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电化学保护金属的方法

电化学保护金属的方法
电化学保护金属的方法

1电化学对金属的保护措施

2外加电流阴极保护法

这是电化学保护法的其中一种,又叫做阴极电保护法。

把要保护的钢铁设备作为阴极,另外用不溶性电极作为辅助阳极,两者都放在电解质溶液里,接上外加直流电源.通电后,大量电子被强制流向被保护的钢铁设备,使钢铁表面产生负电荷(电子)的积累,只要外加足够强的电压,金属腐蚀而产生的原电池电流就不能被输送,因而防止了钢铁的腐蚀.

此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。化工厂中盛装酸性溶液的容器或管道,也常用此法。

2.1 外加电流阴极保护系统

外加电流阴极保护系统由以下几部分组成:①直流电源,②辅助阳极,③参比电极。此外,为使阳极输出的保护电流更均匀,避免阳极附近结构物产生过保护,有时在阳极周围还须涂刷阳极屏蔽层

2.1.1直流电源

在外加电流阴极保护系统中,需要有一个稳定的直流电源,以提供保护电流。目前,广泛使用的有整流器和恒电位仪两种。一般,当被保护的结构物所处的工况条件(如浸水面积、水质等)基本不变或变化很小时,可以采用手动控制的整流器;但当结构物所处的工况条件经常变化时,则应采用自动控制的恒电位仪,以使结构物电位总处在最佳保护范围内。

在工程中广泛使用的恒电位仪主要有三类:可控硅恒电位仪、磁饱和恒电位仪和晶体管恒电位仪。可控硅恒电位仪功率较大、体积较小,但过载能力不强。磁饱和恒电位仪紧固耐用,过载能力强,但体积比较大,加工工艺也比较复杂。晶体管恒电位仪输出平稳、无噪声、控制精度较高,但线路较复杂。

2.1.2辅助阳极

辅助阳极的作用是将直流电源输出的直流电流由介质传递到被保护的金属结构上。可作辅助阳极的材料有很多,如废钢铁、石墨、铅银合金、高硅铸铁、镀铂钛、包铂铌以及混合金属氧化物电极等。这些材料各有其特点,适用于不同的场合。

2.1.3参比电极

参比电极的作用有两个:一方面用于测量被保护结构物的电位,监测保护效果;另一方面,为自动控制的恒电位仪提供控制信号,以调节输出电流,使结构物总处于良好的保护状态。在工程中,常用的参比电极有铜/饱和硫酸铜、银/卤化银及锌参比电极等,这些参比电极各具特点,适用于不同的场合。

2.1.4牺牲阳极阴极保护法

牺牲阳极的阴极保护法,又称牺牲阳极保护法。是一种防止金属腐蚀的方法。具体方法为:将还原性较强的金属作为保护极,与被保护金属相连构成原电池,还原性较强的金属将作为负极发生氧化反应而消耗,被保护的金属作为正极就可以避免腐蚀。因这种方法牺牲了阳极(原电池的负极)保护了阴极,因而叫做牺牲阳极(的阴极)保护法。

例如:钢闸门的保护,有的就应用这种方法。它是用一种更为活泼的金属,如锌等,连接在钢闸门上。这样,当发生电化学腐蚀时,被腐蚀的就是那种比铁更活泼的金属,而铁被保护了。通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部分,装上一定数量的锌块,来防止船壳等的腐蚀,就是应用的这种方法。目前,电化学保护法的应用除海水或河道中钢铁设备的保护外,还应用于防止电缆、石油管道、地下设备和化工设备等的腐蚀。

实质是一种原电池反应。

金属矿山废水处理新技术

金属矿山废水废渣处理新技术院系:城建给排水工程学号:111824224 :熊聪 摘要:随着经济建设的快速发展,我国金属矿山废水产生的环境问题日益严重,金属矿山废水的污染已成为制约矿业经济可持续发展的主要因素之一。概述了矿山酸性废水的形成及危害,重点介绍了几种常见的处理矿山酸性废水的处理技术如中和法、硫化物沉淀法、吸附法、离子交换法和人工湿地法,同时介绍了它们的原理、特点和存在的问题,在此基础上,对矿山酸性废水处理技术的研究,并介绍了几种金属矿山废水处理的新技术以及实例。 关键词:金属矿山废水废渣处理新技术 Abstract:With the rapid development of economic construction, the metal mine waste water environment problem is increasingly serious, metal mine waste water pollution has become one of the main factors restricting the sustainable development of mining economy. Formation and harm of the acidic mining waste water are summarized, mainly introduces several common treatment of acidic mining waste water treatment technologies such as neutralization, sulfide precipitation, adsorption, ion exchange method and the method of artificial wetland, and introduces the principle, characteristics and existing problems, and on this basis, the study of acidic mining waste water treatment technology, and introduces several kinds of metal mine wastewater treatment technology and examples. Keywords:Metal mine Waste water Conduct The new technology 一、金属矿山废水的形成及危害 1.1金属矿山废水的形成 在大部分金属矿物开采过程中会产生大量矿坑涌水。当矿石或围岩中含有的硫化物矿物与空气、水接触时,矿坑涌水就会被氧化成酸性矿坑废水。酸性矿坑水极易溶解矿石中的重金属,造成矿坑水中重金属浓度严重超标。同时在雨水的冲刷作用下废石堆和尾矿也产生大量含有高浓度重金属的酸性淋滤水。 1.2金属矿山废水的危害 金属矿山矿山酸性废水中含有大量的有害物质,一般不能直接循环利用,矿

最新整理《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计讲课稿

《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计三维目标: 知识与技能:1.了解金属腐蚀及其危害。 2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。 3.了解金属防护的一般方法,特别是电化学防护的方法。 过程与方法:事例引入,激发兴趣;分组实验,总结结论,典型题例,强化理解。 情感态度与价值观:通过生活事例引发学生思考,体现化学与生活的紧密联系,激发学生的探索精神,并让学生体会到学以致用的科学精神。 教学重点:金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。 教学难点:金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。 教具:提供试剂:锌片铜片稀硫酸氯化钠溶液 提供仪器:水槽导管电流表 教学过程: 【事例引入(配合投影)】在我们的生活中经常可以看到这些现象(投影图片)。这些现实均显示:我们辛苦制备的材料,尤其是金属材料在使用

