廢水中鎘的處理方法范文
時(shí)間:2023-12-07 18:01:42
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篇1
鉛冶煉企業(yè)80%以上為傳統(tǒng)的火法冶煉工藝,原料鉛精礦中的鎘經(jīng)過火法熔煉后,小部分以硫酸鎘的形式進(jìn)入到凈化煙氣的廢水中,絕大部分被氧化為氧化鎘,與氧化鋅一起揮發(fā),在煙道和煙氣收塵設(shè)備中得到含鎘的氧化鋅煙塵。收塵得到的氧化鋅煙塵一般含鎘0.1%~1%,可采用濕法冶煉進(jìn)行綜合回收,含鎘廢水主要在煉鋅系統(tǒng)的堿洗廢水和生產(chǎn)泄漏廢水中產(chǎn)生;凈化煙氣的廢水一般含鎘幾十毫克/升,排入污水處理系統(tǒng)綜合處理。鋅冶煉企業(yè)80%以上為傳統(tǒng)的濕法冶煉工藝,原料鋅精礦和氧化鋅煙塵中的鎘經(jīng)過硫酸浸出后,進(jìn)入到硫酸鋅溶液中,然后在溶液的一段凈化時(shí)加鋅粉還原,99%以上的鎘被置換到銅鎘渣中。鎘主要在銅鎘渣中以副產(chǎn)品的形式回收,首先采用酸浸銅鎘渣,得到含鎘10~60g/L的溶液,然后在溶液中加鋅粉或鋅板置換,得到海綿鎘,壓團(tuán)后產(chǎn)出60%~75%的海綿鎘餅。在整個(gè)工藝流程中,由于生產(chǎn)中存在泄漏現(xiàn)象,因此在銅鎘渣處理段最容易產(chǎn)生含鎘高的廢水,可高達(dá)幾g/L,浸出段也會(huì)產(chǎn)生含鎘幾百mg/L的廢水。此外,在焙燒鋅精礦和煙化法處理浸出渣時(shí)會(huì)有少量鎘進(jìn)入凈化煙氣的廢水中,此廢水排入污水處理系統(tǒng)綜合處理。鉛冶煉企業(yè)產(chǎn)出的含鎘廢水較少,含量低,在污水系統(tǒng)進(jìn)行處理。鋅冶煉企業(yè)產(chǎn)出的含鎘廢水較多,且含量高,必須從源頭上加強(qiáng)管控,產(chǎn)出的高鎘廢水及時(shí)返回生產(chǎn)流程,二次綜合回收鎘,大幅度降低污水處理成本,金屬鎘也得到有效回收;產(chǎn)出的低鎘廢水不宜返回生產(chǎn)流程,需排放到污水系統(tǒng)處理。
2含鎘廢水處理技術(shù)
含鎘廢水的處理方法較多,但目前還沒有比較完善的處理方法,大多數(shù)處于研究探索階段。主要處理技術(shù)有:中和沉淀法、膜分離法、鐵氧體法、吸附法、電解法、生物處理法、植物修復(fù)法、高分子重金屬捕捉劑處理法等。
2.1中和沉淀法
中和沉淀法具有操作簡單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn),在含鎘廢水處理中廣泛應(yīng)用,主要沉淀劑有石灰、氫氧化鎂、聚合硫酸鐵、硫化物、碳酸鹽,向廢水中投加沉淀劑后,會(huì)生成沉淀物Cd(OH)2、CdS、CdCO3,聚合硫酸鐵主要起凝聚共同沉淀的作用。中和沉淀法能將廢水中的鎘離子脫除至0.2~2mg/L,但難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)橛行╆庪x子容易與鎘離子絡(luò)合,使鎘離子難沉淀。此外,pH值也影響沉淀效果,當(dāng)pH=9時(shí),脫除砷效果最好,但鎘超標(biāo);當(dāng)pH>10時(shí),鎘沉淀比較完全,但砷含量逐漸增大,出現(xiàn)返溶現(xiàn)象。中和沉淀法產(chǎn)出大量的沉淀渣,目前還不能綜合回收利用其中的鎘,一般將其堆放在危廢渣場(chǎng),長期堆存容易溶出,造成二次污染。
2.2膜分離法
膜分離法是利用一種特殊的薄膜對(duì)液體中的某些成分進(jìn)行選擇性透過的方法,根據(jù)膜的種類、功能的不同,可分為超濾、滲透、反滲透、電滲析和液膜。許振良等采用3種單皮層聚醚酰亞胺中空纖維超濾膜,對(duì)重金屬Pb2+和Cd2+的脫除進(jìn)行了膠束強(qiáng)化超濾研究,研究結(jié)果表明:鎘和鉛的截留率達(dá)到99.0%以上。王志忠等選用PSA和醋酸纖維素作反滲透膜,來處理硫酸鎘溶液,結(jié)果鎘的分離率可達(dá)97.72%~99.67%。Mathilde等采取電滲析法處理含鎘廢水,鎘的脫除率達(dá)70%。馬銘等研究了三正辛胺-二甲苯支撐液膜體系中Cd2+的遷移特點(diǎn),結(jié)果表明:此液膜體系對(duì)Cd2+有明顯的富集作用。膜分離法處理含鎘廢水的優(yōu)點(diǎn)為:分離效果好,耗能較低,一般能達(dá)標(biāo)排放。但設(shè)計(jì)較難,投資和運(yùn)行成本高,且產(chǎn)出的濃水含多種有害元素,不能排放,也難以綜合回收。
2.3鐵氧體法
鐵氧體法是近年來根據(jù)濕法生產(chǎn)鐵氧體的方法發(fā)展起來的,工藝條件為:在含鎘廢水中添加硫酸亞鐵,鐵添加量為鎘量的2倍,調(diào)整pH值為8~12,加熱至60~70℃,通壓縮空氣氧化30min,即可得到含鎘離子的黑色鐵氧體沉淀,處理后鎘含量可降低至0.041mg/L,達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。此方法能一次脫除廢水中的多種重金屬離子,且生成顆粒大的沉淀,容易過濾,濾渣堆存不易返溶,一般不造成再次污染。但此方法需通蒸汽加熱至60~70℃,能耗較大且需通壓縮空氣氧化,氧化時(shí)間長。
2.4吸附法
吸附法是利用多孔的固體吸附劑,使污水中的一種或多種污染物吸附在固體表面而被脫除的方法。目前可用的吸附劑有:活性炭、高爐礦渣、磺化煤、殼聚糖、沸石、海泡石、活性氧化鋁、改性纖維、蛋殼、硅藻土、膨潤土、硅基磷塊鹽、離子交換樹脂等。這些吸附劑中,有物理吸附、化學(xué)吸附、交換吸附、混合吸附等,對(duì)鎘的去除都有一定的效果,需配合深度凈化系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放。但一般處理廢水成本較高,應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)上考慮,探索研究廉價(jià)高效的吸附劑,如高爐礦渣、金屬冶煉水淬渣、沸石、蛋殼等,提高實(shí)用價(jià)值。
2.5電解法
電解法是利用直流電進(jìn)行氧化-還原反應(yīng),使得污染物在陽極被氧化,在陰極被還原成金屬單質(zhì)的方法。陳志榮介紹了新型的流化床電極技術(shù),利用此方法除鎘率可達(dá)98.0%,效果較理想。此外,采用高壓脈沖電凝法電解電鍍廢水中的Cd2+,脫除率可達(dá)96%~99%。當(dāng)處理高鎘廢水時(shí)不能達(dá)標(biāo)排放,但可回收金屬鎘;當(dāng)處理低鎘廢水時(shí),可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。電解法裝置緊湊,占地面積小,投資省,易形成自動(dòng)化,但電耗和可溶性陽極材料消耗大,副反應(yīng)較多,電極易鈍化。
2.6生物處理法
生物法處理重金屬污水的研究始于20世紀(jì)80年代,目前國內(nèi)外開始研究用淡水藻、海藻、真菌、細(xì)菌等生物來吸附處理含鎘廢水,在實(shí)驗(yàn)室取得較好效果,應(yīng)用在工業(yè)上還需繼續(xù)研究。生物處理法的優(yōu)點(diǎn):可以選擇性脫除低濃度重金屬離子,pH和溫度條件限制小,投資省,運(yùn)行費(fèi)用不高,且可以綜合回收有價(jià)金屬。值得關(guān)注的是近年來中南大學(xué)柴立元等發(fā)明了一種生物制劑深度處理重金屬廢水的方法,該方法通過生物制劑配合-水解-脫鈣-固液分離等過程,將廢水中的銅、鉛、鋅、鎘、砷、汞等重金屬脫除,出水達(dá)到工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)工藝流程短,能耗低,投資少,占地面積小,使廢水回用率由50%左右提高到90%以上,在30多家大型重金屬生產(chǎn)企業(yè)推廣應(yīng)用,年回用廢水4000多萬m3。
2.7植物修復(fù)法
植物修復(fù)法,是利用植物吸收廢水中的鎘離子,降低鎘對(duì)環(huán)境的污染,是一種處理環(huán)境污染的新技術(shù),具有成本低的優(yōu)點(diǎn)。有研究表明,柳樹吸收鎘的能力非常強(qiáng),利用此特點(diǎn),可栽培柳樹來修復(fù)鎘污染的土壤。李華等的研究表明,劍蘭是一種很有潛力的可用于Cd污染水體修復(fù)的耐性植物。申華等[23]研究了斯必蘭、羽毛草和水芹3種水草對(duì)鎘污染水體的修復(fù)能力,結(jié)果表明:這3種水草均能不同程度地去除廢水中的鎘,對(duì)鎘的富集能力為:斯必蘭>水芹>羽毛草。
2.8高分子重金屬捕集劑處理法
近年來國際上已重點(diǎn)對(duì)高分子重金屬捕集劑處理法進(jìn)行研究和應(yīng)用。高分子重金屬捕集劑處理法利用捕集劑能與重金屬離子反應(yīng)生成不帶電荷的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)螯合物,生成沉淀時(shí)能將重金屬離子高效脫除,適用于深度處理廢水中的重金屬離子。該方法的特點(diǎn):產(chǎn)品耗量小、反應(yīng)速度快、脫出效率高、離子選擇性強(qiáng)等。但該方法研究應(yīng)用時(shí)間短,市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品種類繁多,捕集劑處理能力、應(yīng)用范圍也不同,沒有統(tǒng)一的規(guī)范,影響了此產(chǎn)品在各行業(yè)廢水處理中的推廣應(yīng)用。高分子重金屬捕集劑的合成方法有:
1)含有螯合基的單體通過縮聚、加聚、逐步聚合、開環(huán)聚合等方法合成;
2)以天然的或合成的高分子為基體,通過化學(xué)改性方法在基體上接入具有金屬螯合功能的官能團(tuán)來合成。合成高分子重金屬捕集劑主要為二硫代氨基甲酸及其鹽類。季靚等研究了DTCs在不同環(huán)境條件的水體中對(duì)Cd2+的捕集性能:在鎘濃度為lm-mol/L的溶液中,DTCS對(duì)鎘的最大去除率能達(dá)到99.9%以上。改性天然高分子物質(zhì)主要有淀粉、纖維素、甲殼素、殼聚糖、蛋白質(zhì)、多肽類和木質(zhì)素等,特點(diǎn)為:價(jià)格廉價(jià),易生物降解,沒有二次污染。天然高分子通常含有大量活性基團(tuán)如羥基、羧基等,通過改性后的高分子捕集劑的性能明顯優(yōu)于合成的高分子捕集劑,目前為國內(nèi)外科研人員的研究熱點(diǎn)。黃建宏等研究了在一定pH和適當(dāng)反應(yīng)時(shí)間的條件下,殼聚糖能高效吸附Cu2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+等4種重金屬離子,對(duì)于含鎘0.005mol/L的溶液,鎘脫出率可接近100%。
3結(jié)語
在當(dāng)今環(huán)保要求日趨嚴(yán)格的情況下,我們結(jié)合企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)狀況,以及現(xiàn)有的各種含鎘廢水處理方法,對(duì)鉛鋅冶煉企業(yè)的含鎘廢水提出了以下處理方案:
1)從源頭上開始治理,將含鎘量高的廢水返回系統(tǒng)利用,達(dá)到事半功倍的效果??晒?jié)約大量廢水處理成本,且將廢水中的有價(jià)金屬進(jìn)行了綜合回收。
2)傳統(tǒng)方法處理的廢水難以達(dá)標(biāo)排放,因此需采取特殊手段處理,如將高分子重金屬捕集劑處理法或生物制劑法引用到冶煉行業(yè),此方法比較適合復(fù)雜廢水的深度處理。此外,植物修復(fù)法、金屬冶煉水淬渣吸附法具有成本低、效果好等特點(diǎn),值得繼續(xù)深入研究。
篇2
關(guān)鍵詞:重金屬廢水 生物吸附 超濾
