众所周知,工业生产的废水中含有较多的铬、镍、锌、铜等重金属,这些重金属废水是没有办法进行分解和破坏的,唯一的解决办法就是将其转移到其他位置或转变成其他物化状态,因此,重金属废水处理对于人们的生活和生产来说都是一个较大的难题。
反渗透技术是目前应用较为广泛的一种污水处理技术,由于反渗透膜的孔径限制和在渗透压的作用下,将重金属离子和溶剂分离开。反渗透技术可以有效去除废水中溶解的各种盐类、胶体、微生物等物质,并且去除率能够控制在97%以上。反渗透膜技应用在重金属废水处理中,一方面可以有效的去除废水中的重金属,达到保护生态环境的目的,另一方面,还可以通过该技术对金属离子进行回收和再利用,有效降低了重金属离子的流失率。此外,反渗透技术还具备能耗较小、体积小、无需借助其他添加剂、运行费用较小、操作可控性强、污染性小、适用性强等优点。
1、反渗透技术的原理
现阶段,对于废水的处理方法有很多种,总的来说可以分为化学方法、物理方法、生物质法三种。由于重金属废水中含有较多游离态的重金属离子,再加上这些重金属离子的化学成分一般都较复杂,因此,反渗透法是一种高效、高质且应用较多的用于重金属废水处理方法。
反渗透技术在外界作用力将废水中的溶剂穿过半透膜进入到另一侧,而金属离子无法穿过半透膜的处理方法。该技术的实施需要满足以下两个条件:第一,外界作用力必须高于废水中的渗透压;第二,半透膜应同时具备透水性较好和选择性较多的条件,且其表面微孔的直径小于1nm,只有这样才能除去废水中的离子。
渗透截留机理是反渗透技术的依据,实现对金属离子的筛分和排斥。因此,利用反渗透技术处理含有重金属的废水时,需要考虑各个离子的价态,并且不用添加其他药剂和辅助技术,相较于其他的废水处理技术设备消耗较低且效率更高。
2、反渗透技术在重金属废水处理中的一些应用
2.1在电镀废水处理中的应用
工业产生的电镀废水和金属漂洗水中含有大量的重金属离子,如铬、铅、镍等,除此之外还包含较多的氰化物和氯化物。反渗透污水处理技术首先应用在电镀水上,在处理电镀水时,采用的是局部渗透或是脱盐法,从而达到回收废水中游离的金属离子的目的。在进行电镀镍时,产生的镍废水中将会包含很多镍离子,而镍对于各种生物都有着极大的危害,因此,有必要处理电镀水中含有的镍离子。反渗透技术应用与电镀水处理已经发展的较为成熟,由于镍具有较高的经济效益,在处理电铬水时,一般结合纳滤工艺来进行回收镍。
2.2在其他重金属废水处理中的应用
3、在应用反渗透技术处理重金属废水需要注意的问题
3.1对重金属废水进行预处理
在选择反渗透技术进行重金属废水处理时,预处理技术能够有效的延长渗透膜的使用寿命,减少渗透膜更换的频率而降低生产成本。反渗透技术处理重金属废水时,还要看水质是否满足技术要求,避免渗透膜在处理过程中受到污染,提高反渗透技术对废水处理的效果。总而言之,反渗透技术应用于重金属废水处理时,严格做好预处理措施,确保水质达到标准,从而有效提升重金属废水处理的整体效率。
3.2科学、合理的选择反渗透膜
3.3规范设置工艺操作参数
如上所述,反渗透技术处理重金属废水时,要结合水质特点合理设置工艺参数,以提升处理后的出水水质。反渗透装置操作需要设置的参数主要包括进水水质的pH值、温度、压力等。以卷式反渗透膜处理含有Cu2+的漂洗水为例,发现膜通量会随着膜压降和温度的提高而提高;当温度恒定时,溶液的浓度将随膜压降的提高而减小。同时,不同种类的膜对pH的要求也不一样,一般反渗透膜对金属离子的截留率会随着pH值得降低而下降,因此,pH值在4~7时得效果是最好得。随着膜技术得不断发展,反渗透膜的可用pH范围在不断增加,一般pH使用下限为2。