中往往会被腐蚀,造成损坏,浪费,甚至引起恶性事故。如:这是位于美国的俄亥俄桥,突然塌入河中,死亡46人。事后调查,是由于桥梁的钢梁被腐蚀产生裂缝所致。又如,这是日本大阪地下铁道的输气管道,因腐蚀而折断,造成瓦斯爆炸,乘客当场死亡75人。 这样的例子举不胜举,可见,金属腐蚀给人类造成的损失有多么巨大。据统计:(投影)。这些数据都说明金属腐蚀造成的损失已经远远超过了各种自然灾害造成的损失的总和。所以我们要有这样的使命感:用自己学过的知识,去研究金属腐蚀的原理,并尝试找出“防止腐蚀的方法”,甚至想想利用腐蚀原理为我们服务。今天这堂课我们就来走进“金属的腐蚀与防护”。 【板书】金属的电化学腐蚀与防护 [预设问题1] 钢铁生锈,铁锈的主要成分:Fe 2O 3 ·xH 2 O 铜器生锈,铜绿的主要成分:Cu 2(OH) 2 CO 3 思考:金属腐蚀的本质是什么? [板书] 第四节金属的电化学腐蚀与防护[板书] 一、金属的电化学腐蚀

微生物对重金属 的去除

微生物处理重金属废水的常规研究进展2010-8-23 来源:谷腾水网点击:37 重金属废水的常规处理方法主要包括:化学沉淀法、离子交换法、蒸发浓缩法、电解法、活性炭和硅胶吸附法和膜分离法等,但这些方法存在去除不彻底、费用昂贵、产生有毒污泥或其他废料等缺点。因此,人们一直致力于研究与开发高效环保型的重金属废水处理技术和工艺。微生物处理法是利用细菌、真菌(酵母)、藻类等生物材料及其生命代谢活动去除和(或)积累废水中的重金属,并通过一定的方法使金属离子从微生物体内释放出来,从而降低废水中重金属离子的浓度。近年来,国际上在微生物处理重金属废水的研究中取得了较多成果,该技术在投资、运行、操作管理和金属回收、废水回用等方面优越于传统的治理方法,展现出广阔的应用前景。我国在微生物处理废水重金属这方面的研究尚处于起步阶段,因此,本文就微生物处理重金属废水的机理及其影响因素做一概述,以期促进国内该领域的研究。 1微生物处理重金属废水的机理 1.1微生物对重金属的吸附作用 微生物的吸附作用是指利用某些微生物本身的化学成分和结构特性来吸附废水中的重金属离子,通过固液两相分离达到去除废水中的重金属离子的目的。生物吸附剂为自然界中丰富的生物资源,如藻类、地衣、真菌和细菌等。微生物结构的复杂性以及同一微生物和不同金属间亲和力的差别决定了微生物吸附金属的机理非常复杂,至今尚未得到统一认识。根据被吸附重金属离子在微生物细胞中的分布,一般将微生物对金属离子的吸附分为胞外吸附、细胞表面吸附和胞内吸附。 1.1.1胞外吸附 一些微生物可以分泌多聚糖,糖蛋白,脂多糖,可溶性氨基酸等胞外聚合物质(extracellularpolymericsubstances,EPS),EPS具有络合或沉淀金属离子作用。如蓝细菌能分泌多糖等胞外聚合物,一些白腐真菌可以分泌柠檬酸(金属螯合剂)或草酸(与金属形成草酸盐沉淀)。Suh等研究发现,当茁芽短梗霉(Aureobasidiumpullulans)分泌EPS时,Pb2 便积累于整个细胞的表面,且随着细胞的存活时间增长,EPS的分泌量增多,积累于细胞表面的Pb2 水平就越高,从最初的56.9上升到215.6mg/g(干重);当把细胞分泌的EPS提取出来后,Pb2 便会渗透到细胞内,但Pb2 的积累量显著减少(最高量仅为35.8mg/g干重)。 1.1.2细胞表面吸附 细胞表面吸附是指金属离子通过与细胞表面,特别是细胞壁组分(蛋白质、多糖、脂类等)中的化学基团(如羧基、羟基、磷酰基、酰胺基、硫酸脂基、氨基、巯基等)的相互作用,吸附到细胞表面。如将酵母细胞壁上氨基,羧基,羟基等化学基团进行封闭,则会减少其对Cu2 的吸收量,表明这些基团在结合Cu2 方面具有重要的作用,这也间接证明了细胞壁上蛋白质和糖类在生物吸附中的作用。 金属离子被细胞表面吸附的机制包括离子交换、表面络合、物理吸附(如范德华力、静电作用)、氧化还原或无机微沉淀等。不同的微生物对不同金属的吸附作用机制不同(表1)。Kratochvil等认为,离子交换是许多非活性真菌和藻类吸附金属离子的主要机理,主要是细胞表面的羧基,其次是硫酸脂基和氨基在生物吸附中发挥了重要作用。Davis等也认为离子交换是褐藻吸附金属离子的主要机制,特别是以前被认为的物理和化学的结合机制都可以用离子交换来解释。细胞表面功能基团中的氮、氧、硫、磷等原子,可以作为配位原子与金属离子配位络合。例如Zn、Pb可以与产黄青霉(P.chrysogenum)表面的磷酰基和羧基形成络合物,溶液中的阴离子(EDTA、SO42-、Cl-、PO33-等)可以与细胞竞争重金属阳离子,形成络合物,从而降低产黄青霉对Zn、Pb的吸附量,这也间接地说明细胞表面对金属离子的吸附确实存在络合机制。关于氧化还原和无机微沉淀的机制也有少量报道。如Lin采用X 射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)以及光电子能谱(XPS)技术,研究了废弃酵母吸附Au3 的过程,发现还原性糖(细胞壁肽聚糖层的多糖水解产物)半缩醛基团中的自由醛基,可以

高中化学《非金属知识点总结》(精选.)

化学:人教版必修一《非金属知识点总结》教案 一、氯及其化合物的转化关系 1、液氯、新制的氯水和久置的氯水比较 液氯新制氯水久置氯水分类纯净物混合物混合物[ 颜色黄绿色黄绿色无色 成分Cl2 Cl2、H2O、HClO、H+、Cl―、 ClO―、极少量的为OH― H+、Cl―、H2O、极少量的OH― 稀盐酸 性质氧化性氧化性、酸性、漂白性酸性2、氯气的性质 与金属钠反应方程式2Na+Cl 2点燃 2NaCl 与金属铁反应方程式2Fe+3Cl 2点燃 2FeCl3 与金属铜反应方程式Cu+Cl 2点燃 CuCl2 与氢气反应方程式H 2+Cl22HCl;H2+Cl22HCl 与水反应方程式H2O +Cl2 ==HCl+HClO 制漂白液反应方程式Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O 制漂白粉反应方程式2Cl2 +2C a(O H)2==CaCl2 +C a(C l O)2 +2H2O 实验室制法MnO 2+4HCl(浓)△ MnCl2 +Cl2↑+2H2O 氯离子的检验试剂以及反应方程式AgNO3溶液:g++Cl―==AgCl 二、硅及其化合物的转化关系