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,廢水的大量排放,土壤和水源中重金屬積累的加劇,重金屬的污染也日益嚴(yán)重。由于重金屬易通過食物鏈而生物富集,構(gòu)成對(duì)生物和人體健康的嚴(yán)重威脅。如何有效地治理重金屬污染已成為人類共同關(guān)注的問題。而重金屬的污染情況在開發(fā)區(qū)的污水中也較為嚴(yán)重,根據(jù)長沙市環(huán)境監(jiān)測(cè)站的檢測(cè)情況,我們發(fā)現(xiàn)開發(fā)區(qū)廢水中的鎳(Ni)存在間歇超標(biāo)的現(xiàn)象,在對(duì)污泥進(jìn)行監(jiān)測(cè)的時(shí)候也發(fā)現(xiàn)了污泥中總鎘、總鎳、總銅超過了污泥農(nóng)用時(shí)污染控制標(biāo)準(zhǔn)限值因此在這里對(duì)重金屬的處理方法進(jìn)行了以及發(fā)展前景進(jìn)行了探討。
國內(nèi)外學(xué)者對(duì)重金屬污染的治理問題做了大量的研究[1、2]。目前已開發(fā)應(yīng)用的廢水處理方法主要有化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法,包括化學(xué)沉淀、電解、離子交換、膜分離、活性碳和硅膠吸附、生物絮凝、生物吸附、植物整治等方法。采用化學(xué)法、物理化學(xué)法都將殘生污染轉(zhuǎn)移,易造成二次污染,且對(duì)于大流域、低濃度的有害重金屬污染難以處理。而生物法具有效果好、投資少及運(yùn)作費(fèi)用低、易于管理和操作、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn),日益受到人們的關(guān)注。下面就這幾種方法進(jìn)行探討:
1 化學(xué)法
化學(xué)法主要包括化學(xué)沉淀法和電解法,主要適用于含較高濃度重金屬離子廢水的處理。
化學(xué)沉淀法的原理是通過化學(xué)反應(yīng)使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩衔?,通過過濾和分離使沉淀物從水溶液中去除,包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體共沉淀法[3]。由于受沉淀劑和環(huán)境條件的影響,沉淀法往往出水濃度達(dá)不到要求,需作進(jìn)一步處理,產(chǎn)生的沉淀物必須很好地處理與處置,否則會(huì)造成二次污染。
電解法是利用金屬的電化學(xué)性質(zhì),金屬離子在電解時(shí)能夠從相對(duì)高濃度的溶液中分離出來,然后加以利用。電解法主要用于電鍍廢水的處理,這種方法的缺點(diǎn)是水中的重金屬離子濃度不能降的很低。所以,電解法不適于處理較低濃度的含重金屬離子的廢水。
2 物理化學(xué)法
離子交換法和膜分離技術(shù)適用于含較低濃度重金屬離子廢水的處理。
離子交換法是在離子交換器中進(jìn)行,此方法借助離子交換劑來完成。在交換器中按要求裝有不同類型的交換劑,含重金屬的液體通過交換劑時(shí),交換劑上的離子同水中的重金屬離子進(jìn)行交換,達(dá)到去除水中重金屬離子的目的。這種方法受交換劑品種、產(chǎn)量和成本的影響。幾年來,國內(nèi)外學(xué)者就離子交換劑的研制開發(fā)展開了大量的研究工作[4、5]。隨著離子交換劑的不斷涌現(xiàn),在電鍍廢水深度處理、高價(jià)金屬鹽類的回收等方面,離子交換法越來越展現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)。
膜分離技術(shù)是利用一種特殊的半透膜,在外界壓力的作用下,不改變?nèi)芤褐谢瘜W(xué)形態(tài)的基礎(chǔ)上,將溶劑和溶質(zhì)進(jìn)行分離或濃縮的方法,包括電滲析和隔膜電解。電滲析是在直流電場(chǎng)作用下,利用陰陽離子交換膜對(duì)溶液陰陽離子選擇透過性使水溶液中重金屬離子與水分離的一種物理化學(xué)過程。隔膜電解是以膜隔開電解裝置的陽極和陰極而進(jìn)行電解的方法,實(shí)際上是把電滲析與電解組合起來的一種方法。上述方法在運(yùn)行中都遇到了電極極化、結(jié)垢和腐蝕等問題。
3 生物法
3.1 生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物,進(jìn)行絮凝沉淀的一種除污方法[6]。微生物絮凝劑是由微生物自身構(gòu)成的,具有高效絮凝作用的天然高分子物,它的主要成分是糖蛋白、粘多糖、纖維素和核酸等。由于多數(shù)微生物具有一定線性結(jié)構(gòu),有的表面具有較高電荷或較強(qiáng)的親水性,能與顆粒通過各種作用相結(jié)合,起到很好的絮凝效果。目前開發(fā)出具有絮凝作用的微生物有細(xì)菌、霉菌、放線菌、酵母菌和藻類等共17種。其中對(duì)重金屬有絮凝作用的有12種。陳天等[7]利用從多種微生物中提取的殼聚糖為絮凝劑回收模擬工業(yè)廢水中Pb2+、Cr3+、Cu2+,在離子濃度是100mg/L的200mL廢水中加入10mg殼聚糖,處理后溶液中Cr3+、Cu2+濃度都小于0.1mg/L, Pb2+濃度小于1 mg/L,得到了令人滿意的結(jié)果。用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、不產(chǎn)生二次污染、絮凝效果好,且微生物生長快、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等特點(diǎn)。此外,微生物可以通過遺傳工程、馴化或構(gòu)造出具有特殊功能的菌株。因此微生物絮凝法具有廣闊的發(fā)展前景。
3.2 生物吸附法
生物吸附是對(duì)于經(jīng)過一系列生物化學(xué)作用使重金屬離子被微生物細(xì)胞吸附的概括理解,這些作用包括絡(luò)合、鰲合、離子交換、吸附等。這些微生物從溶液中分離金屬離子的機(jī)理有胞外富集、沉淀;細(xì)胞表面吸附或絡(luò)合;胞內(nèi)富集。其中細(xì)胞表面吸附或絡(luò)合對(duì)死活微生物都存在,而胞內(nèi)和胞外的大量富集則往往要求微生物具有活性。許多研究表明活的微生物和死的微生物對(duì)重金屬離子都有較大的吸附能力,作為生物吸附劑的生物源能夠從低濃度的含重金屬離子的水溶液中吸附重金屬,且有實(shí)用價(jià)值的微生物容易獲得。例如:發(fā)酵過程中的酵母菌是生物吸附劑很好的生物源,大量來自海洋中的藻類也是便宜的生物源[8、9]。趙玲等[9]用海洋赤潮生物原甲藻(Prorocentrum micans)的活體和甲醛殺死的藻體對(duì)Cu2+、Pb2+、Ni2+、Zn2+、Ag1+、Cd2+的吸附能力進(jìn)行研究,實(shí)驗(yàn)證明,金屬離子混合液經(jīng)原甲藻吸附30min后,各離子的濃度顯著下降且達(dá)到平衡,原甲藻的活體和死體對(duì)這六種金屬離子具有相似的吸附能力。
利用載體通過物理或化學(xué)方法將微生物吸附劑經(jīng)預(yù)處理固定后,吸附劑吸附機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性增強(qiáng)、使用周期延長、可以提高廢水處理的深度和效率、減少吸附—解吸循環(huán)中的損耗。近年來,國內(nèi)外很多學(xué)者開展了固定化細(xì)胞處理含重金屬有毒廢水的研究工作[10、11]。生物吸附劑具有來源廣、價(jià)格低、吸附能力強(qiáng)、易于分離回收重金屬等特點(diǎn),而且使用死的微生物作為生物源具有容易固定化,并可根據(jù)需要制成特殊的生物吸附劑并反復(fù)使用。因此,生物吸附法有很好的工業(yè)應(yīng)用前景。現(xiàn)階段我國的污水處理廠大多數(shù)采用活性污泥處理法,因此可以考慮在需進(jìn)行重金屬去除的地域,通過對(duì)活性污泥的馴化(在此過程中應(yīng)注意避免過量重金屬使活性污泥中毒),以及生物接種法接種相應(yīng)的菌種,達(dá)到對(duì)低濃度含重金屬污水的處理。
3.3 植物整治技術(shù)
植物對(duì)重金屬的吸收富集機(jī)理,主要為兩個(gè)方面:一是利用植物發(fā)達(dá)的根系對(duì)重金屬廢水的吸收過濾作用,達(dá)到對(duì)重金屬的富集和積累。二是利用微生物的活性原則和重金屬與微生物的親和作用,把重金屬轉(zhuǎn)化為較低毒性的產(chǎn)物。通過收獲或移去已積累和富集了重金屬的植物的枝條,降低土壤或水體中的重金屬濃度,達(dá)到治理污染、修復(fù)環(huán)境的目的。
在植物整治技術(shù)中能利用的植物很多,有藻類植物、草本植物、木本植物等等。其主要特點(diǎn)是對(duì)重金屬具有很強(qiáng)的耐毒性和積累能力,不同種類植物對(duì)不同重金屬具有不同的吸收富集能力,而且其耐毒性也各不相同。
浩云濤等[12]分離篩選獲得了一株高重金屬抗性的橢圓小球藻(Chlorella ellipsoidea),并研究了不同濃度的重金屬銅、鋅、鎳、鎘對(duì)該藻生長的影響及其對(duì)重金屬離子的吸收富集作用。結(jié)果顯示,該藻對(duì)Zn2+和Cd2+具有很高的耐受性。對(duì)四種重金屬的耐受能力依次為鋅>鎘>鎳>銅。該藻對(duì)重金屬具有很好的去除效果,經(jīng)15μmol/L Cu2+、300μmol/L Zn2+、100μmol/L Ni2+、30μmol/L Cd2+濃度72h處理,去除率分別達(dá)到40.93%、98.33%、97.62%、86.88%。由此可見,此藻類可應(yīng)用于含重金屬廢水的處理。
對(duì)重金屬離子具有吸附作用的草本植物有鳳眼蓮(Eichhoria crassipes Somis)、香蒲(Typhao rientalis Presl)等[13、14]。香蒲是國際上公認(rèn)和常用的一種治理污染的植物,它具有特殊的結(jié)構(gòu)與功能,如葉片成肉質(zhì)、柵欄組織發(fā)達(dá)等。香蒲植物長期生長在高濃度重金屬廢水中形成特殊結(jié)構(gòu)以抵抗惡劣環(huán)境并能自我調(diào)節(jié)某些生理活動(dòng),以適應(yīng)污染毒害[15]。招文銳等[16]研究了寬葉香蒲人工濕地系統(tǒng)處理廣東韶關(guān)凡口鉛鋅礦選礦廢水的穩(wěn)定性。歷時(shí)10年的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,該系統(tǒng)能有效地凈化鉛鋅礦廢水。未處理的廢水含有高濃度的有害金屬鉛、鋅、鎘經(jīng)人工濕地后,出水口水質(zhì)明顯改善,其中鉛、鋅、鎘的凈化率分別達(dá)到99.0%,97.%和94.9%。分析其pH和Pb、Zn、Cd、Hg、As質(zhì)量分?jǐn)?shù)的年份和月份變化趨勢(shì),發(fā)現(xiàn)經(jīng)濕地處理的廢水出水水質(zhì)中的各指標(biāo)的年份和月份變化幅度較小,且都在國家工業(yè)污水的排放標(biāo)準(zhǔn)之下,可見該濕地的污水凈化具有很高的穩(wěn)定性。
采用木本植物來處理污染水體,具有凈化效果好,處理量大,受氣候影響小,不易造成二次污染等優(yōu)點(diǎn),越來越受到人們的重視。胡煥斌等[17]試驗(yàn)結(jié)果表明,蘆葦和池杉兩種植物對(duì)重金屬鉛和鎘都有較強(qiáng)富集能力,而木本植物池杉比草本植物蘆葦具有更好的凈化效果。周青等[18]研究了5種常綠樹木對(duì)鎘污染脅迫的反應(yīng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在高濃度鎘脅迫下,5種樹木葉片的葉綠素含量、細(xì)胞質(zhì)膜透性、過氧化氫酶活性及鎘富集量等生理生化特性均產(chǎn)生明顯變化,其中,黃楊、海桐,杉木抗鎘污染能力優(yōu)于香樟和冬青。以木本植物為主體的重金屬廢水處理技術(shù),能切斷有毒有害物質(zhì)進(jìn)入人體和家畜的食物鏈,避免了二次污染,可以定向栽培,在治污的同時(shí),還可以美化環(huán)境,獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益,是一種理想的環(huán)境修復(fù)方法。
