【污水處理工藝】化學(xué)實(shí)驗(yàn)室重金屬廢水的處理過程
1、排放
排放是較為方便的處理方式。優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，設(shè)備以及條件要求不高，故經(jīng)濟(jì)性較好。相應(yīng)的缺點(diǎn)在于，雖然可以很大程度上減少污染，但無法完全消除。
以鉻(VI)為例，前一部分已經(jīng)說明淤泥處理重鉻酸鉀污染的可行性。據(jù)我們統(tǒng)計(jì)，浦口校區(qū)大一實(shí)驗(yàn)共計(jì)600人左右，使用后排放的洗液以及滴定劑共含有2~2.5千克重鉻酸鉀。按照實(shí)驗(yàn)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)，8克泥土可以處理含約10~20毫克重鉻酸鉀的廢水，一年的泥土需求量將在2~2.5噸（約1~2立方米）之間。為此，可以建設(shè)小規(guī)模的處理池，首先收集重鉻酸鉀廢液，貯于池中，再投入足量的淤泥（由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可見，為保證效果，且鑒于淤泥易于獲得，應(yīng)予過量投放）。加入適量硫酸酸化，再放置一定時間（由于一學(xué)年的廢水可以同時處理，故處理時間十分充裕，可以在長期放置的情況下使之完全反應(yīng)）。
基于另一實(shí)驗(yàn)事實(shí)，即處理效果與初始濃度正相關(guān)，鉻濃度越高，相同質(zhì)量的淤泥對其處理效果就相對越好。為此，我們在實(shí)際處理中可以不對廢水進(jìn)行如實(shí)驗(yàn)般的稀釋，而可以采取多級處理的方案，逐步降低廢水中鉻濃度，以取得佳的效果。
關(guān)于使用硫酸可能造成成本過高的問題，我們認(rèn)為，由于鉻(VI)在酸性條件下方顯強(qiáng)氧化性，故任何以化學(xué)處理（還原方式）為主的處理方法都有一定的耗酸量，所以這方面的成本是難以避免的。
另一相關(guān)問題在于此法實(shí)施以后產(chǎn)生的含鉻泥土如何處理。此種泥土含有較多的鉻。大部分鉻(VI)已被還原，故毒性已大大降低，污泥的總量大概二至三噸。由于其為固體形態(tài)，量又不大，便于集中和運(yùn)輸，可以直接交由南京的專業(yè)污染物處理點(diǎn)進(jìn)一步處理。
2、回收
以實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的條件，較簡便的金屬回收方法是將金屬離子以氫氧化物的形式沉淀分離。這就要求與上述淤泥處理完全不同的方法。
首先考察各種金屬離子的排放形式：鉻（重鉻酸鉀，硫酸鉻）；汞（氯化汞，氯化亞汞）；鉛（EDTA合鉛(II)）；銅（EDTA合銅，硫酸銅），等等。其中，氯化汞和硫酸鉻屬于共同排放。
通過計(jì)算得知，每年實(shí)驗(yàn)中排放氯化汞（重鉻酸鉀法測鐵）約0.5千克，排放鉛離子（錫青銅中鉛錫的測定）1~2千克，數(shù)量也相當(dāng)可觀。
總體的處理思路是，對于高價陰離子，先將其還原為低價陽離子；而對EDTA配離子則可先行置換。為此我們考慮以硫酸亞鐵胺為還原劑——在大一上期的化學(xué)制備實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生了大量的硫酸亞鐵胺。由于純度的原因用途十分有限。因此可以用來還原重鉻酸鉀。還原后的溶液中含有鐵(III)及鉻(III)離子。從它們氫氧化物的溶度積可以知道，鐵(III)及鉻(III)離子的沉淀?xiàng)l件分別是PH=3~4以及PH=8~9，因此可以使用廉價的石灰調(diào)整PH值，先將高鐵沉淀分離（待作他用），再將鉻(III)沉淀回收。
由此產(chǎn)生的氫氧化鐵以鹽酸溶解后，可以用于置換EDTA合鉛、銅中的鉛和銅。這里，EDTA合鐵(III)的穩(wěn)定常數(shù)是EDTA金屬配合物里最高的，所以置換可以完成。
而且由于鐵本身的毒性極小，幾乎不造成污染，故EDTA合鐵可以直接排放。而置換出的鉛、銅同樣以沉淀的形式回收。
至于硫酸銅、氯化汞、硫酸鉻，都具備直接沉淀的條件，不再贅述。
回收的各種金屬可以再度利用。
總的來說，沉淀回收法的原理較為簡單，可操作性也很強(qiáng)，對污染的消除效果相當(dāng)不錯。成本雖然較排放法為高，但考慮到金屬的回收再利用，以及消除環(huán)境污染的具體效果，這些支出還是可以接受的。
3、處理以外的一些要求
為達(dá)到降低以及消除污染的目的，首先必須將實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的各種金屬離子盡量分類集中。這個工作比較繁。我們認(rèn)為，可以在實(shí)驗(yàn)室建立一套相應(yīng)的制度，例如：要求同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)過程中自覺將各種廢水分類集中，將工作量分?jǐn)偅统蔀橐患子谵k到的事。而與之對應(yīng)的，需要實(shí)驗(yàn)室提供收集、貯存各種廢水的容器和場所。每學(xué)期或者學(xué)年結(jié)束后，可以開展學(xué)生實(shí)踐，由學(xué)生處理本學(xué)期或?qū)W年收集的廢水，教學(xué)和實(shí)踐、探索相結(jié)合。減少污染，保護(hù)環(huán)境，需要老師和同學(xué)共同努力。
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