①Si 的还原性大于C ,但C 却能在高温下还原出Si 。2C +SiO2=====高温 Si +2CO↑; ②Si 能与NaOH 溶液反应放出H2,而其他非金属单质无此性质; ③非金属单质一般为非导体,但Si 为半导体,石墨为良导体; ④非金属氧化物一般为分子晶体,但SiO2晶体为原子晶体。 1、二氧化硅和二氧化碳比较 二氧化硅 二氧化碳 类别 酸性氧化物 _酸性氧化物 晶体结构 原子晶体 分子晶体 熔沸点 高 低 与水反应方程式 不反应 CO 2+H 2O H 2CO 3 与酸反应方程式 SiO 2 + 4HF==SiF 4↑+2H 2O 不反应 与烧碱反应方程式 SiO 2+2NaOH == Na 2SiO 3+H 2O 少:2NaOH+CO 2==Na 2CO 3+H 2O 过:NaOH+CO 2==Na HCO 3 与CaO 反应方程式[来 SiO 2+CaO 高温 CaSiO 3 CaO+CO 2==CaCO 3 存在状态 水晶、玛瑙、石英、硅石、沙子 人和动物排放 2、硅以及硅的化合物的用途 物质 用途 硅单质 半导体材料、光电池(计算器、人造卫星、登月车、探测器) SiO 2 饰物、仪器、光导纤维、玻璃 硅酸钠 矿物胶 SiC 砂纸、砂轮的磨料

三种常见重金属的处理方法的比较

三种常见的处理方法的比较 一、石灰中和法 1.1基本原理 石灰中和反应法是在含重金属离子废水中投加消石灰C a( O H ) : , 使它和水中的重金属离子反应生成离子溶度积很小的重金属氢氧化物。通过投药量控制水中P H 值在一定范围内, 使水中重金属氢氧化物的离子浓度积大于其离子溶度积而析出重金属氢氧化物沉淀, 达到去除重金属离子, 净化废水的目的。 将废水收集到废水均化调节池,通过耐腐蚀自吸泵将混合后的废水送至一次中和槽,并且在管路上投加硫酸亚铁溶液作为砷的共沉剂(添加量为Fe/As=10),同时投加石灰乳进行充分搅拌反应,搅拌反应时间为30 min,石灰乳投加量由pH 计自动控制,使一次中和槽出口溶液pH值为7.0;为了使二价铁氧化成三价铁,产生絮凝作用,在一次中和槽后设置氧化槽,进行曝气氧化,经氧化后的废水自流至二次中和槽,再投加石灰乳,石灰乳投加量由pH计自动控制,使二次中和槽出口溶pH值为9~11;在二次中和槽废水出口处投加3号凝聚剂(投加浓度为10 mg/L),处理废水自流至浓密机,进行絮凝、沉淀;上清液自流至澄清池,传统的石灰中和处理重金属废水流程如下: 石灰一段中和及氢氧化钠二段中和时,各种重金属去除率随pH不同而沉淀效果不同,不同的金属的溶度积随PH不同而不同。同一PH所以对重金属的沉淀效果不一样,而废水中的重金属通常不只一种,根据重金属的含量在进水时把配合调到某金属在较低ph溶度积最高时对应的PH。加石灰乳进行中和反应,沉淀废水中的大部分金属。上清液进入下一个调节池,进入调节PH ,进入二次中和反应池,除去剩余的重金属离子。 1.2 石灰中和沉淀的优缺点 采用石灰石作为中和剂有很强的适应性,还具有废水处理工艺流程短、设备简单石灰就地可取,价格低廉,废水处理费用很低,渣含水量较低并易于脱水等优点,但是,石灰中和处理废水后,生成的重金属氢氧化物———矾花,比重小,在强搅拌或输送时又易碎成小颗粒,所以它的沉降速度慢。往往会在沉降分离过程中随水流外溢,又使处理后的废水浊度升高,含重金属离子仍然超标。要求废水不含络合剂如C N 一、N H 。等, 否则水中的重金属离子就会和络合剂发生络合反应, 生成以重金属离子为中心离子以络合剂为配位体的复杂而又稳定的络离子, 使废水处理变得复杂和困难。已沉降的矾花中和渣泥的含水率极高(达99%以上),其过滤脱水性能又很差,加上组成复杂、含重金属品位又低,这给综合回收利用与处置带来了困难,甚至造成二次污染。此外,渣量大,不利于有价金属的回收,也易造成二次污染II。用石灰水处理的重金属废水。由于不同重金属与OH的结合在同一PH下不同,同一金属在不同PH下的溶度积不同。所以,用传统的石灰法处理重金属含量较多的复杂的废水,显然不行,首先某些重金属不能达标排放,其次,处理废水中含钙比较多。在冶炼厂,很难循环使用。 二、硫化沉淀法

金属的腐蚀与防护教案

金属的腐蚀与防护教案 年级:高三年级 科目:化学 姓名:丁博利

金属的腐蚀与防护 教学目标 知识与技能: ①了解金属腐蚀带来的危害,认识防止金属腐蚀的重要意义。 ②认识金属吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件及原理,会书写电极反应方程式 ③能够利用电化学知识进行金属防护 过程与方法: ①通过图片,资料激发学生的责任感,从而走进生活,寻求解决金 属腐蚀的根源及方法。 ②通过对原理的分析,进一步提升学生发现问题,分析问题,解决问题的能力。 情感态度与价值观: 通过金属腐蚀对生产、生活的影响,感受化学对人类进步的意义。教学重难点: 重点:金属的电化学腐蚀及电化学防护原理 难点:钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀的电化学原理 教学方法: 讨论法,讲授法,多媒体展示法,比较归纳法等。 课时安排: 2课时 第一课时

教学过程 一.创设情景,导入新课 1.图片展示,解释腐蚀的普遍性。 2.联系实际介绍金属腐蚀的危害性,。 3.了解腐蚀与防腐的必要性。 二.新课教学 学生阅读教材,回答相关问题 1.金属的腐蚀 ⑴概念:金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学 作用而遭到破坏,称为金属腐蚀. ⑵本质:M-ne-=M n+ (氧化反应) ⑶分类:化学腐蚀 电化学腐蚀 【交流研讨】:为什么铁在潮湿的环境中更容易腐蚀变红? 2.金属的电化学腐蚀 ⑴原理:钢铁(Fe.C合金)在电解质溶液中形成原电池 ⑵分类:①析氢腐蚀 条件:电解质溶液酸性较强 Fe(-):Fe-2e-= Fe2+ C(+): 2H+ + 2e- = H2↑ 总反应:Fe + 2H+ = Fe2++ H2↑ ②吸氧腐蚀