4 重金屬廢水處理發(fā)展趨勢(shì)及展望
一、生物法將成為主導(dǎo)方法 雖然化學(xué)法、物理化學(xué)法、生物法都可以治理和回收廢水中的重金屬,但由于生物法處理重金屬廢水成本低、效益高、易管理、無二次污染、有利于生態(tài)環(huán)境的改善。另外,通過基因工程、分子生物學(xué)等技術(shù)應(yīng)用,可使生物具有更強(qiáng)的吸附、絮凝、整治修復(fù)能力。因此生物法具有更加廣闊的發(fā)展前景。
二、幾種技術(shù)集成起來處理重金屬廢水 重金屬廢水是一種資源,許多重金屬都比較昂貴。如果將廢水中的重金屬作為一種資源來回收,不但解決了重金屬的污染,而且還具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。電化學(xué)法就可以滿足這些要求處理重金屬廢水,但由于廢水中重金屬的濃度一般較低,用傳統(tǒng)的電化學(xué)法來處理,電流效率較低,電能消耗較高。因此,為滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求,實(shí)現(xiàn)廢水回用和重金屬回收,可將幾種技術(shù)集成起來處理重金屬廢水,同時(shí)發(fā)揮各種技術(shù)的長處。Tung Chung-Ching等[19] 集成采用膠束增強(qiáng)超濾法去除水溶液中的銅離子取得了顯著效果。張永鋒[20]采用絡(luò)合-超濾-電解集成技術(shù)處理重金屬廢水,超濾的濃縮液可通過電解回收重金屬,從而實(shí)現(xiàn)廢水回用和重金屬回收的雙重目的,為重金屬廢水的根治找到了新的出路。
我們應(yīng)該充分利用自然界中的微生物與植物的協(xié)同凈化作用,并輔之以物理或化學(xué)方法,尋找凈化重金屬的有效途徑。對(duì)重金屬的污染源頭進(jìn)行嚴(yán)格的控制和監(jiān)督,利用物理和化學(xué)的辦法處理好源頭的含較高濃度的重金屬廢水,不讓高含量的重金屬廢水進(jìn)入城市排水管網(wǎng)。這樣可以減少治理成本,又減輕了二級(jí)污水廠的處理難度,取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。在已建成的環(huán)境治理項(xiàng)目中,可以考慮進(jìn)行對(duì)重金屬處理的改進(jìn)和改造以達(dá)到對(duì)相應(yīng)重金屬的處理,而在有必要進(jìn)行重金屬處理的未建成環(huán)境治理項(xiàng)目,應(yīng)該在立項(xiàng)時(shí)即考慮對(duì)重金屬的去除,以達(dá)到更好的治理污染,修復(fù)環(huán)境的目的。
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篇3
關(guān)鍵詞:原子吸收光譜法;鎘檢測(cè)
一、火焰原子吸收光譜法的發(fā)展
劉兆明等人[1]在對(duì)地表水的研究中,以雙縫石英管對(duì)鎘進(jìn)行捕集,痕量鎘的測(cè)試靈敏度較常規(guī)測(cè)試提升了兩級(jí),鎘元素的檢出下限也下降至 2.23×10- 5μg0mL1。趙志賓等[2]在對(duì)煤中鎘含量測(cè)試進(jìn)行了測(cè)試,鎘的回收率在 95-104%間。而在檢測(cè)過程中,人們還常對(duì)樣品進(jìn)行處理,來提升火焰原子吸收法的靈敏度。在研究中人們會(huì)用萃取法提升鎘的濃度,有研究報(bào)道用DDTC或者A PDC將鎘進(jìn)行螯合后,用四氯化碳將螯合物進(jìn)行萃取,然后進(jìn)行鎘元素含量的檢測(cè)[3、4]還有報(bào)道用碘絡(luò)合鎘,隨后用M IBK進(jìn)行萃取,后進(jìn)行鎘元素含量的檢測(cè)[5]。周敏等[7]在其研究中采用MIBK以及TOA對(duì)碘絡(luò)合的鎘進(jìn)行萃取,隨后的測(cè)試結(jié)果的偏差僅在2.6-4.5%間,鎘的回收率在 94-100%間。
二、實(shí)驗(yàn)部分
(1)儀器、試劑及試樣
SP-3520AAPC型原子吸收分光光度計(jì);HL-1型鎘的空心陰極燈。鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度為1000mg/L,微孔濾膜,孔徑0.48m;硝酸(優(yōu)級(jí)純)。實(shí)驗(yàn)用水為二次蒸餾水。廢水樣品為工業(yè)廢水。
(2)儀器工作條件
SP-3520AAPC型原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定鎘試液最優(yōu)參數(shù)如表1所示。
表1 儀器工作條件
(3)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的配制
在100mL容量瓶中,用1十499的硝酸溶液稀釋中間標(biāo)準(zhǔn)溶液(用1+499的硝酸溶液稀釋鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液,得到濃度為10mg/L),配制標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,得到標(biāo)準(zhǔn)工作溶液系列濃度為0.020,0.050,0.10,0.25、0.50mg/L。
(4)實(shí)驗(yàn)方法
1.試樣的制備和測(cè)定
被測(cè)樣品按照參考文獻(xiàn)[8]幻標(biāo)準(zhǔn)前處理,過濾后,用不開氘燈和開氘燈兩種方法對(duì)樣品進(jìn)行上機(jī)測(cè)定【9】。
2.校準(zhǔn)曲線及樣品測(cè)定
用水和+499的硝酸分別做空白溶液,調(diào)零,然后在2.2節(jié)儀器工作條件下測(cè)定所配制標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的吸光度,隨著錦濃度的增加,其吸光度也增加,得到鎘濃度和吸光度的線性關(guān)系,計(jì)算其線性回歸方程并繪制校準(zhǔn)曲線。取需測(cè)定的鎘試樣溶液,測(cè)定其吸光度值,代人回歸方程中求得試樣溶液中鎘的含量。
三、結(jié)果與討論
(1)校準(zhǔn)曲線測(cè)試結(jié)果
隨著鎘濃度的增加,經(jīng)原子吸收分光光度儀測(cè)定得到的吸光度值也逐漸增加。在0.020-0.50mg/L的范圍內(nèi),不開氘燈和開氘燈時(shí),鎘測(cè)定的校準(zhǔn)曲線結(jié)果如表2所示。
表2 校準(zhǔn)曲線測(cè)定結(jié)果
根據(jù)以上線性測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果,表明無論氘燈是否開啟,鎘濃度在0.020-0.50mg/L范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系。
(2)精密度測(cè)試結(jié)果比較
實(shí)驗(yàn)對(duì)0.05mg/L和0.lmg/L的含鎘樣品分別用不開氘燈和開氘燈方法進(jìn)行了6次測(cè)定。如下表3的測(cè)試
結(jié)果顯示,在不開氣燈和開氘燈的情況下,其RSD值均滿足測(cè)試的要求,但不開氘燈時(shí)的測(cè)試含量明顯比開氘燈時(shí)測(cè)試的高。
表3 儀器在不開氘燈和開汽燈條件下精密度測(cè)試結(jié)果
(3)方法檢出限評(píng)價(jià)結(jié)果比較
在火焰原子吸收光譜法分析中,根據(jù)檢出限定義[10],在實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)試并計(jì)算出本方法不開氘燈時(shí)的檢出限為0.01mg/L,,開氘燈時(shí)的檢出限為0.0042mg/L。
由于含有大量鹽,直接測(cè)定時(shí)存在著嚴(yán)重的背景吸收,影響測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性,同時(shí)也降低了靈敏度。
(4)兩種方法對(duì)不同濃度錫樣品測(cè)試結(jié)果的影響
依據(jù)GB7475-1987標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[8],如果樣品溶液中含鹽量高,特征譜線又低于350nm時(shí)(鎘的特征譜線是228.8nm),可能出現(xiàn)非特征吸收。根據(jù)生產(chǎn)所需要的水質(zhì)情況,確定鎘的實(shí)際濃度為0.0500mg/L和0.0800mg/L,改變氯離子的濃度,測(cè)試不開氘燈和開氘燈對(duì)測(cè)定的影響,所得數(shù)據(jù)如下表4所示。
表4 實(shí)際總錫濃度為0.0500 m留L和0.0800 mg/L的不同氯離子濃度溶液的測(cè)試結(jié)果
圖1 不開氘燈時(shí)(A)和開氘燈時(shí)(B)氯離子濃度與測(cè)定結(jié)果相對(duì)誤差的關(guān)系
不開氘燈時(shí),測(cè)定結(jié)果相對(duì)誤差大,最高達(dá)到470%。所測(cè)定的數(shù)據(jù)沒有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。而且可以發(fā)現(xiàn),無論總鎘濃度為0.05mg/L或0.08mg/L時(shí),隨氯離子濃度的增大,相對(duì)誤差均逐漸增大。
此結(jié)果表明含鹽量與總鎘測(cè)定的相對(duì)誤差的絕對(duì)值呈一定的關(guān)系。同時(shí)當(dāng)實(shí)際總鎘濃度較大時(shí),測(cè)定值受含鹽量的影響較小;實(shí)際總鎘較小時(shí),測(cè)定值受含鹽量的影響較大。
圖1結(jié)果表明,開氘燈時(shí),總鎘測(cè)定誤差相對(duì)較小,其在橫坐標(biāo)上下波動(dòng)。說明氘燈可以一定程度上屏蔽掉含鹽量對(duì)總鎘測(cè)定的影響。當(dāng)實(shí)際總鎘較小時(shí),相對(duì)誤差波動(dòng)較大,實(shí)際總鎘較大時(shí),相對(duì)誤差波動(dòng)較小。
(5)準(zhǔn)確度測(cè)試結(jié)果比較
經(jīng)測(cè)定,樣品中氯化鈉濃度為50000mg/L,進(jìn)一步對(duì)上述廢水樣品進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)研究,在不開氘燈和開氘燈情況下的測(cè)試結(jié)果如表5所示。
表5 不開氘燈和開汽燈加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果(n=6)
以上測(cè)試結(jié)果表明不開氣燈時(shí),回收率遠(yuǎn)超出了可信的范圍;而開氘燈時(shí)的回收率均在84.2%-102.5%之間,能夠滿足分析的要求。
四、結(jié)束語
通過多次實(shí)驗(yàn),對(duì)比了不開氘燈和開氘燈對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,開氘燈進(jìn)行扣背景測(cè)定數(shù)據(jù)誤差比不開氘燈小。在開氘燈時(shí)測(cè)定水樣相對(duì)誤差在8.20%以內(nèi),回收率在84.2%-102.5%之間,檢出限低,靈敏度高,數(shù)據(jù)有一定的可信度。因此,氘燈背景扣除法是一種值得推薦的測(cè)定高含鹽廢水中總鎘的方法。
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篇4
關(guān)鍵詞:重金屬 湘江 排污口
中圖分類號(hào):X522 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2011)09(a)-0122-01
