn等重金屬污染物,去除效率均在95%以上,出水中重金屬離子濃度低于鉛鋅工業污染物排放標準(GB25466—2010),且抗沖擊負荷能力強；同時考察微波作用時間、微波功率、進水流量、B+F試劑投加量等對去除效果的影響,通過對比試驗發現微波對水質中重金屬去除率具有很大的作用,微波作用時間長短對處理效果影響不顯著,該實驗裝置的最佳進水量為1m3·h-1,微波功率最適宜為1kW,B藥劑最佳投加量為0.15g·L-1,F藥劑投加量為0.1g·L-1；沉淀絮體進行物相分析和重金屬含量分析發現,大部分重金屬都能有效被截留。絮體中Zn含量約10%,Cd含量0.7%,滿足冶煉工藝要求,可資源化利用。
關鍵詞：微波-化學法，重金屬廢水，物相分析
重金屬污染是我國水環境面臨的嚴峻問題之一。由于其高毒性、累積性和持久性，嚴重威脅著水環境生態和飲用水安全。目前，針對重金屬廢水處理方法主要有３類：第一類是化學方法，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體共沉淀法、化學還原法、電化學還原法和高分子重金屬捕集劑法等。第二類物理方法，包括吸附、濃縮、分離的方法、溶劑萃取、蒸發和凝固法、離子交換和膜分離等。第三類是生物法，包括生物絮凝、生物化學法和植物生態修復等。目前，最為常用的仍然是化學法。
近年來，微波技術被引入到環境科學與工程領域，在污染物治理、環境監測與分析、清潔生產與綠色工藝等方向上取得了許多成功的范例。楊良玉等研究了微波強化內電解處理染料廢水，結果表明，微波不僅可以再生炭鐵混合物，而且可以氧化分解活性炭吸附的染料；同時還可以促進微波再生活性炭，微波作用多次后炭鐵混合物對廢水的去除率仍能保持色度去除率９９％，ＣＯＤ去除率６４％；Ｃｈａ等對微波脫除燃煤煙氣中的ＳＯ２和ＮＯｘ進行了研究，利用炭床將ＳＯ２和ＮＯｘ吸附后，在微波加熱作用下將ＳＯ２和ＮＯｘ分別還原為單質硫和氮氣，去除率接近９８％．微波處理ＮＯｘ后的再生炭床的比表面積從８２ｍ２·ｇ－１增加到８００ｍ２·ｇ－１。利用微波技術處理重金屬廢水的研究鮮有報道。
本文選取湖南省某大型鋅冶煉廠的綜合廢水作為處理對象，研究微波-化學法對廢水中Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｓ的去除效果及運行工況。對沉淀絮體中重金屬進行檢測，考察是否滿足冶煉工藝要求，可以資源化利用。本研究為開展湘江流域水環境重金屬污染控制技術和飲用水安全保障技術提供技術支持。
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