重金属废水处理方法

1.3 重金属废水处理方法 现代水处理技术,按原理可分为化学处理法,物理处理法和生物化学处理法3大类[6]。生物法处理无机重金属离子废水的技术正在积极的研究和试用中。 化学法是利用化学反应的作用,分离回收污水中处于各种形态的污染物质(包括悬浮的、溶解的、胶体的等)。主要方法有中和、混凝、电解、氧化还原等。 ⑴中和沉淀法:投加碱中和剂,使废水中重金属离子形成溶解度较小的氢氧化物或碳酸盐沉淀而去除的方法。碱石灰(CaO)等石灰类中和剂,价格低廉,可去除汞以外的重金属离子,工艺简单,处理成本低[7]。但沉渣量大,含水率高,易二次污染,有些重金属废水处理后难以达到排放标准。 ⑵硫化物沉淀法:硫化物沉淀法的沉淀机理是:废水中的重金属离子与S2-结合生成溶解度很小的盐。操作中应该注意以下几个方面:①硫化物沉淀一般比较细小,易形成胶体,为便于分离应加入高分子絮凝剂协助沉淀沉降;②硫化物沉淀中沉淀剂会在水中部分残留,残留沉淀剂也是一种污染物,会产生恶臭等,而且遇到酸性环境产生有害气体,将会形成二次污染[8]。 ⑶铁氧体沉淀法:FeSO4可使各种重金属离子形成铁氧体晶体而沉淀析出。经典铁氧体法能一次脱除多种重金属离子,设备简单,操作方便[9]。但不能单独回收重金属。铁氧体法工艺流程技术关键在于:①Fe3+:Fe2+ =2:1,因此,Fe2+的加入量,应是废水中除铁以外各种重金属离子当量数的2倍或2倍以上;②NaOH或其碱的投入量应等于废水中所含酸根的0.9~1.2倍浓度;③碱化后应立即通蒸汽加热,加热至60~70℃或更高温度;④在一定温度下,通入空气氧化并进行搅拌,待氧化完成后再分离出铁氧体。 铁氧体法处理含重金属离子的废水,能一次脱除废水中的多种金属离子,对脱除Cu, Zn,Cd,Hg,Cr等离子均有很好的效果。 物理法是利用物理作用分离污水中呈悬浮固体状态的污染物质。主要方法有离子交换法,沉淀法,上浮法,气浮法,过滤法和反渗透法等。 ⑴离子交换法:离子交换法是重金属离子与离子交换树脂发生离子交换的过程。螯合树脂具有螯合基团,对特定重金属离子具有选择性。腐植酸树脂是由腐植酸和交联剂交联而成的高分子材料,具有阳离子交换和络合能力。这两类树脂实质上开拓了阴阳离子树脂的应用范围。

人教版高二化学选修四 4.4 金属的电化学腐蚀与防护教案

第四节金属的电化学腐蚀与防护 教学目标: 知识与技能: 1、了解金属腐蚀的危害及金属腐蚀的本质原因; 2、了解金属腐蚀的种类,发生腐蚀的反应式的书写; 3、掌握金属防护的方法。 过程与方法: 1、培养学生依据事实得出结论的科学方法; 2、培养学生的观察能力。 情感态度与价值观: 增强学生的环保意识 教学重点、难点: 金属的电化学腐蚀 课时安排:1课时 教学方法: 教学过程: 引入]在日常生活中,我们经常可以看到一些美丽的金属器皿使用一段时间后会失去表面的光泽。如:铁器会生锈、铜器会长出铜绿。实际上金属的生锈,其主要原因与原电池的形成有关,下面我们就来分析一下金属腐蚀的原因。 板书]第四节金属的电化学腐蚀与防护 阅读]请同学们阅读课本P84内容回答下列问题: 什么是金属腐蚀?金属的腐蚀有哪几种? 学生阅读后回答]金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 板书]一、金属的电化学腐蚀 1、金属的腐蚀 (1)概念:金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程 提问]生活中你所了解的金属腐蚀有哪些? 回答]铁生锈、铜长出铜绿、铝锅出现白色的斑点等。 提问]金属腐蚀的原因是什么?

回答]金属由单质变成化合物,使电子被氧化。 板书](2)金属腐蚀的本质:M—ne—=M n+ 讲述]金属腐蚀为失电子,是内因。金属越活泼,越易失电子,越易被腐蚀。金属腐蚀还与外因有关,即与金属接触的介质不同,发生的腐蚀情况也不同。 板书](3)金属腐蚀的类型: ①化学腐蚀:金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。例如铁丝在氧气中燃烧、铜在氯气中燃烧等。 讲述]上面的腐蚀没有形成原电池,还有一类是在腐蚀过程中形成了原电池。 板书]②电化学腐蚀:不纯金属与电解质溶液接触时比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀。 引导]请同学们讲述一下钢铁在潮湿的环境中生锈的过程。 学生]在潮湿的空气中,,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜是含有少量H+和OH—还溶解了O2等气体,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它与钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。 投影]钢铁的电化学腐蚀示意图 引导]根据以前所学内容,指出钢铁腐蚀时形成的原电池的正负极,写出电极反应方程式: 指定学生板书] 负极(Fe):2Fe—4e—=2Fe2+ 正极(C):O2+2H2O+4e—=4OH— 总反应:2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2 讲解]Fe(OH)2继续被氧气氧化生成Fe(OH)3,Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈(Fe2O3.xH2O)。这种腐蚀是由于电解质溶液中溶有O2造成的。所以把这种腐蚀叫做吸氧腐蚀。这种腐蚀普遍存在,在电化学腐蚀中为主。如果电解质溶液中有CO2气体或H+时,会有H2放出(析出),所以这种电化学腐蚀也叫做析氢腐蚀。总之,无论是哪种腐蚀,其结果都是水膜中OH—浓度相对增加。 板书]析氢腐蚀 负极(Fe):Fe—2e—=Fe2+ 正极(C):2H++2e—=H2↑ 引导]请同学们根据以上学习比较化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系,并填写下表: 投影](表中内容学生讨论后再显示)