湘江流域是我國主要有色金屬開采和冶煉的基地之一。該區(qū)礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用帶來了嚴(yán)重的重金屬污染問題[1]。湘江霞灣港段流經(jīng)株洲市石峰區(qū)清水塘工業(yè)區(qū),該區(qū)域內(nèi)有70多家冶煉、化工企業(yè)。自20世紀(jì)50年代以來,該工業(yè)區(qū)內(nèi)企業(yè)大多通過老霞灣排污口排放工業(yè)廢水。到20世紀(jì)70年代末,工業(yè)廢水改由新霞灣排污口排入湘江[2]。湘江霞灣段位于湘江下游中段,其水質(zhì)主要受市區(qū)所排工業(yè)廢水影響,經(jīng)霞灣港排入該江段的廢水及廢水污染物分別占全市的60%和75%以上[3]。這些工業(yè)廢水含有大量的重金屬,重金屬進(jìn)入水體不會(huì)被分解,與水中的其他毒素結(jié)合生成毒性更大的有機(jī)物。重金屬在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及各種酶發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用,使它們失去活性,也可能在人體的某些器官中累積,如果超過人體所能耐受的限度,會(huì)造成人體急性中毒、亞急性中毒、慢性中毒等危害。由于湘江霞灣港段下游為湘潭市和長沙市,生態(tài)區(qū)位非常敏感,影響至關(guān)重大。因此,對(duì)湘江霞灣港排污口中的重金屬進(jìn)行研究,不僅可以揭示其在該地區(qū)分布的規(guī)律,而且對(duì)水資源保護(hù)、環(huán)境管理和區(qū)域環(huán)境評(píng)價(jià)都具有重要意義。
1研究方法
2010年8月對(duì)湘江霞灣港入江排污口進(jìn)行排污口定位以及水質(zhì)采樣?,F(xiàn)場(chǎng)采樣按照HJ/T91-2002《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》,在霞灣直排口,進(jìn)行為期三天的現(xiàn)場(chǎng)采樣,并保證三天的有效數(shù)據(jù)。對(duì)采集的樣品按表1進(jìn)行檢測(cè)。
2結(jié)果與分析
湘江霞灣港排污口采樣點(diǎn)的重金屬濃度見表2。由表2可知,湘江霞灣港港段受到嚴(yán)重的重金屬污染。重金屬鉛、鋅、鎘、鉻、六價(jià)鉻、汞以及砷(水質(zhì)均為地表水V類標(biāo)準(zhǔn)。尤其是重金屬鋅,超標(biāo)嚴(yán)重(鋅地表水V類標(biāo)準(zhǔn)為2.0mg/l)。
通過上述的分析可見,霞灣港污染程度較重,為了改善該地區(qū)地面水的環(huán)境質(zhì)量,必須盡快對(duì)排污口污水進(jìn)行處理。在設(shè)計(jì)輸水管道的同時(shí),應(yīng)實(shí)行清水與污水分流,雨水與污水分流,以減少污水總量,降低處理系統(tǒng)的運(yùn)行成本。
3結(jié)語
通過對(duì)湘江霞灣港排污口污水重金屬進(jìn)行分析,表明排污口廢水中鉛、鋅、鎘、鉻、六價(jià)鉻、汞以及砷等7種重金屬水質(zhì)均為地表水V類標(biāo)準(zhǔn)。其中鋅超標(biāo)最為嚴(yán)重。因此需要盡快采取各種積極有效的措施對(duì)排污口污水進(jìn)行處理。
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篇5
中色鋅業(yè)現(xiàn)有鋅210kt/a、硫酸400kt/a的產(chǎn)能,采用自主研發(fā)的榮獲有色金屬工業(yè)科技一等獎(jiǎng)的“低污染沉礬除鐵濕法煉鋅工藝”,并且從廢渣中綜合回收銅、銀、鎘、鈷、鋅等有價(jià)金屬。其采用的全濕法工藝“從冶煉廢渣回收銅、鎘、鈷、鋅的方法”屬國內(nèi)首創(chuàng),是國內(nèi)首家從凈液渣中利用無萃取濕法工藝生產(chǎn)電銅的企業(yè)。目前,我國濕法煉鋅企業(yè)普遍采用的是成熟的濕法工藝,即酸浸、置換、除雜,從凈液渣中回收銅、鎘、鈷、鋅,得到的產(chǎn)品多為海綿鎘、鈷渣和銅渣,作為中間或者半成品出售。中色鋅業(yè)為了簡化流程、提高金屬綜合回收率和產(chǎn)品附加值、減少廢渣排放、降低二次污染,經(jīng)過幾年的開發(fā),研發(fā)和工業(yè)應(yīng)用了“從冶煉廢渣中回收銅、鎘、鈷、鋅的方法”,陸續(xù)投資建設(shè)了凈液渣綜合利用回收項(xiàng)目,其中一期項(xiàng)目投資5676萬元,年回收電銅1040t、精鎘450t、鈷精礦1861t,于2009年12月投產(chǎn);二期項(xiàng)目總投資8500萬元,年回收電銅1040t、精鎘450t、鈷精礦1861t(含鈷2%)、鋅溶液含鋅量9000t,于2012年5月投產(chǎn)。同時(shí)針對(duì)兩段砷鹽凈化過程中需要使用砒霜,且過程中會(huì)產(chǎn)生AsH3劇毒氣體,存在安全隱患;溶液中銅離子不夠時(shí)需要補(bǔ)加硫酸銅;產(chǎn)生的兩段凈液渣中金屬分散且含砷高等問題,公司于2010年開始將砷鹽凈化除鈷改為銻鹽凈化除鈷工藝。經(jīng)過工業(yè)化試驗(yàn)表明:銻鹽凈化鋅粉消耗少,產(chǎn)生的SbH3比AsH3毒性弱且化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定(室溫下即分解),消除了安全隱患;不需要使用氫氧化鈉、高錳酸鉀和硫酸亞鐵;凈化階段實(shí)現(xiàn)了有價(jià)金屬的分離和富集,得到3種高品位渣,可直接綜合回收而不需要中間處理。高溫高酸煉鋅工藝具有自身的優(yōu)點(diǎn),但是該工藝會(huì)產(chǎn)生泥態(tài)化的高浸渣(鉛銀渣)和鐵渣,并從系統(tǒng)中帶走0.3m3/t的浸出液,且所產(chǎn)出的浸出渣屬于危險(xiǎn)固廢,不允許隨便堆放,同時(shí)高浸渣中常蘊(yùn)含銀、鋅、鉛、銅等有價(jià)金屬,必須加以綜合回收利用。中色鋅業(yè)在比較了國內(nèi)外對(duì)高浸渣的綜合利用方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合公司每年產(chǎn)出的135kt高浸渣的特性和地區(qū)等條件的限制,采用了浮選工藝方法回收其中銀,萃取方法回收選礦廢水中的鋅,達(dá)到了對(duì)高浸渣的綜合利用:考慮到銀礦物和含銀化合物均可在酸性介質(zhì)中用常規(guī)硫化物捕收劑浮選回收,因此中色鋅業(yè)在選擇適宜的浮選藥劑的基礎(chǔ)上,確定了一粗、一精、三掃和中礦再選工藝流程。通過試驗(yàn),銀浮選回收率56%~60%,金的回收率70%~80%。高浸渣中水溶鋅含量為2.97%,浮選銀后的廢水中含鋅16~18g/t,廢水量700t/d,pH=4~4.5。針對(duì)該廢水特性,公司采用廢水鋅離子萃取富集技術(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室結(jié)果,確定了一級(jí)預(yù)萃?。ㄏx礦藥劑的影響)、三級(jí)逆流萃取、兩級(jí)逆流反萃、反萃有機(jī)相再反萃鐵的工藝流程,萃取率達(dá)62%~70%。該銀鋅綜合回收項(xiàng)目總投資8500萬元,年回收銀精礦含銀12t,選礦廢水富集鋅2800t。
2鈦白粉生產(chǎn)
鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)主要是平桂飛碟,目前其鈦白粉的生產(chǎn)能力為25kt/a,生產(chǎn)工藝為硫酸法。平桂飛碟生產(chǎn)的“飛碟牌”鈦白粉暢銷歐美、日本、東南亞市場(chǎng),出口量占年產(chǎn)量的60%,曾連續(xù)3年位居中國鈦白粉自營出口第一位。從2004年開始,平桂飛碟3次獨(dú)家應(yīng)訴韓國鈦白粉反傾銷,并最終贏得勝利。在生產(chǎn)普通型BA01-01鈦白粉的同時(shí),公司依靠科技進(jìn)步,還研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PGA專用系列產(chǎn)品,其性能相當(dāng)于日本A100、韓國K100系列高檔鈦白粉。平桂飛碟大力發(fā)展循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈,狠抓“三廢”的治理,按照“以廢治廢、綜合利用、循環(huán)發(fā)展”的思路,將內(nèi)部的產(chǎn)業(yè)“串珠成鏈”,構(gòu)建起“電力—有色金屬—水泥”循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局,形成了“鈦白粉—工業(yè)石膏—水泥”、“鈦白粉—硫酸亞鐵—氧化鐵紅(一水亞鐵)”、“有色金屬—采選尾礦、冶金渣、鍋爐渣—水泥”、“有色金屬采礦廢石—建筑材料(筑路材料)”等循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈,2012年榮獲全國循環(huán)經(jīng)濟(jì)工作先進(jìn)單位。平桂飛碟鈦白粉生產(chǎn)資源利用率高(如鈦礦消耗、硫酸消耗),在國內(nèi)同行業(yè)中處于領(lǐng)先水平,特別是硫酸消耗3.2t/t,優(yōu)于我國硫酸法鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)一級(jí)指標(biāo)的3.5t/t。鈦白粉單位產(chǎn)品新鮮水消耗30m3/t,廢水排放量50m3/t,綜合能耗0.95tce/t,均優(yōu)于我國硫酸法鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)一級(jí)指標(biāo),冶煉用水重復(fù)利用率98%。鈦白粉生產(chǎn)中產(chǎn)生大量的酸性廢水,若不經(jīng)處理直接排放,將會(huì)腐蝕下水道,造成水體污染、土壤酸化,惡化生態(tài)環(huán)境,嚴(yán)重危害附近居民的生活及農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展,并造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。但是酸性廢水的治理成本高,產(chǎn)生的石膏廢渣露天堆放對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生污染等問題。平桂飛碟根據(jù)賀州市大理石加工產(chǎn)生的大量廢石漿無法處理的情況,經(jīng)過技術(shù)攻關(guān),開發(fā)出了以大理石廢料處理鈦白粉生產(chǎn)的酸性廢水,制成鈦石膏用于水泥生產(chǎn)的獨(dú)特技術(shù),既有效地解決了工廠的酸性廢水治理問題,又解決了當(dāng)?shù)卮罄硎庸I(yè)廢石漿的出路。每生產(chǎn)1t鈦白粉將產(chǎn)生2.5~4t的副產(chǎn)品綠礬(FeSO47H2O),原先采用鐵皮法生產(chǎn)氧化鐵紅,但生產(chǎn)成本高,產(chǎn)品雜質(zhì)高,沒有出路。而綠礬的堆積不僅增加企業(yè)的管理成本,還占用土地資源,對(duì)土壤等環(huán)境也產(chǎn)生污染。平桂飛碟通過試驗(yàn)研究,開發(fā)出以硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)氧化鐵紅和一水硫酸亞鐵的工藝,氧化鐵紅產(chǎn)品應(yīng)用于陶瓷、油漆制造等行業(yè),一水硫酸亞鐵可作為飼料添加劑和凈水劑。新工藝不僅降低了生產(chǎn)成本,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,還消化了鈦白粉廠大量的硫酸亞鐵,有效解決了鈦白粉廠硫酸亞鐵廢渣的處置難題。
3結(jié)束語
篇6
關(guān)鍵詞:銅鉛鋅冶煉廠;環(huán)境污染;治理
