目前重金属废水处理方法有很多种,如离子交换法、电解法、吸附法以及反渗透处理法等。重金属废水中含有数量较多且种类较多、成分复杂的重金属离子,因此在对其进行处理时,采用反渗透技术往往会取得比较显著的效果。
反渗透法是指一种利用半透膜与高压过滤的离子浓缩分离技术,是利用反渗透的原理,采用半透膜将溶液和淡水隔开,促使作为溶剂的水分子透过半透膜,达成水与重金属及其他溶质分离的目的。反渗透技术使用的反渗透膜,表面微孔孔径一般小于1 nm。在使用反渗透技术的过程中,外加压力必须大于溶液的渗透压力,半透膜必须具有高透水性、高选择性。
随着反渗透技术在重金属废水处理与回收中得到越来越广泛的应用,必须要对其成本问题进行深入的思考。反渗透技术中的核心部分就是反渗透膜,能否选择正确的反渗透膜对于废水处理的效果有着极为关键的影响。如今,我国市场上已经研发出了很多类型的反渗透膜,其具体功能与处理能力不一,因此其价格也不尽相同,但总体来说,反渗透膜的价格还是比较昂贵的,企业在选择时一定要结合自身的实际情况,不要盲目选择价格高的膜。
1、预处理
采用反渗透技术处理重金属废水时,必须做好预处理工作。这是因为反渗透膜对重金属离子浓度有一定的要求,所以必须掌握正确的预处理方法,才能达到控制和降低重金属离子浓度的目的,延长反渗透膜的使用寿命,降低水处理的成本,提高出水水质,处理重金属废水的流程才能正常进行。
虽然反渗透技术处理重金属废水就是靠反渗透膜分离重金属和水,但是当重金属离子浓度很高时,会造成渗透压升高,降低膜的分离性能,所以必须对重金属废水中的重金属离子浓度进行检测,采用化学沉淀降低重金属废水中重金属离子浓度,浓度合格后,才可以进行下一步操作,而且合适的预处理程序也可以有效减少反渗透膜的结垢,增强反渗透膜的分离效果。
2、调整工艺操作参数
采用反渗透技术处理重金属废水,需要根据重金属的性质,选择合理的工艺操作参数,如针对铁、铜、锌等,需要使用不同的方法进行加工,才能提高处理水的水质。因此在使用反渗透技术处理重金属废水时,需要考虑工艺操作参数。根据不同的重金属废水,选择合适的反渗透膜。反渗透膜分离重金属和水的效率随着pH下降而降低,而且采用不同的反渗透膜对pH的要求也不一样,不过一般控制在4~7;要求温度低于40 ℃,因为反渗透膜的分离程度随膜压降和温度的升高而加深,温度不变时,重金属废水的浓度随膜压降的升高而降低,降低的速率也随压降升高而降低,呈渐近线关系,离子的透过性与水对膜产生的膨胀作用有关。确定反渗透膜膜质材料后,再确定重金属废水的流入量和处理好的水的流出量,控制横向流速,设计佳膜面横流速度,减少重金属浓液在膜表面的堆积,从而避免重金属浓液对膜表面产生的不利影响。
3、清洗反渗透膜
考虑到成本问题,并不能每使用一次就更换一次反渗透膜,在反渗透装置长时间运行后,反渗透膜表面会逐渐积累各种污染物,如无机污垢和金属氧化物等。这些污染物会引起反渗透装置性能的下降,因此,需要对反渗透膜进行化学清洗和消毒。在这个过程中,必须根据反渗透膜的材质和污染物的种类选择合适的清洗剂,定期对反渗透膜进行化学清洗和消毒,从而大限度地减少反渗透膜结垢,保证反渗透膜的分离效率,延长使用寿命,提高出水水质,增加产水量。
4、重金属废水加工
经过预处理和调节反渗透技术的工艺参数,就可以对重金属废水进行处理。在使用反渗透技术处理重金属废水的过程中,操作压力为1.0~10.0 MPa,促使重金属废水透过反渗透膜,形成水和重金属浓液,从而截留废水中的重金属离子,将重金属和水分离,完成重金属废水处理。
验证结果表明,基于反渗透技术的重金属废水处理方法处理过的重金属废水已经达到规定的重金属废水排放标准,还可以回收部分水资源和浓缩的重金属,进行二次利用。对重金属废水处理的研究并不全面,还存在许多不足,需要改进。因此,还需要对重金属废水处理方法进行研究,从而减少重金属污染,保护水环境。
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