土壤重金属污染的微生物效应研究进展_1

重金属污染土壤的治理是当今世界的一大难题,由于土壤中重金属污染是一个不可逆的过程,且土壤中的重金属具有非降解性及难以清除性。采用传统方法修复重金属污染土壤是非常困难和昂贵的[1]。而生物修复法能克服传统方法中的缺点,越来越受到重视[2]。土壤中微生物种类繁多,数量庞大,有的不仅参与土壤中污染物的循环过程,还可作为环境载体吸附重金属等污染物[3]。由于微生物对重金属具有积累和解毒作用的功能,可促进有毒、有害物质解毒或降低毒性,使土壤重金属污染生物处理技术的发展和应用倍受关注。虽然近年来人们已经对土壤重金属污染的微生物效应、微生物学评价及修复机制做了大量的研究,但往往这些研究都是独立进行,缺乏相互之间的联系,造成很多结论的不统一性,对它们的综合评价产生一定的影响。因此,系统综述土壤重金属污染的微生物效应、微生物学评价及微生物的修复作用等方面的研究进展,研究和运用微生物与重金属间的相互关系和作用特点,对重金属污染土壤的微生物修复具有重要的意义[4]。 1土壤重金属污染的微生物效应及毒性 1.1重金属污染对土壤微生物活性的影响 当土壤受外来重金属污染物污染时,微生物为了维持生存可能需要更多的能量,而使土壤微生物的代谢活性发生不同程度的反应[5]86。微生物的代谢商(qCO 2)是微生物活性反应指标之一,它反映了单位生物量的微生物在单位时间里的呼吸作用强度[6]138。土壤微生物的代谢商通常随着重金属污染程 度的增加而上升。Chander 等[7]613研究认为,含高浓度重金属的土壤中微生物利用有机碳更多地作为能量代谢,以CO 2的形式释放,而低浓度重金属的土壤中微生物能更有效地利用有机碳转化为生物量碳,土壤中的重金属含量的高低影响了微生物的呼吸及代谢,进而影响了土壤的呼吸作用。张玲和叶正钱[6]139研究了铅锌矿区污染土壤的微生物活性,在矿口处土壤基础呼吸为33.69mg/(kg ·d ),明显高于其他地段,在远离矿口800m 的地方土壤基础呼吸为24.57mg/(kg ·d ),明显高于对照的4.06mg/(kg ·d ),矿口土壤的土壤基础呼吸和微生物代谢商分别是对照土壤的1.6倍和2.3倍。Fliepbach 等[8]1202也研究认为,代谢商是评价重金属微生物效应的敏感指标,它可以反映出土壤重金属污染程度。 1.2重金属污染对土壤微生物生物量的影响 土壤微生物生物量代表着参与调控土壤中能量和养分循环以及有机质转化所对应生物量的数量,而且土壤微生物碳或氮转化速率较快,可以很好地表征土壤总碳或总氮的动态变化,是比较敏感的生物学指标[8]1201。大量的研究表明,由于土壤重金属污染造成微生物生物量发生变化。Khan 等[9]30研究指出,Pb 污染矿区土壤的微生物生物量受到严重影响,靠近矿区附近土壤的微生物生物量明显低于远离矿区土壤的微生物生物量。Fliepbach 等[8]1201研究结果表明,低浓度的重金属能刺激微生物生长,可增加微生物生物量碳,而高浓度重金属污染则导致土壤微生物生物量碳的明显下降。Khan 等[9]31采用室内培养实验,研究了Cd 、Pb 和Zn 对红壤微生物生 土壤重金属污染的微生物效应研究进展 王彬杨胜翔徐卫红 (西南大学资源环境学院,重庆 400716) 摘 要 文章综述了土壤重金属污染的微生物效应、重金属污染土壤的微生物学评价及微生物的修复机制等方面的研究进展,并对今后土壤重金属污染的微生物修复的研究重点进行了展望。 关键词 重金属污染 土壤微生物 修复 收稿日期:2007-11-28,修改稿收到日期:2008-01-07 第23卷第2期 2008年6月广州环境科学 GUANGZHOU ENVIRONMENTAL SCIENCES Vol.23,No.2Jun.2008 6

工业废水中金属离子的去除方法

1化学沉淀 化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法,包括中和沉法和硫化物沉淀法等。 中和沉淀法 在含重金属的废水中加入碱进行中和反应,使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单,是常用的处理废水方法。实践证明在操作中需要注意以下几点: (1)中和沉淀后,废水中若pH值高,需要中和处理后才可排放; (2)废水中常常有多种重金属共存,当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时,pH值偏高,可能有再溶解倾向,因此要严格控制pH值,实行分段沉淀; (3)废水中有些阴离子如:卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物,因此要在中和之前需经过预处理; (4)有些颗粒小,不易沉淀,则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。 硫化物沉淀法 加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀后从废水中去除的方法。 与中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的优点是:重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低,反应时最佳pH值在7—9之间,处理后的废水不用中和。硫化物沉淀法的缺点是:硫化物沉淀物颗粒小,易形成胶体;硫化物沉淀剂本身在水中残留,遇酸生成硫化氢气体,产生二次污染。为了防止二次污染问题,英国学者研究出了改进的硫化物沉淀法,即在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子(该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高)。由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解,这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来,同时能够有效地避免硫化氢的生成和硫化物离子残留的问题。 2氧化还原处理 化学还原法 电镀废水中的Cr主要以Cr6+离子形态存在,因此向废水中投加还原剂将Cr6+还原成微毒的Cr3+后,投加石灰或NaOH产生Cr(OH)3沉淀分离去除。化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一,在我国有着广泛的应用,其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水冲击。根据投加还原剂的不同,可分为FeSO4法、NaHSO3法、铁屑法、SO2法等。 应用化学还原法处理含Cr废水,碱化时一般用石灰,但废渣多;用NaOH 或Na2CO3,则污泥少,但药剂费用高,处理成本大,这是化学还原法的缺点。 铁氧体法 铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。在含Cr废水中加入过量的FeSO4,使Cr6+还原成Cr3+,Fe2+氧化成Fe3+,调节pH值至8左右,