中圖分類號(hào):TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
對(duì)有色行業(yè),特別是銅鉛鋅冶煉行業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造和提高環(huán)保技術(shù)水平是降低污染、減少污染,做到增產(chǎn)不增污的根本途徑。
1、污染狀況
1.1、廢氣污染
在銅鉛鋅冶煉廠中排放的煙氣中含有二氧化硫,氮氧化合物以及鉛、鋅、砷、鎘、汞等金屬化合物及粉塵,還有部分未燃燒完全的兒粉及碳黑。每年被煙氣帶走的金屬的粉塵數(shù)量巨大,其中含銅、鉛、砷、鎘、汞。在氣體污染物中,以二氧化硫?qū)Υ髿馕廴咀顬閲?yán)重。廠區(qū)大氣中二氧化硫平均濃度超過國家標(biāo)準(zhǔn)1~4倍,含鉛超標(biāo),有的操作崗位附近空氣中含鉛濃度超標(biāo),因此,從事煉鉛作業(yè)的職工幾乎很容易鉛中毒,同時(shí)砷的污染也很嚴(yán)重。
1.2、水質(zhì)污染
每天排放污水量飛非常大,每年從污水中排放的重金屬特別多,包括銅、鉛、鋅、隔、砷。污水中這些元素的含量大部分都超過排放標(biāo)準(zhǔn),直接排入明渠,灌溉農(nóng)田,使農(nóng)作物遭受嚴(yán)重污染,尤以鎘的污染危害最為明顯。例如,鉛、鋅冶煉過程中排放的含鎘污水,每年排放鎘量高達(dá)十余噸。會(huì)污染土壤,土壤中含鎘量致使農(nóng)作物含鎘高;另一方面,這些廢水排入江河,也對(duì)水產(chǎn)資源造成嚴(yán)重破壞。
1.3、廢渣污染
每年產(chǎn)生的廢渣,包括銅渣、鉛渣,鋅渣,棄渣每年含鋅、鉛、銅數(shù)量非常高,此外由于鋅生產(chǎn)設(shè)備不平衡,鋅浸出渣不能全部返回回轉(zhuǎn)窯處理,這些廢渣不僅損失了大量金屬,也造成了污染農(nóng)田、土地的惡果。
1.4、噪聲污染
噪聲污染是工業(yè)發(fā)展中的一個(gè)新問題,當(dāng)噪聲超過80分貝時(shí),對(duì)人體健康就有危害,進(jìn)行銅鉛鋅冶煉的時(shí)候噪聲污染也很嚴(yán)重。嚴(yán)重影響到人們的身體健康。
2、有色行業(yè)污染現(xiàn)狀和存在問題
2.1、有色行業(yè)仍為“三廢”污染的大戶
早年的資料可以知道,當(dāng)年有色企業(yè)工業(yè)廢水排放量為3.9億t,占全國工業(yè)廢水排放總量的1.71%,有色行業(yè)廢氣排放量為3778億m3,其中SO2為53.8萬t,占全國SO2排放量的2.9%;有色行業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量為7721萬t,占全國的7.2%;固體廢棄物累積儲(chǔ)存量達(dá)16.82億t,占地面積8513.59萬m2。隨著工業(yè)廢水帶到環(huán)境中的有害物質(zhì)汞年排放量為6.86t,銅93.02t,鉛286.24t,砷159.12t;此外還有564.50t銅、2005.40t鋅等有價(jià)金屬隨著廢水排人環(huán)境中。有色行業(yè)中銅鉛鋅重有色冶煉企業(yè)的工業(yè)廢水排放量為1.95億t,占有色行業(yè)的50%;工業(yè)廢氣排放量為747億m3,占有色行業(yè)的20%;SO2的排放量為43.7萬t,占有色行業(yè)的81.3%??梢?,有色行業(yè)是我國產(chǎn)生“三廢”污染的大戶,其中尤以銅鉛鋅企業(yè)為甚。
2.2、存在一些典型污染物且情況較嚴(yán)重
在工業(yè)廢氣方面,雖然重金屬重冶煉高濃度SO2回收裝置已基本配齊,大中型直屬企業(yè)進(jìn)廠原料硫利用率逐年有所提高,但1997年僅達(dá)到77.52%,主要是由于部分地區(qū)以鉛燒結(jié)煙氣為代表的低濃度SO2未能綜合利用,每年銅鉛鋅企業(yè)SO2外排量仍達(dá)43.7萬t,相當(dāng)于可制硫酸65萬t;其次,有色行業(yè)煙塵、粉塵的排放情況與往年相比雖有所改善,但在銅鉛鋅企業(yè)中仍處于凈化效率低、嚴(yán)重影響環(huán)境空氣質(zhì)量的狀況。
在工業(yè)廢水方面,雖然廢水復(fù)用率和達(dá)標(biāo)率逐年提高,1997年僅達(dá)到72.85%,與國家要求的復(fù)用率在85%以上的水平差距較大,同時(shí)根據(jù)最新的企業(yè)上報(bào)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì):工業(yè)廢水中一、二類污染物存在排放量增加的趨勢(shì),其中六價(jià)鉻、汞及二類有機(jī)污染物排放量明顯增加;在濃度指標(biāo)方面,總鉛、總汞、揮發(fā)酚超標(biāo)程度加劇。企業(yè)采用一些老、舊、低效的處理工藝和設(shè)備是造成上述現(xiàn)象的主要因素。
在工業(yè)固體廢棄物方面,固廢綜合利用率沒有大的提高,1997年為7%,但與全國的平均30%相比差距很大。根據(jù)國家環(huán)保局在全國開展的首次工業(yè)固體廢棄物申報(bào)登記工作的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,有色行業(yè)位于全國產(chǎn)生固體廢物的10個(gè)最多行業(yè)之列,其中有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、有色金屬礦采選業(yè)分列產(chǎn)生危險(xiǎn)廢物最多的10個(gè)行業(yè)中的第2、3位。
2.3、有色行業(yè)的發(fā)展將受環(huán)境的制約
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,有色金屬產(chǎn)量增加,所需資源、能源消耗量會(huì)隨之增加,這將對(duì)環(huán)境造成極大的壓力。根據(jù)宏觀綜合排放系數(shù)法計(jì)算預(yù)測(cè),如有色金屬產(chǎn)量保持600萬t,廢水排放量將達(dá)40050萬t,SO2排放量60萬t,固體廢物產(chǎn)生量8500萬t,粉塵排放量13萬t。如果不盡快解決目前有色行業(yè)技術(shù)裝備總體水平落后、能源結(jié)構(gòu)不合理、工業(yè)污染控制技術(shù)水平低的局面,有色行業(yè)的環(huán)境污染問題將更加突出,從而嚴(yán)重制約有色行業(yè)的發(fā)展。
3、對(duì)策
3.1、有效地利用資源
目前,世界先進(jìn)國家的重有色冶煉廠的綜合利用率均在80%以上,綜合利用程度比我國高得多。我國各重冶企業(yè)的綜合利用發(fā)展很不平衡,差的企業(yè)其綜合利用率只百分之十幾,甚至更低;搞得較好的株洲冶煉廠,1980年綜合利用率也只達(dá)68.24%。因此各有色冶煉企業(yè)尚需進(jìn)一步努力搞好綜合利用,盡量做到`使用較少的原料,生產(chǎn)較多的金屬產(chǎn)品,以充分利用國家資源。
特別是銅鉛鋅冶煉原料中的稀散金屬都是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)必不可少的重要材料,如鍺、鎵、錮、硒、碲、砷等。但這些稀散金屬大都沒有本身的單獨(dú)礦床,而是伴生于銅、鉛、鋅等有色金屬礦物中,因此在銅鉛鋅冶煉過程中綜合回收稀散金屬就具有更重要的意義。
3.2、硫煙混合制酸和汞的回收
一般鉛燒結(jié)煙氣含SO2濃度為1~2.5%,不能單獨(dú)制酸,若采用吸收凈化法,則設(shè)備復(fù)雜,吸收劑昂貴,還需處理吸收物,經(jīng)濟(jì)效果差。銅鉛鋅冶煉綜合建廠,就可采用鋅沸騰焙燒高濃度硫煙(SO26~8%)和鉛燒結(jié)低濃度硫煙混合制酸,這種方法技術(shù)可行,鉛鋅共一套制酸系統(tǒng),投資少又便于管理,經(jīng)濟(jì)效果好。當(dāng)然,改進(jìn)燒結(jié)工藝,如采用鼓風(fēng)燒結(jié),亦是提高鉛燒結(jié)煙氣SO2濃度的一個(gè)有效辦法。
鉛鋅精礦中均含有汞,某些鋅礦中含汞還較高,株冶使用的鋅精礦平均含汞0.0028%;韶冶處理的凡口鉛鋅混合精礦平均含汞0.053%,按年產(chǎn)5萬噸鉛鋅計(jì)算,所處理的原料中含汞量每年可達(dá)幾十噸,在冶煉過程中,由于受高溫氧化作用,絕大部分的汞隨煙氣進(jìn)入煙塵、酸泥、污水和硫酸中。韶冶成品酸的汞含量達(dá)100ppm,制酸尾氣含汞也高(約0.24毫克/m3),含高汞硫酸銷售后,可能產(chǎn)生汞的再次污染。因此必須解決從鋅焙燒(或鉛燒結(jié))煙氣中綜合回收汞的問題。韶冶于1980年9月裝備一套用碘絡(luò)合法從制酸煙氣回收汞的工業(yè)試驗(yàn)設(shè)備。目前能處理煙氣量為40000~45000(m3/h),按含汞40(毫克/ m3)計(jì)算,每天吸收汞39~40公斤。這種方法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果較好,所產(chǎn)硫酸和排放尾氣含汞均達(dá)到標(biāo)誰,可進(jìn)一步加以完善,推廣。
3.3、關(guān)干稀散金屬的綜合回收
近幾年來,大多數(shù)銅鉛鋅冶煉廠對(duì)稀散金屬都作了綜合回收的試驗(yàn),并進(jìn)行了生產(chǎn),但普遍存在綜合回收率低,產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定的現(xiàn)象。筆者認(rèn)為,除存在技術(shù)問題外,更主要的是由于各工廠普遍存在重主產(chǎn)品,輕綜合回收所致。稀散金屬生產(chǎn)長期無全國統(tǒng)一規(guī)劃,其產(chǎn)量在工廠里屬軟指標(biāo),能收多少算多少,致使稀散金屬白白流失,既浪費(fèi)資源,又污染環(huán)境。此外,某些稀散金屬的應(yīng)用,尚需進(jìn)一步研究和推廣。要搞好銅鉛鋅冶煉廠稀散金屬的綜合回收,首先是對(duì)稀散金屬的生產(chǎn)和應(yīng)用要有個(gè)全國的統(tǒng)一規(guī)劃,根據(jù)各廠實(shí)際,發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),制定每年生產(chǎn)的品種、產(chǎn)量和綜合回收計(jì)劃,工廠要象完成主產(chǎn)品一樣完成稀散金屬的各項(xiàng)指標(biāo)。二是要組織有關(guān)研究院所和工廠,進(jìn)一步研究和推廣稀散金屬的應(yīng)用以及提取稀散金屬的經(jīng)濟(jì)工藝,以提高質(zhì)量,擴(kuò)大品種。三是工廠要千方百計(jì)提高稀散金屬的綜合回收率,增加產(chǎn)量,加強(qiáng)管理,減少消耗,降低成本,盡量降低銷售價(jià)格。
3.4、工業(yè)廢水的處理
目前我國大多數(shù)銅鉛鋅冶煉廠的工業(yè)廢水,普遍未加處理排放,其中含有重金屬離子氯、氟及酸等,造成水源的嚴(yán)重污染,危害工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水產(chǎn)業(yè),嚴(yán)重影響人民的身體健康。我們認(rèn)為,采用分段沉清和集中處理相結(jié)合的方法,即先在各生產(chǎn)車間建設(shè)簡易沉清池,分段沉清,全廠建筑總廢水處理站。工業(yè)廢水先進(jìn)人簡易沉清池,自然沉清或加混凝劑,凝聚沉清,沉渣掏出自然千燥后,按含不同的金屬分別送歸各系統(tǒng)進(jìn)行回收。上清液盡量循環(huán)使用,不符合循環(huán)使用要求的才排送總廢水處理站,以減少總廢水的處理量。
結(jié)束語
銅鉛鋅冶煉廠對(duì)環(huán)境的污染情況有待進(jìn)一步提高,所以需要不斷的完善各個(gè)方面的條件,采取相應(yīng)的措施針對(duì)存在的問題,從而降低環(huán)境污染。
參考文獻(xiàn)
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[2]梁彥杰.鉛鋅冶煉渣硫化處理新方法研究[D].中南大學(xué),2012.
