含有xiaosuanan、氯胺、硫胺的废水统称为含铵废水。其中,还有氯胺的废水是稀土冶炼过程中进行皂化分离形成的;含有xiaosuanan的废水是由于在冶炼过程中缺少氯导致的;含有硫胺的废水是焙烧碳酸稀土矿的过程当中形成的,除了硫酸铵以外,还含有微量的钙离子、镁离子等。
2、废水的处理方法
废水处理一般应遵循的原则是:首先,选择优质的原材料,避免使用含有大量污染物质的矿物;第二,不断探索和使用新技术,减小产生废水的吨数;第三,对已经产生的废水,要坚决治理不能敷衍了事。如果不能有效减少废水中的污染物,日积月累下来对环境的危害极大。
目前对于废水的治理,没有统一有效的治理方法和技术。这是由于稀土湿法冶金面对的矿物原料众多、所需的产品各有不同,生产加工技术也就各不相同,产生的废水所含的有害物质多种多样。因此,在治理废水之前,必须先仔细研究废水中污
稀土是工业发展必不可少的重要资源,目前在世界上的储量大约只有一万吨左右。而我国是世界上拥有稀土资源多的国家,超过一半的稀土资源在我国境内,这为我国工业发展提供了有力保证。工业发展使得对稀土的需求不断扩大,对稀土的冶炼分离产生的“三废”,即废气、废水、废渣,对环境的污染越来越严重。在这三者当中,废水的污染问题尤其令人担忧。由于稀土湿法冶炼过程中产生的废水成分复杂、污染有害物质种类众多、数量巨大等特点,若不能对其进行有效治理,对地表和地下水都会有严重的危害。从近年来的报道来看,无论是北方的内蒙古,还是南方的广东和广西地区,都很重视对废水的治理,并做了很多行之有效的工作。笔者以多年来治理冶金废水的经验为基础,对当前我国稀土行业使用的废水处理方法进行了探讨,并以某稀土生产企业产生的含有氨和镁的废水为例进行了论述。
1、废水的来源
湿法冶炼和火法冶炼是目前我国稀土冶炼
生物絮凝剂是运用现代技术,进行发酵、精制抽提而成的一种拥有生物分解性以及安全性的新型高效并且无毒廉价的废水处理剂。生物絮凝剂与传统絮凝剂相比突出的优势就是具有可降解性,其具有高效、易降解、无毒、可运用的领域广以及不会产生环境的二次污染等优势,特别实在处理各种废水当中,生物絮凝剂展现了其独有的优势,相当一部分研究人员的研究范围正逐渐的围绕着环境废水处理的应用方向发展。生物絮凝剂可以对活性污泥、粪便水、粉煤灰、印染废水、泥水、墨水、果汁以及河底沉积物进行处理。在各种各样的工业上产生污水以及生活中产生的废水中,通常都含有大量的各种各样的小型的悬浮颗粒,这些小颗粒物质会慢慢汇集成大型的颗粒物,不过汇集成的大颗粒物质从溶解质当中析出的速率很小,通常在各种废水的处理当中首先加入絮凝剂,从而使溶胶微粒以及悬浮体脱稳,进一步凝聚成大颗粒沉降出来,继而达到污水处理的常规标准。
1、生物絮凝剂的特点及其种类
利用生物絮凝剂的本质类别进行划分,可以将其划分为:
①运用微生物的细胞进行絮凝的絮凝剂,例如一些自然环境下的微观世界的生物生命体等;
②运用各种细胞的精炼物质进行絮凝的絮凝剂,生命体的细胞代谢产生的絮凝物质主要包括高分子质量的糖分子、糖蛋白等大分子物质,比如说酵母细胞的葡聚糖、丝状真菌的细胞壁多糖等等,相对于很多微观生物的细胞体或者由其带来的静电电荷粒子都有相当强的凝聚力;
③利用大自然中的大分子物质凝聚或者利用经过对其改造而得到的物质进行凝聚的絮凝剂,例如说淀粉官能团可发生的化学反应所产生的变化,可以合成得到一系列的低成本、无毒且拥有优良的凝聚反应结果的生絮凝剂。由壳聚糖和壳聚糖衍生而出的纤维类大分子物质等也都能够成为优良的生物凝剂,他们在处理环境废水当中发挥出不可忽视的作用。
相比于传统的絮凝剂,生物类的絮凝剂拥有下列优势:
①类别颇多,大自然中的天然絮凝剂类别相当多,具有代表性的就是由微观生物所产生的絮凝剂,其极易产生变化并且其存在广泛,给革新发展现代絮凝剂的研究提供了大量的原料。
②生物絮凝剂高效率并且零毒。使用同样剂量下,生物类絮凝剂能发挥出更加优良的效应,并且絮凝的沉淀物质更容易过滤。
③能够明显的降低甚至消灭环境的二次污染。有机大分子类的絮凝剂例如PAM用量少,絮凝速度更快,但是其残留物质不易被细菌生物分解,并且其单个具有极强的毒作用,能够对环境产生第二次破坏,故而要降低其使用频率甚至停止使用。