重金属工业废水处理技术探析 王振超

重金属工业废水处理技术探析王振超 发表时间:2018-12-24T16:17:39.990Z 来源:《防护工程》2018年第27期作者:王振超[导读] 随着重金属工业的不断发展,其产生的工业废水量也在日渐上升,主要有以下一些废水来源。深圳市铁汉生态环境股份有限公司深圳市 518000 摘要:重金属工业废水属于较强复杂性的混合体系,因为涉及到多种重金属离子,所以在重金属工业废水处理技术比较多的情况下,要了解各种技术的优缺点,再从废水实际特点出发,结合经济与技术条件的实际情况,探索出理想的重金属工业废水处理技术,缓解重金属工业废水问题。 关键词:工业发展;重金属;废水处理 1 重金属工业废水的基本现状 随着重金属工业的不断发展,其产生的工业废水量也在日渐上升,主要有以下一些废水来源:(1)矿山和选矿厂尾矿的排水;(2)有色金属加工厂和钢铁厂的酸洗水;(3)电镀厂镀件洗涤水;(4)废石场淋浸水。这是因为重金属在人体内,可以与蛋白质和各种酶产生非常强烈的作用,致使蛋白质及酶失去活性,若重金属在人体的某个器官中富集,一旦超过了该器官所可以耐受的限度,就会引起慢性、急性或者亚急性等程度的中毒现象。近年来我国重金属工业废水引起的污染事故逐渐增加。 2 重金属工业废水处理技术的探索分析 要对重金属工业废水进行有效处理,降低其对自然环境与人类造成的危害性,可对以下一些处理技术进行深入的认识和分析。 2.1 化学处理技术 使用化学方法对重金属工业废水进行处理,可分为化学沉淀法、电解法以及氧化还原法。首先,在化学沉淀法方面,在实际处理工作中,可在废水中加入可溶性化学药剂,使其与废水中处于离子状态的无机污染物相接触,进而发生化学反应,形成不溶于水或者难以溶于水的其他化合物。化合物可以在水中沉淀,最终可以让工业废水得到很好的净化。这一方法适用于汞、锌、铅和铬等重金属离子的净化处理。其次,在电解法方面,主要是通过电解槽中所发生的电化学反应,对重金属工业废水中的污染物进行处理。废水中含有的可溶解性污染物能够在电解中的氧化还原反应作用下,析出沉淀物或者溢出气体,进而达到净化废水的目的。这一方法主要适用于氰和铬等重金属离子废水的净化处理。 2.2 物理化学处理技术 在废水处理中的物理化学处理技术同样涵括三种基本方法,具体如下:第一种是物理/化学吸附法。吸附材料通常为蓬松结构,其比表面积比较高,又或者某些吸附材料具有比较特殊的功能基团,可以对废水中的重金属离子产生物理吸附作用或者化学吸附作用。在这方面的吸附剂常见的有活性炭、累托石、沸石以及硅藻土等。而活性炭是最早被运用和最常见的一种吸附剂,能够对多种重金属离子都产生吸附作用,具有较大的吸附容量,只是其造价比较贵,使用寿命短,操作费用也比较高。第二种为离子交换法,主要是通过离子交换剂中的离子与重金属工业废水中的离子产生交换反应,从而去除废水里的有害离子。这种方法可以实现贵重金属离子的回收,一般适用于有机废水与放射性废水等方面的处理工作。第三种则为膜分离法,主要是采用特殊的半透膜,借助外界推动力使得溶液中渗透出一种溶质与溶剂,从而分离水中的重金属离子。而膜截留组分粒径大小以及膜性能都存在差异性,所以膜分离法也可以分为微滤、纳滤、超滤、电渗析以及反渗透等分离法。这种方法作为新型的重金属离子分离技术,其优点显著,比如分离效率高、操作比较简单便利、没有二次污染、能耗比较低,同时其分离产物容易被回收、自动化程度也比较高,只是膜污染物和膜恶劣等方面的问题导致这一技术很难进一步发展,需针对这一领域展开深入的研究。 2.3 生物处理技术 在废水处理中的生物处理技术,也被称为生物吸附法,即是充分利用生物体自身的化学结构和成分特性,使其吸附废水中的重金属离子,然后采用固液相互分离的方法除去废水中的重金属离子。重金属工业废水中采用生物吸附法是近些年得到推广应用的新兴水处理方法,不但具有丰富的原料来源,还具有成本低廉和无二次污染等方面的优点,使其发展前景一片光明。 3 重金属工业废水处理后的再回收利用 3.1 废水再回收利用的意义 对重金属工业废水进行科学处理后,其污染物浓度控制指标在达到排放要求后可以排出,只是其中蕴含的大量重金属污染物依旧被排放至受纳水体,无法使废水危害问题得到根本性的解决,这也就使得工业废水的资源化问题被提上议程并且得到了越来越高的重视。因此,国内的重金属工业废水处理模式以零污染排放为目标日益受到关注。而在当前,要做到重金属工业废水再回收利用,最大限度地实现废水资源化,则可以建立废水净化回用系统,也就是将处理合格的工业废水再予以适当处理,后将其充分利用,既可以缓解水资源日渐紧张的现状,也可以解决工业废水资源化问题。而要构建废水净化回用系统,需要先确定工业废水回用目标,再按照各用水点的相关水质要求来对回用水水质进行确定。 3.2 废水净化回用系统的处理工艺 在重金属工业废水回用处理的工艺流程主要如下:第一,对工厂的排污水管道进行集中截流,使用提水泵将其打进储水池,再通过污水泵将废水打进涡流反应器。第二,通过石灰浆泵把石灰浆池中的灰浆打进涡流反应器,同时采用加药泵把高分子凝聚剂溶液打入到漩涡反应器中,使其在反应器中发生化学反应。第三,化学反应后的液体溢流,流至澄清池、单阀滤池以及清水池。第四,液体在清水池沉淀后,可溢流至循环水塔的进水沟中,将其作为循环水的补充水,最后实现重金属工业废水的再回收利用。 4 结语 综上所述,各种废水处理技术和废水净化回用系统的开发与应用均对重金属工业企业来说具有重要的价值。对重金属工业废水进行妥善处理,能够使其符合排放标准降低危险性,而废水净化回用系统则站在废水资源化再次利用的角度发挥着非常重要的作用。参考文献: [1]白雁斌,王天娇,赵晓玉.重金属废水处理技术研究进展[J].污染防治技术,2013(3):36-40.

金属的腐蚀和防护(教案)

第二节金属的腐蚀和防护(第1课时) 榆中七中孙志彪 【教学目标】:1、了解金属腐蚀的危害,认识金属腐蚀造成的经济影响.2、应用原电池原理,了解金属电化腐蚀的原因,能解释金属发生电化学腐蚀的原因3.了解一些选择防铁锈方法时应考虑的因素,通过实验探究防止金属腐蚀的措施, 【教学重点】:金属电化腐蚀【教学难点】:金属电化腐蚀;钢铁腐蚀【教学方法】:启发式、讨论式、实验法【教具】:实验投影仪教学过程:【引言】在日常生活中,金属腐蚀的现象随处可见。现在,请各小组代表把课前搜索的信息给全班同学展示一下。三个小组代表分别发言【学生演讲】(二分钟)介绍金属腐蚀造成的影响。【设问、过渡】钢铁为什么会生锈?我们怎么样利用化学知识来减小金属腐蚀?让我们一起来学习有关金属腐蚀的知识。以铁生锈为例来简单说明:【板书】金属的腐蚀与防护【小结】金属腐蚀就是游离态的金属单质被氧化成化合态的金属氧化物或其他化合物的过程,可表示为:【板书】金属腐蚀的实质:M → M n++ ne- 金属腐蚀的分类:化学腐蚀与电化学腐蚀【提问】举例说明什么是化学腐蚀和电化学腐蚀? 【学生回答】铁和氯气直接反应而腐蚀;钢管被原油中的含硫化合物腐蚀均为化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中生锈是电化学腐蚀。【过渡】钢铁在潮湿的空气里所发生的腐蚀,就是电化学腐蚀的最普通的例子。在一般情况下,金属腐蚀大多是电化学腐蚀。【提问】电化学腐蚀是怎样形成的?它具有哪些特征?让我们通过实验来研究学习有关电化学腐蚀的知识。【过渡】上学期我们已学习了有关原电池的知识,现在我们从金属腐蚀的角度来分析铜--锌原电池实验的原理。【课件演示】铜-锌原电池实验做如下实验:锌片投入稀硫酸中——腐蚀的种类及特点;用铜丝接触锌片——腐蚀的种类及特点。【投影、复习】原电池反应:Zn(-):Zn→ Zn2+ +2e- (氧化反应) Cu(+):2H++ 2e-