篇7
關(guān)鍵字:污水處理系統(tǒng);重金屬;廢水處理工藝; 設(shè)計(jì)研究
Abstract: in recent years in the general attention, heavy metal waste water treatment. With the development of technology, heavy metal waste water treatment process technology has made great progress, from the traditional precipitation, chemical method, adsorption to modern microbial processing technology, reverse osmosis technology, etc. The traditional management of heavy metals in the method of the waste water, the heavy metal waste from just moved to other have to medium, not radically put an end to the pollution problem of the heavy metal. This paper discusses the principle of heavy metal process, advantages and disadvantages and its application direction studied and discussed.
Keyword: sewage treatment system; Heavy metal; Wastewater treatment processes; Design research
中圖分類號(hào):[R123.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
引言
重金屬廢水是對(duì)環(huán)境污染最嚴(yán)重和對(duì)人類危害最大的工業(yè)廢水之一。20世紀(jì)60年代震驚世界的日本公害病──水俁病和痛痛病,就是分別由含汞廢水和含鎘廢水污染環(huán)境造成的。因此,各國對(duì)重金屬廢水的治理都十分重視。
1.水污染現(xiàn)狀
水是一種寶貴的自然資源,隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高,對(duì)水資源的要求,無論是從質(zhì)而言,還是從量而言,都有了更高的標(biāo)準(zhǔn)。水并非是取之不盡,用之不竭的天然資源,它是有限資源,對(duì)于缺水地區(qū)來說,水就更加寶貴了,防止水污染,保護(hù)水環(huán)境,目前已引起廣泛共識(shí)。
水污染是指水體因外界某種物質(zhì)的介入,導(dǎo)致原有質(zhì)量特性發(fā)生改變,從而影響了原有的功能和利用價(jià)值,甚至危害人體健康,破壞生態(tài)環(huán)境。人類社會(huì)為了滿足生活及生產(chǎn)的需求,要從各種自然水體中取用大量的水,這些水被利用后,即產(chǎn)生生活污水和工業(yè)廢水,并最終又排入天然水體,這樣就構(gòu)成了一個(gè)用水的循環(huán)。
2.處理特點(diǎn)和基本原則
廢水中的重金屬是各種常用方法不能分解破壞的,而只能轉(zhuǎn)移它們的存在位置和轉(zhuǎn)變它們的物理和化學(xué)形態(tài)。例如,經(jīng)化學(xué)沉淀處理后,廢水中的重金屬從溶解的離子狀態(tài)轉(zhuǎn)變成難溶性化合物而沉淀下來,從水中轉(zhuǎn)移到污泥中;經(jīng)離子交換處理后,廢水中的金屬離子轉(zhuǎn)移到離子交換樹脂上;經(jīng)再生后又從離子交換樹脂上轉(zhuǎn)移到再生廢液中??傊?,重金屬廢水經(jīng)處理后形成兩種產(chǎn)物,一是基本上脫除了重金屬的處理水,一是重金屬的濃縮產(chǎn)物。重金屬濃度低于排放標(biāo)準(zhǔn)的處理水可以排放;如果符合生產(chǎn)工藝用水要求,最好回用。濃縮產(chǎn)物中的重金屬大都有使用價(jià)值,應(yīng)盡量回收利用;沒有回收價(jià)值的,要加以無害化處理。
重金屬廢水的治理,必須采用綜合措施。首先,最根本的是改革生產(chǎn)工藝,不用或少用毒性大的重金屬;其次是在使用重金屬的生產(chǎn)過程中采用合理的工藝流程和完善的生產(chǎn)設(shè)備,實(shí)行科學(xué)的生產(chǎn)管理和運(yùn)行操作,減少重金屬的耗用量和隨廢水的流失量;在此基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)量少、濃度低的廢水進(jìn)行有效的處理。重金屬廢水應(yīng)當(dāng)在產(chǎn)生地點(diǎn)就地處理,不同其他廢水混合,以免使處理復(fù)雜化。更不應(yīng)當(dāng)不經(jīng)處理直接排入城市下水道,同城市污水混合進(jìn)入污水處理廠。如果用含有重金屬的污泥和廢水作為肥料和灌溉農(nóng)田,會(huì)使土壤受污染,造成重金屬在農(nóng)作物中積蓄。在農(nóng)作物中富集系數(shù)最高的重金屬是鎘、鎳和鋅,而在水生生物中富集系數(shù)最高的重金屬是汞、鋅等。
3.處理方法可分為兩類:
3.1使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變成不溶的重金屬化合物或元素,經(jīng)沉淀和上浮從廢水中去除,可應(yīng)用中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分離法、離子浮選法、電解沉淀或電解上浮法、隔膜電解法等;
3.2將廢水中的重金屬在不改變其化學(xué)形態(tài)的條件下進(jìn)行濃縮和分離,可應(yīng)用反滲透法、電滲析法、蒸發(fā)法、離子交換法等。第一類方法特別是中和沉淀法、硫化物沉淀法和電解沉淀法應(yīng)用最廣。從重金屬廢水回用的角度看,第二類方法比第一類優(yōu)越,因?yàn)橛玫诙惙椒ㄌ幚?,重金屬是以原狀濃縮,不添加任何化學(xué)藥劑,可直接回用于生產(chǎn)過程。而用第一類方法,重金屬要借助于多次使用的化學(xué)藥劑,經(jīng)過多次的化學(xué)形態(tài)的轉(zhuǎn)化才能回收利用。一些重金屬廢水如電鍍漂洗水用第二類方法回收,也容易實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)。但是第二類方法受到經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的一些限制,目前還不適于處理大流量的工業(yè)廢水如礦冶廢水。這類廢水仍以化學(xué)沉淀為主要處理方法(見廢水化學(xué)處理法),并沿著有利于回收重金屬的方向改進(jìn)。
4重金屬廢水處理發(fā)展趨勢(shì)及展望
4.1生物法將成為主導(dǎo)方法 雖然化學(xué)法、物理化學(xué)法、生物法都可以治理和回收廢水中的重金屬,但由于生物法處理重金屬廢水成本低、效益高、易管理、無二次污染、有利于生態(tài)環(huán)境的改善。另外,通過基因工程、分子生物學(xué)等技術(shù)應(yīng)用,可使生物具有更強(qiáng)的吸附、絮凝、整治修復(fù)能力。因此生物法具有更加廣闊的發(fā)展前景。
4.2幾種技術(shù)集成起來處理重金屬廢水 重金屬廢水是一種資源,許多重金屬都比較昂貴。如果將廢水中的重金屬作為一種資源來回收,不但解決了重金屬的污染,而且還具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。電化學(xué)法就可以滿足這些要求處理重金屬廢水,但由于廢水中重金屬的濃度一般較低,用傳統(tǒng)的電化學(xué)法來處理,電流效率較低,電能消耗較高。因此,為滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求,實(shí)現(xiàn)廢水回用和重金屬回收,可將幾種技術(shù)集成起來處理重金屬廢水,同時(shí)發(fā)揮各種技術(shù)的長處。Tung Chung-Ching等[19] 集成采用膠束增強(qiáng)超濾法去除水溶液中的銅離子取得了顯著效果。張永鋒[20]采用絡(luò)合-超濾-電解集成技術(shù)處理重金屬廢水,超濾的濃縮液可通過電解回收重金屬,從而實(shí)現(xiàn)廢水回用和重金屬回收的雙重目的,為重金屬廢水的根治找到了新的出路。
5.重金屬濃縮產(chǎn)物的無害化處理
重金屬廢水經(jīng)處理形成的濃縮產(chǎn)物,如因技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等原因不能回收利用,或者經(jīng)回收處理后仍有較高濃度的金屬物未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí),不能任意棄置,而應(yīng)進(jìn)行無害化處理。常用方法是不溶化和固化處理,就是將污泥等容易溶出重金屬的廢物同一些重金屬的不溶化劑、固定劑等混合,使其中的重金屬轉(zhuǎn)變成難溶解的化合物,并且加入如水泥、瀝青等膠結(jié)劑,將廢物制成形狀有規(guī)則、有一定強(qiáng)度、重金屬浸出率很低的固體;還可用燒結(jié)法將重金屬污泥制成不溶性固體。
6結(jié)束語
我們應(yīng)該充分利用自然界中的微生物與植物的協(xié)同凈化作用,并輔之以物理或化學(xué)方法,尋找凈化重金屬的有效途徑。對(duì)重金屬的污染源頭進(jìn)行嚴(yán)格的控制和監(jiān)督,利用物理和化學(xué)的辦法處理好源頭的含較高濃度的重金屬廢水,不讓高含量的重金屬廢水進(jìn)入城市排水管網(wǎng)。這樣可以減少治理成本,又減輕了二級(jí)污水廠的處理難度,取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。在已建成的環(huán)境治理項(xiàng)目中,可以考慮進(jìn)行對(duì)重金屬處理的改進(jìn)和改造以達(dá)到對(duì)相應(yīng)重金屬的處理,而在有必要進(jìn)行重金屬處理的未建成環(huán)境治理項(xiàng)目,應(yīng)該在立項(xiàng)時(shí)即考慮對(duì)重金屬的去除,以達(dá)到更好的治理污染,修復(fù)環(huán)境的目的。
參考文獻(xiàn)
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4.趙玲,尹平河,Qiming Yu等.海洋赤潮生物原甲藻對(duì)重金屬的富集機(jī)理[J].環(huán)境科學(xué),2001,22 (4):42~45
篇8
關(guān)鍵詞 贛江;魚體;鎘;蓄積;檢測(cè)
中圖分類號(hào):X174 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)20-0126-01
鎘是劇毒元素,對(duì)人體產(chǎn)生的危害十分巨大,急性鎘中毒通常經(jīng)10~20 min后,即可發(fā)生惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉等癥狀,嚴(yán)重者伴有眩暈、大汗、虛脫、上肢感覺遲鈍,甚至出現(xiàn)抽搐、休克。慢性鎘中毒可以通過食物、水和空氣而進(jìn)入人體內(nèi)蓄積下來,體內(nèi)積聚過量的鎘將損壞腎小管功能,造成體內(nèi)蛋白質(zhì)從尿中流失,久而久之形成軟骨癥和自發(fā)性骨折。
20世紀(jì)初以來,全球經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,鎘被廣泛應(yīng)用在電鍍工業(yè)、化工業(yè)、電子業(yè)、核工業(yè)等領(lǐng)域,使鎘的用量和生產(chǎn)量增加,相當(dāng)數(shù)量的鎘通過廢氣、廢水、廢渣進(jìn)人自然環(huán)境中。21世紀(jì)起,我國也相繼發(fā)生了幾次重大鎘污染事件,如2012年1月15日廣西龍江河宜州市懷遠(yuǎn)鎮(zhèn)河段的重大鎘污染突發(fā)事件,給我們敲響警鐘。為了解江西省母親河――贛江是否遭受鎘的污染,2013年1月~2014年8月間采集了章江與貢江的下游、贛江源頭的魚類,進(jìn)行鎘蓄積量的檢測(cè),以了解贛江魚類受鎘污染的現(xiàn)狀,為保護(hù)贛江生態(tài)環(huán)境提供依據(jù)。
1 樣品與檢測(cè)方法