重金属污染的微生物修复及一般性分析

重金属污染的微生物修复及一般性分析 环境科学系陈汉忱苏冠勇汪渝松姜炳棋 摘要:耐受重金属微生物资源的筛选与分子鉴定及抗性研究;SBR工艺去除城市污泥 中重金属的研究;固定化微生物技术及其在重金属废水处理中的应用;汞对有效微生物 的毒性效应。 关键词难受重金属微生物SBR工艺固化微生物技术汞毒性 正文 微生物技术在环境方面的应用越来越广泛并且日益成熟,采用微生物处理重金属污染技术还不是很成熟,下面将从四个方面逐步探讨微生物处理重金属污染技术的可行性、方法、一些具体的应用实例以及一些关键的影响因素。 耐受重金属微生物资源的筛选与分子鉴定&抗性研究 首先应对微生物处理进行预先的筛选和条件最优化试验,而且如有必要,应作微生物重金属抗性研究 [例]吸附重金属离子菌种的筛选及其吸附试验研究 实验步骤:从汽车制造厂排污口采集废水及污泥样品进行富集、分离纯化,筛选出可吸附重金属的菌种。进行吸附实验后测定重金属离子浓度。将一定量的溶液溶解在一定量的去离子水中,用ICP测定其浓度。从上述吸附实验中选择出吸附重金属离子效果最好的菌种。接入到50mL模拟重金属离子水溶液中。在一定条件下进行吸附,测定重金属离子的残留浓度。 实验结果: (1)菌体本身的影响

(2)pH的影响 由图2可以看出,pH值为5时WNO4对于Pb2+的吸附效果最好,其吸附率为97.1%。 重金属抗性形成的可能机制:生物吸附作用在细菌、真菌和藻类细胞上有许多结构组分具有结合重金属的能力,大量研究证实,胞外多糖带有负电荷,可以作为重金属的有效生物吸附剂,阻止重金属离子进入细胞。将动胶菌属的细菌产生的胞外多糖萃取并除去,会大大降低细菌吸附重金属的能力,进而增加其对金属的敏感性;其它蓝细菌、藻类和真菌也可

新课标-高中化学必修1金属和非金属化学方程式总结

必修一 化学方程式(小结) 一、钠和钠的化合物 1、钠与水反应: 2Na+2H 2O = 2NaOH+H 2↑ 2Na+2H 2O = 2Na ++2OH -+H 2↑ 2、钠与氧气反应: ①常温反应 4Na+O 2 = 2Na 2O ②点燃或加热 2Na+O 2 = Na 2O 2 3、钠与盐酸等酸反应: 2Na+2HCl = 2NaCl +H 2↑ 2Na+2H + = 2Na ++H 2↑ 4 、钠与氯气的反应: 2Na+Cl 2 = 2NaCl 5、钠与硫的反应: 2Na+S = Na 2S 6、钠与碱溶液的反应实际上是与钠跟水的反应: 2Na+2H 2O = 2NaOH+H 2↑ 7、钠与盐溶液的反应 ①NaCl 溶液:实际上与水反应,反应的化学方程式: 2Na+2H 2O = 2NaOH+H 2↑ ②CuSO4溶液: 2Na+CuSO 4 +2H 2O = Cu(OH)2↓+H 2↑ + Na 2SO 4 点燃 Δ Δ

③NaHSO4溶液:2Na +2NaHSO4 = 2Na2SO4+ H2↑ ④通常钠不能从盐溶液中置换出金属:若盐为熔融状态,钠可以置换出较不活泼的金属, 熔融 如:4Na + TiCl4 = 4 NaCl + Ti 8、金属钠露置在空气中的变化过程 4Na+O2=2Na2O Na2O+H2O = 2NaOH 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 9、氧化钠和水的反应:Na2O+H2O=2NaOH 10、氧化钠和盐酸的反应:Na2O+2HCl =2NaCl+H2O 11、氧化钠和二氧化碳的反应:Na2O+CO2=Na2CO3 12、过氧化钠和水的反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 13、过氧化钠和二氧化碳的反应: 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 14、过氧化钠和盐酸的反应: 2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑ Δ 15、氧化钠和过氧化钠转化:2Na2O+O2= 2Na2O2 16、碳酸钠和盐酸反应:①Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl ②Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 17、碳酸钠和氢氧化钙反应:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH

常见工业废水处理技术介绍

常见工业废水处理技术介绍 在电子、塑胶、电镀、五金、印刷、食品、印染等行业,从废水的排放量和对环境污染的危害程度来看,电镀、线路板、表面处理等以无机类污染物为主的废水和食品、印染、印刷及生活污水等以有机类污染物为主的废水是处理的重点。本文主要介绍几种比较典型的工业废水的处理技术。 一、表面处理废水 1.磨光、抛光废水 在对零件进行磨光与抛光过程中,由于磨料及抛光剂等存在,废水中主要污染物为COD、BOD、SS。 一般可参考以下处理工艺流程进行处理: 废水→调节池→混凝反应池→沉淀池→水解酸化池→好氧池→二沉池→过滤→排放 2.除油脱脂废水 常见的脱脂工艺有:有机溶剂脱脂、化学脱脂、电化学脱脂、超声波脱脂。除有机溶剂脱脂外,其它脱脂工艺中由于含碱性物质、表面活性剂、缓蚀剂等组成的脱脂剂,废水中主要的污染物为pH、SS、COD、BOD、石油类、色度等。 一般可以参考以下处理工艺进行处理: 废水→隔油池→调节池→气浮设备→厌氧或水解酸化→好氧生化→沉淀→过滤或吸附→排放

该类废水一般含有乳化油,在进行气浮前应投加CaCl2破乳剂,将乳化油破除,有利于用气浮设备去除。当废水中COD浓度高时,可先采用厌氧生化处理,如不高,则可只采用好氧生化处理。 3.酸洗磷化废水 酸洗废水主要在对钢铁零件的酸洗除锈过程中产生,废水pH一般为2-3,还有高浓度的Fe2+,SS浓度也高。 可参考以下处理工艺进行处理: 废水→调节池→中和池→曝气氧化池→混凝反应池→沉淀池→过滤池→pH回调池→排放 磷化废水又叫皮膜废水,指铁件在含锰、铁、锌等磷酸盐溶液中经过化学处理,表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜,作为喷涂底层,防止铁件生锈。该类废水中的主要污染物为:pH、SS、PO43-、COD、Zn2+等。 可参考以下处理工艺进行处理: 废水→调节池→一级混凝反应池→沉淀池→二级混凝反应池→二沉池→过滤池→排放 4.铝的阳极氧化废水所含污染物主要为pH、COD、PO43-、SS等,因此可采用磷化废水处理工艺对阳极氧化废水进行处理。 二、电镀废水 电镀生产工艺有很多种,由于电镀工艺不同,所产生的废水也各不相同,一般电镀企业所排出的废水包括有酸、碱等前处理废水,氰