1)采樣。千里贛江是由章江與貢江在江西贛州匯合而成,我們?cè)谡陆c貢江的下游、贛江源頭分別采取一定數(shù)量江中的主要魚類――鯇魚、鯽魚、鯰魚,裝入聚乙烯塑料袋,并放進(jìn)裝有冰塊的泡沫塑料箱中,帶回實(shí)驗(yàn)室。
2)樣品處理。分別取頭部、魚鰓、魚肝、魚腸、背部肌肉、魚尾。置于烘干箱烘干后,用馬沸爐低溫灰化,再采用硝酸消解法消化樣品。
1.3)檢測(cè)方法。用石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定。
1.4)鎘蓄積量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 主要包括農(nóng)業(yè)部無公害水產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)限量標(biāo)準(zhǔn)[1]:國家農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無公害水產(chǎn)品安全要求標(biāo)準(zhǔn)[2]和食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)[3]進(jìn)行評(píng)估魚類體內(nèi)鎘蓄積量。NY5073-2006無公害食品水產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)限量規(guī)定:魚類鎘的限量≤0.1 mg/kg。
2 實(shí)驗(yàn)部分
1)儀器與試劑:
TAS-986原子吸收分光光度計(jì),Cd標(biāo)準(zhǔn)貯備液(1mg/mL)(國家有色金屬及材料分析測(cè)試中心生產(chǎn))。
2)儀器工作條件:
干燥溫度100℃,升溫時(shí)間1-5s,保持時(shí)間20-30s,氣路流量設(shè)置為最大;
灰化溫度350-1200℃,升溫時(shí)間1s,保持時(shí)間15s,氣路流量設(shè)置為最大;
原子化溫度1700-2700℃,升溫時(shí)間0-1s,保持時(shí)間4-8s,氣路流量設(shè)置關(guān);
凈化溫度略高于或等于原子化溫度1700-2700℃,升溫時(shí)間0-1s,保持時(shí)間1-2s,氣路流量設(shè)置為最大。
3)Cd標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:Cd標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制(10μg/mL):準(zhǔn)確移取1mg/mLCd標(biāo)準(zhǔn)貯備液1.00mL于100mL容量瓶中加水定容,搖勻。Cd標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制(100μg/mL):準(zhǔn)確移取1mg/mLCd標(biāo)準(zhǔn)貯備液10.00mL于100mL容量瓶中加水定容,搖勻。
3 結(jié)果與討論
對(duì)贛江中主要三類魚身體內(nèi)各部分組織中鎘蓄積量的檢測(cè)如下表。
魚體組織鎘蓄積量
魚類 魚鰓中的鎘檢測(cè)量 肝臟中的鎘檢測(cè)量 腸中的
鎘檢
測(cè)量 背肌肉中的鎘檢測(cè)量 頭部中的鎘檢測(cè)量 魚尾的
鎘檢
測(cè)量
鯇魚 0.005
mg/kg ― ― ― ― ―
鯽魚 0.005
mg/kg 0.006
mg/kg ― ― ― ―
鯰魚 0.006
mg/kg 0.003
mg/kg 0.006
mg/kg 0.005
mg/kg ―
注:“―”表示檢測(cè)不明顯;鯰魚未取鰓進(jìn)行鎘的檢測(cè)
從上表中三類魚的各機(jī)體組織的鎘蓄積量檢測(cè)的結(jié)果中可知:贛江中的魚類體內(nèi)鎘蓄積量最高的是鯰魚,肌肉與內(nèi)臟中皆有積累,達(dá)0.006mg/kg,鯇魚魚鰓中的鎘蓄積量最高,達(dá)0.005mg/kg,鯽魚肝臟中的鎘蓄積量最高,達(dá)0.006mg/kg;從檢測(cè)結(jié)果看,鎘在不同魚類的蓄積程度不同,且同一魚體中,各機(jī)體組織的鎘蓄積量也有差異。檢測(cè)結(jié)果還表明目前贛江水中魚體內(nèi)的鎘蓄積量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)限值(0.1mg/kg)。
4 結(jié)論與建議
石墨爐原子吸收光譜法實(shí)驗(yàn)操作簡便,速度快,準(zhǔn)確度與靈敏度,適用于快速檢測(cè)水中及水產(chǎn)品中的鎘蓄積量,通過對(duì)水中魚體的鎘蓄積量檢測(cè),可掌握贛江魚類受鎘污染的現(xiàn)狀,為保護(hù)贛江生態(tài)環(huán)境提供依據(jù)。目前贛江雖未遭受嚴(yán)重的鎘污染,但應(yīng)防微杜漸,一要加強(qiáng)宣傳教育公眾,了解鎘污等重金屬污染的危害及防治措施,提高公眾的環(huán)境保護(hù)意識(shí),增加保護(hù)水源的積極性;二要加強(qiáng)
對(duì)生活水與工業(yè)廢水監(jiān)督管理,從源頭上控制鎘污染物進(jìn)入水產(chǎn)品,從而保護(hù)水源不遭受鎘及其他重金屬的污染環(huán)境,保障人民的生活用水,三要加大對(duì)水生物體中鎘等重金屬的檢測(cè)力度,及時(shí)掌握水遭受鎘等重金屬污染的現(xiàn)狀,為保護(hù)贛江生態(tài)環(huán)境提供依據(jù)。
基金項(xiàng)目
江西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(GJJ 11662)。
參考文獻(xiàn)
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篇9
關(guān)鍵詞:無機(jī)重金屬;光度分析;檢測(cè);國家標(biāo)準(zhǔn)
水是人體的重要組成部分,生活飲用水的質(zhì)量則直接影響著人體的健康。隨著工業(yè)的發(fā)展,工業(yè)廢水的排放逐漸增多,還有未經(jīng)處理的生活用水的直接排放,都會(huì)加劇水質(zhì)的污染程度。為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的水污染狀況,人們必須有效、及時(shí)地掌握水質(zhì)信息,增強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的可靠性和科學(xué)性,這樣才能為監(jiān)督管理部門處理解決突發(fā)性水環(huán)境污染、生態(tài)破壞事件爭取更多寶貴時(shí)間,以及時(shí)采取措施,減少事故造成的損失。目前對(duì)河池地區(qū)的生活飲用水的分析尚未有公開報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)按國家標(biāo)準(zhǔn)采用可見分光光度法和火焰原子吸收光度法對(duì)河池部分地區(qū)的生活飲用水中的無機(jī)重金屬錳、鉻、汞、銅、鋅、鎘進(jìn)行了檢測(cè)。對(duì)鉛的檢測(cè)采用以偶氮氯膦Ⅲ為顯色劑的可見分光光度法。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
本實(shí)驗(yàn)采用可見分光光度法分析錳、鉻、汞4種元素,所用實(shí)驗(yàn)設(shè)備如表l。
銅、鋅、鉛、鎘4種元素的分析采用火焰原子吸收光度法,所用實(shí)驗(yàn)設(shè)備如表2。
本實(shí)驗(yàn)所用試劑含汞、銅等離子應(yīng)盡可能少,配制試劑及稀釋樣品的蒸餾水應(yīng)用去離子蒸餾水或重蒸餾水。
1.2 水樣的采集
本次實(shí)驗(yàn)水樣的采集,來自河池市的不同街區(qū)或同一地點(diǎn)的不同時(shí)間段。自來水在水管中經(jīng)過一夜的沉積,管道中有些元素會(huì)溶解在水中,多數(shù)家庭早5點(diǎn)時(shí)才開始使用,所以這時(shí)采集水樣能反映經(jīng)過一夜靜置后水中各元素的濃度情況;
而中午和晚上時(shí)經(jīng)過千家萬戶的使用,自來水有了充分的流動(dòng),此時(shí)采集的水樣應(yīng)該基本上與水廠處理后的水質(zhì)吻合,可以反映飲用水的水質(zhì)情況。因此對(duì)同一地點(diǎn)的水樣采集時(shí)間為早5點(diǎn)、中午12點(diǎn)和晚l9點(diǎn)。
1.2 .1 采集容器的預(yù)處理
本實(shí)驗(yàn)用聚乙烯塑料瓶采集水樣。新啟用的水樣瓶,必須先用50%的硝酸溶液浸泡一晝夜,再用分析純鹽酸(50%)充滿容器,于室溫下放置1周;傾去鹽酸,用蒸餾水清洗,再用硝酸(50%)充滿容器,浸泡1周;傾去硝酸,用蒸餾水沖洗,然后用蒸餾水充滿容器放置數(shù)周,并定期的更換蒸餾水,使用時(shí)再干燥 J。
1.2.2 采樣方法
采樣前要用所取水樣沖洗采樣瓶及瓶塞至少3次,采樣時(shí)應(yīng)使水緩緩流人采樣瓶中。采樣時(shí)瓶口要留有1% 一2% 的空間。
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
本實(shí)驗(yàn)采集了數(shù)五個(gè)水樣進(jìn)行了分析,現(xiàn)將其中10個(gè)有代表性的樣品分析結(jié)果列于表3。
2.2 分析與討論
2.2.1 不同采樣時(shí)間的離子濃度
由表3可以看出,所檢測(cè)的7種元素的濃度都是早上時(shí)較高,晚上時(shí)較低。產(chǎn)生以上現(xiàn)象的主要原因是:由于水管一夜未使用使管道內(nèi)存有不流動(dòng)積水,管道中或沉積在管壁表面的金屬元素溶出,導(dǎo)致早上水中各種元素濃度較高,隨著白天人們對(duì)自來水的使用時(shí)間增加,水中溶解的金屬離子濃度降低,所以檢測(cè)出的含量也逐漸降低。
2.2.2 不同管道材質(zhì)對(duì)離子濃度的影響
我國現(xiàn)在輸送飲用水的管道大多采用鐵管和聚乙烯(以下簡稱PVC)管。鐵管中會(huì)夾雜多種元素,飲用水在管道中滯留時(shí)間長會(huì)溶解管道上的金屬而使水中一些元素的濃度增加,對(duì)無機(jī)重金屬離子濃度也有一定的影響。而PVC管的主要成分是聚乙烯,較難和水有物理、化學(xué)等反應(yīng)發(fā)生,因而對(duì)飲用水中離子濃度影響很小。
從表3可以看出,管道材料的不同對(duì)飲用水中錳離子濃度影響很大。這是由于金屬管壁受到水的作用,容易形成以氧化鐵和二氧化錳為主的結(jié)垢;使用時(shí)間越長,結(jié)垢層越厚,從而使鐵管材地區(qū)測(cè)得錳的含量明顯高出PVC管材的地區(qū)。其他元素的測(cè)定結(jié)果也表現(xiàn)出類似規(guī)律。
3 結(jié)論
(1)本實(shí)驗(yàn)對(duì)生活飲用水中7種元素的檢測(cè)結(jié)果表明,所采集水樣基本符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB5749― 2006,但汞、鉛和鎘的含量略有超標(biāo),個(gè)別水樣錳含量較多,甚至超標(biāo)數(shù)十倍。
(2)從同一地點(diǎn)一天之中早、中、晚的水樣的測(cè)定結(jié)果來看,所檢測(cè)的七種元素的濃度都是早上時(shí)較高,隨著當(dāng)天用水量的增加濃度基本呈下降趨勢(shì)。
(3)管道材質(zhì)的不同對(duì)飲用水中離子濃度影響很大,使用鐵管材做輸送管道地區(qū)的水樣中測(cè)得的各元素的含量明顯高出以PVC管做輸送管的水樣。
參考文獻(xiàn)
篇10
關(guān)鍵詞:選礦廢水;資源化;處理
Abstract: due to the importance of environmental protection and the shortage of water resources, mineral processing waste water treatment as the cyclic utilization of water resources is one of the important means to protect water resources. In this paper, the present situation of mineral processing wastewater treatment, according to the resource treatment strategy, analysis of its resource processing difficulties and challenges, in order to better achieve the mineral processing waster water treatment.
Key words: mineral processing wastewater; resources; processing
中圖分類號(hào):X752文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一、選礦廢水的概述
選礦廢水是選礦工藝排水、尾礦池以流水和礦場(chǎng)排水的統(tǒng)稱。廢水水量大,懸浮物含量高,含有害物質(zhì)種類較多而濃度較低。每噸礦石選礦用水量為5-10噸。廢水水質(zhì)隨選礦種類而異,主要含有重金屬離子(銅、鋅、鉛、鎳、鐵、鋇、砷、鎘等)和選礦藥劑(黃藥、黑藥、氰鹽、松根油、甲酚、硫酸銅、重金屬鹽類、硫酸鈉、硫酸、石灰等)選礦廢水不經(jīng)處理排放或流失會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境,危害水產(chǎn)和植物及人體健康。一般設(shè)置大容積尾礦水(懸礦工藝排水與尾礦漿)沉淀-貯存池,常利用峽谷、坡地、河灘等地形并以堤壩圍筑而成,懸浮物沉積于底部廢水在池內(nèi)停留大于一晝夜,溢流水可循環(huán)使用,并根據(jù)要求有時(shí)需經(jīng)中和、吸附、氧化補(bǔ)充處理。選礦廢水中的主要有害物質(zhì)是重金屬離子和選礦藥劑。選礦廢水不經(jīng)處理排放或流失會(huì)嚴(yán)重污染水源和土壤,危害水產(chǎn)和植物,淤塞河流、湖泊。
二、選礦廢水的處理現(xiàn)狀
目前,我國企業(yè)選礦廢水的處理現(xiàn)狀是:第一,對(duì)選礦廢水處理的重視程度有所提升,但還不夠充分。第二,選礦廢水處理的技術(shù)不到位,選礦廢水在技術(shù)程度上面臨著一定的難題。第三,企業(yè)對(duì)選礦廢水處理的敷衍態(tài)度和逃避責(zé)任。選礦廢水的處理需要加強(qiáng)力度,需要改進(jìn)技術(shù),需要監(jiān)督機(jī)制。
三、選礦廢水的特點(diǎn)
選礦廢水具有水量大,懸浮物含量高,含有害物質(zhì)種類較多而濃度較低等特點(diǎn)。每噸礦石的選礦用水量為5~10噸。1973年中國選礦廢水排放量達(dá)10億立方米。廢水排放黛大,這是我國選礦廠廢水的特點(diǎn)之一。
我國選礦廠廢水的特點(diǎn)之二,是廢水成分較復(fù)雜,有毒有害成分較多,但濃度較低。選礦廢水中的主要有害物質(zhì)是重金屬離子和選礦藥劑。重金屬離子有銅、鋅、鉛、鎳、鐵、鋇、鎘等,以及砷和稀有元素等。在選礦過程中加入的浮選藥劑有如下幾類:①捕集劑:黃藥(ROCSSMe)、黑藥【(RO)2PSSMe】、白藥【CS(NHC6H5)2】。②抑制劑:氰鹽(KCN,NaCN)、水玻璃(Na2SiO3)。③起泡劑:松根油、甲酚(C6H4CH3OH)。④活性劑:硫酸銅、重金屬鹽類。⑤硫化劑:硫化鈉。⑥礦漿調(diào)節(jié)劑:硫酸、石灰等。選礦廢水中的污染物主要有懸浮物、酸堿、重金屬和砷、氟、選礦藥劑、化學(xué)耗氧物質(zhì)以及其他的一些污染物如油類、酚.銨、膦等等。重金屬如銅、鉛、鋅、鉻、汞及砷等離子及其化合物的危害,已是眾所周知。其他污染物的主要危害如下:(1)懸浮物:水中的懸浮物可以發(fā)生諸如阻塞魚鰓、影響藻類的光合作用來干擾水生物生活條件,如果懸浮物濃度過高,還可能使河道淤積,用其灌溉又會(huì)使土壤板結(jié)。(2)黃藥:即黃原酸鹽,為淡黃色粉狀物,有刺激性臭味,易分解,嗅味閥為0.005mg/L。被黃藥污染的水體中的魚蝦等有難聞的黃藥味。(3)黑藥:以二羥基二硫化磷酸鹽為主要成分,所含雜質(zhì)包括甲酸、磷酸、硫甲酚和硫化氫等。(4)松醇油:即為2#浮選油,主要成分為萜烯醇。(5)氰化物:劇毒物質(zhì),其進(jìn)入人體后,在胃酸的作用下被水解成氫氰酸而被腸胃吸收,然后進(jìn)入血液。血液中的氫氰酸能與細(xì)胞色素氧化酶的鐵離子結(jié)合,生成氧化高鐵細(xì)胞色素酸化酶,從而失去傳遞氧的能力,使組織缺氧導(dǎo)致中毒。(6)硫化物:一般情況下,S、HS一在水中會(huì)影響水體的衛(wèi)生狀況,在酸性條件下生成硫化氫。(7)化學(xué)耗氧物:化學(xué)需氧量是水中的耗氧有機(jī)物的量化替代性指標(biāo),在選礦廢水中的耗氧物,主要是殘存于水中的選礦藥劑。
選礦廢水不經(jīng)處理排放或流失會(huì)嚴(yán)重污染水源和土壤,危害水產(chǎn)和植物,淤塞河流、湖泊。、中國的有色金屬礦山大多分布在長江以南,選礦廢水的排放對(duì)河流、湖泊水源和農(nóng)業(yè)、漁業(yè)生產(chǎn)造成很大威脅。有的河流、湖泊被尾礦淤積,浮選劑臭氣四溢,使魚類受污染而不能食用,漁業(yè)減產(chǎn)。
四、選礦廢水實(shí)現(xiàn)資源化處理的途徑
(一)我國現(xiàn)階段選礦廢水處理的方法
1、混凝斜管沉淀法處理選礦廢水。來自車間的廢水,首先通過沉砂池進(jìn)行固液分離,沉砂池沉砂通過卸砂門排入尾礦砂場(chǎng)。沉砂池溢流出的上清液,通過投藥混合后進(jìn)入反應(yīng)器充分混凝反應(yīng),然后流入斜管沉淀器,使細(xì)粒懸浮物、有害物進(jìn)一步去除,斜管沉淀器的沉泥,通過閥門排至尾礦砂場(chǎng)。通過此工藝后,廢水即達(dá)國家允許排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)環(huán)保的要求,斜管沉淀器出水進(jìn)入清水池,用清水泵打回車間回用,節(jié)約用水,并使廢水閉路循環(huán),實(shí)現(xiàn)零排放。
2、混凝沉淀-活性炭吸附-回用工藝。此法是目前國內(nèi)選廠采用較多的選礦廢水回用方法,通過對(duì)不同礦山的選礦廢水試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),對(duì)同一選礦廢水投入不同藥劑或同一藥劑不同的量,其結(jié)果也不一樣。但其共同點(diǎn)如下:①凝劑效果比較試驗(yàn):分別采用聚合硫酸鐵(PFS)、混合氯化鋁(PAC)、明礬作混凝沉淀劑,結(jié)果表明,采用明礬作為混凝劑較為經(jīng)濟(jì)合理,其最佳用量一般可控制在30mg/L左右。②聚丙烯酰胺PAM對(duì)混凝效果的影響:PAM的加入,進(jìn)一步提高了廢水的混凝處理效果,但由于其是有機(jī)高分子,導(dǎo)致水中COD值上升.在實(shí)踐中,將混凝處理效果的變化和COD值的增加結(jié)合考慮,一般采用PAM的投入量0.2mg/L即可。③沉降時(shí)間對(duì)廢水的影響:確立混凝后的靜置時(shí)間為30min。④吸附試驗(yàn):粉末活性炭的用量比顆粒活性炭的用量少,基本在其一半的情況下,即可達(dá)到相同的效果。同時(shí),由于粉末活性炭易進(jìn)入精礦,不會(huì)在水循環(huán)中積累,故選用其做為吸附劑。其最佳用量一般為50~100mg/L。⑤浮選試驗(yàn):廢水經(jīng)混凝沉淀、活性炭吸附后,可全部回用,且對(duì)選礦指標(biāo)無任何影響。經(jīng)過明礬(30mg/L)、PAM(0.2mg/L)}昆凝沉淀,然后用粉末活性炭(50~100rag/L)工藝凈化后,出水水質(zhì)不但達(dá)到國家礦山廢水排放標(biāo)準(zhǔn),而且回用結(jié)果表明,經(jīng)該工藝處理后的廢水,不僅可以全部回用,不影響選礦指標(biāo),在選礦過程中還減少了浮選藥劑用量,給企業(yè)帶來了相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)效益。同時(shí),由于廢水的回用,使每天的新鮮水用量減少,這對(duì)于水資源短缺的我國來說,更具有減少污染、凈化環(huán)境的社會(huì)意義。該法流程簡單,效果好,具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。
(二)選礦廢水資源化利用綜合方法
專業(yè)人士經(jīng)過大量的水處理試驗(yàn)和選礦對(duì)比試驗(yàn)綜合研究,總結(jié)出一條解決礦山選礦廢水的較好方案。以鉛鋅礦為例,其工藝流程如圖所示
由于各種廢水水質(zhì)不同,在回用處理過程中,調(diào)節(jié)池起著調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量的作用。混凝沉淀池可加強(qiáng)混凝劑與廢水的混合,使微細(xì)粒子成長,使之變成可通過沉淀除去的懸浮物。反應(yīng)池用于廢水進(jìn)一步深化處理,利用消泡劑把廢水中多余的起泡劑反應(yīng)掉,削弱對(duì)浮選指標(biāo)的影響。
結(jié)束語:由于環(huán)境保護(hù)的重要性和水資源的緊缺,選礦廢水進(jìn)行治理后作為水資源循環(huán)利用是保護(hù)水資源的重要手段之一。選礦廢水資源化處理是我國礦業(yè)的一大挑戰(zhàn),也會(huì)帶來更多的進(jìn)步。所以,應(yīng)該加強(qiáng)將選礦廢水資源化的技術(shù)研發(fā)和投入。
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