重金属工业废水处理技术探析 顾宇中

重金属工业废水处理技术探析顾宇中 发表时间:2018-12-18T10:54:29.927Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第26期作者:顾宇中 [导读] 重金属工业废水属于较强复杂性的混合体系,因为涉及到多种重金属离子。 爱环吴世(苏州)环保股份有限公司江苏苏州 215011 摘要:现阶段,随着社会的发展,现代化建设水平也有了很大的提高。在重金属工业不断发展的背后,工业废水问题日益严重,对生态环境及人类身体健康造成了很大的负面影响。因此,应该积极探索更佳的重金属工业废水处理技术方法,探讨工业废水处理后的资源化路径,以期妥善处理工业废水,促进重金属工业的更好发展。使得工业废水可以进行资源化利用,同时也兼顾生态环境与人类身体健康的保护。 关键词:重金属;工业废水;处理技术;探析 引言 重金属工业废水属于较强复杂性的混合体系,因为涉及到多种重金属离子,所以在重金属工业废水处理技术比较多的情况下,要了解各种技术的优缺点,再从废水实际特点出发,结合经济与技术条件的实际情况,探索出理想的重金属工业废水处理技术,缓解重金属工业废水问题。 1重金属工业废水的基本现状 随着重金属工业的不断发展,其产生的工业废水量也在日渐上升,主要有以下一些废水来源:(1)矿山和选矿厂尾矿的排水;(2)有色金属加工厂和钢铁厂的酸洗水;(3)电镀厂镀件洗涤水;(4)废石场淋浸水;(5)其他工业废水,比如农药业、医药业、油漆业、颜料业以及电解行业带来的工业废水等。重金属是一种极具潜在危害的重大污染物,无法被微生物分解,当重金属在人的体内富集或者与其他物质反应形成更强毒性的化合物,就会对人的身体造成极大的健康威胁。这是因为重金属在人体内,可以与蛋白质和各种酶产生非常强烈的作用,致使蛋白质及酶失去活性,若重金属在人体的某个器官中富集,一旦超过了该器官所可以耐受的限度,就会引起慢性、急性或者亚急性等程度的中毒现象。近年来我国重金属工业废水引起的污染事故逐渐增加,比如江苏省某工厂电镀酸洗废水每年超过4.7万t,导致附近水库和河湖的鱼产量降低了约13万斤;韶关某冶炼厂的含镉工业废水排放超标,使得北江韶关段遭遇比较严重的镉污染问题等。由此可见,重金属工业废水排放问题没有妥善解决,而致使污染事件不断发生,使得重金属工业废水处理成为当前社会各界都重视并希冀解决的重大问题。 2重金属工业废水处理技术的探索分析 要对重金属工业废水进行有效处理,降低其对自然环境与人类造成的危害性,可对以下一些处理技术进行深入的认识和分析。 2.1化学处理技术 使用化学方法对重金属工业废水进行处理,可分为化学沉淀法、电解法以及氧化还原法。首先,在化学沉淀法方面,在实际处理工作中,可在废水中加入可溶性化学药剂,使其与废水中处于离子状态的无机污染物相接触,进而发生化学反应,形成不溶于水或者难以溶于水的其他化合物。化合物可以在水中沉淀,最终可以让工业废水得到很好的净化。这一方法适用于汞、锌、铅和铬等重金属离子的净化处理。其次,在电解法方面,主要是通过电解槽中所发生的电化学反应,对重金属工业废水中的污染物进行处理。废水中含有的可溶解性污染物能够在电解中的氧化还原反应作用下,析出沉淀物或者溢出气体,进而达到净化废水的目的。这一方法主要适用于氰和铬等重金属离子废水的净化处理。最后,在化学还原法方面,若废水中的重金属离子处于高价态,具有较大的毒性,则可以运用这一方法对其进行还原至低价态,将其分离后除去。 2.2物理化学处理技术 在废水处理中的物理化学处理技术同样涵括三种基本方法,具体如下:第一种是物理/化学吸附法。吸附材料通常为蓬松结构,其比表面积比较高,又或者某些吸附材料具有比较特殊的功能基团,可以对废水中的重金属离子产生物理吸附作用或者化学吸附作用。在这方面的吸附剂常见的有活性炭、累托石、沸石以及硅藻土等。而活性炭是最早被运用和最常见的一种吸附剂,能够对多种重金属离子都产生吸附作用,具有较大的吸附容量,只是其造价比较贵,使用寿命短,操作费用也比较高。第二种为离子交换法,主要是通过离子交换剂中的离子与重金属工业废水中的离子产生交换反应,从而去除废水里的有害离子。这种方法可以实现贵重金属离子的回收,一般适用于有机废水与放射性废水等方面的处理工作。第三种则为膜分离法,主要是采用特殊的半透膜,借助外界推动力使得溶液中渗透出一种溶质与溶剂,从而分离水中的重金属离子。而膜截留组分粒径大小以及膜性能都存在差异性,所以膜分离法也可以分为微滤、纳滤、超滤、电渗析以及反渗透等分离法。这种方法作为新型的重金属离子分离技术,其优点显著,比如分离效率高、操作比较简单便利、没有二次污染、能耗比较低,同时其分离产物容易被回收、自动化程度也比较高,只是膜污染物和膜恶劣等方面的问题导致这一技术很难进一步发展,需针对这一领域展开深入的研究。 2.3生物处理技术 在废水处理中的生物处理技术,也被称为生物吸附法,即是充分利用生物体自身的化学结构和成分特性,使其吸附废水中的重金属离子,然后采用固液相互分离的方法除去废水中的重金属离子。重金属工业废水中采用生物吸附法是近些年得到推广应用的新兴水处理方法,不但具有丰富的原料来源,还具有成本低廉和无二次污染等方面的优点,使其发展前景一片光明。 3重金属工业废水处理后的再回收利用 3.1废水再回收利用的意义 对重金属工业废水进行科学处理后,其污染物浓度控制指标在达到排放要求后可以排出,只是其中蕴含的大量重金属污染物依旧被排放至受纳水体,无法使废水危害问题得到根本性的解决,这也就使得工业废水的资源化问题被提上议程并且得到了越来越高的重视。因此,国内的重金属工业废水处理模式以零污染排放为目标日益受到关注。而在当前,要做到重金属工业废水再回收利用,最大限度地实现废水资源化,则可以建立废水净化回用系统,也就是将处理合格的工业废水再予以适当处理,后将其充分利用,既可以缓解水资源日渐紧张的现状,也可以解决工业废水资源化问题。而要构建废水净化回用系统,需要先确定工业废水回用目标,再按照各用水点的相关水质要

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