④成本低廉。生物类絮凝剂的上列优点推进了此类絮凝物质的研发。
2、生物絮凝剂的絮凝机制
2.1 “架桥”机理
生物絮凝剂其长线性状的结构,其节点上存在很多的化学功能基团,可以带有静电电荷,也可以是无静电电荷。他们通过微观分子力的作用,吸附在被絮凝颗粒之上。大分子物质的全部节点都与不同的颗粒相结合,产生了类似架桥的连接结构,生成粗大的絮团。也有人说,在胶体颗粒的絮凝过程当中,电中和效应的作用也是不可忽视的。溶解质中有高价的电解质也能够为“架桥”的形成发挥出不可磨灭的作用,各种高价的电解质之间能够产生电性中和的物理反应,进而能够为大颗粒物质从溶解质当中的析出做出一定的推动。另一方面,溶解质当中的小型微粒在自身重量的作用之下发生的下沉汇集的作用,像一张过滤网一样下降运动,快速的聚集了溶解质当中的微粒,从而增加了这种絮凝作用的效果。
2.2 疏水学说
各类生物絮凝剂的组成往往不尽相同,当中的一大部分组成成分对水有极强的亲和力,如此就会极易毁坏微粒周围的水化膜,使其脱水而沉淀之外还有一类荚膜学说、病毒学说等多种假说的理论诠释絮凝机制。生物絮凝剂属于一种大分子带电荷物质,其絮凝作用机制尚且处于探讨和完备的阶段。对于生物絮凝剂的絮凝机制,其中的架桥学说是能够被大众所认同的。
3、环境废水净化的运用
废水的净化按其净化以及其能够使用的方向进行划分,可以将其分为三等。等的净化的主要目的就是废水当中的大颗粒物质,第二等净化的主要目的就是清除溶解质当中的水化未然乌,进而可以将被处理的废水进行二次利用。因为各式各样的生物类絮凝剂是经过分子力作用将各种污染颗粒结合在一起的,故而生物絮凝剂的可作用对象就非常的广泛。
3.1 城市生活污水的处理
近年来随着城市化程度的不断提高,我国各个城市污水的排放量正在高速增长。由于能源以及资金等的限制,城市生活污水的处理率还比较低。生物絮凝剂是由各种多糖大分子组成的,抗酸能力很强,生物絮凝剂也能够与无机絮凝剂结合使用,极大的展示出无机絮凝剂的分子脱稳以及电荷中和的效应,与此同时吸附架桥作用的絮凝效果极好。另一方面,通过运用微生物进行絮凝的方法,选取更加优良的微生物所产生的生物絮凝剂,经过选择该类絮凝剂的佳使用量以及其适的使用条件,从而可以提升废水的清除率,高效率低能耗的对城市内产生的生活废水净化的目的。李桂娇等人筛选出了三种絮凝活性比较高的菌种所产的絮凝剂在合适的条件下对高岭土的悬浊液混凝率大于95%,其三种微生物产生的生物絮凝剂对城市废水的净化率分别是74.4%、75.3%以及71.0%,数据上标明生物絮凝剂对城市污水的净化取得了良好的效果。
3.2 工业废水的处理
工业废水的种类大概分为以下几种:种就是发酵工业废水,发酵工厂产生的废水当中存在着许多的微生物,通过对其进一步处理可以作为饲料的加工原料,传统方法都是相当耗能的过程,但是采用生物絮凝剂进行絮凝处理就比较经济并且比较简便。现代的生物类絮凝剂表选出对微生物的细胞广谱拥有优良的絮凝沉淀效率。运用絮凝剂来沉淀的菌体细胞能够将能源的消耗大大降低。第二种是食品加工业的污水,其中含有许多的可进行再次利用的物质,可以回收再利用,生物絮凝剂由于无毒不会造成再次污染,能够达到合格结果。天然絮凝当中的一部分离子型絮凝剂,可以发挥出中和电荷以及分子絮凝剂的两种作用,并且其自身无毒没有异味,故而在废水的净化当中不会发生对水源的再次污染,,对于食品加工厂所产生的污水的讲话发挥出了极其重要的作用。第三种就是电镀工业废水,电镀工厂每年都可产生很多含大量金属离子的废水。对含重金属离子污水的净化已经发展成一个全球性的课题,时下比较常用的净化方法包括物理电解法以及化学离子交换法与吸附等方法,但是其方法中都有一定的不足之处,比如说其成本高昂或者会产生环境的二次污染等。生物絮凝剂由于其分布广泛、效率高等特点,目前已经大量运用在含重金属离子的废水净化当中。
的主要的两种方法,相对来说湿法冶炼应用的更加广泛。由于稀土矿物种类很多,采用的冶炼工艺也不尽相同,产生的废水也是种类繁多。在稀土冶炼过程当中,使用较多的矿物有离子型稀土矿、混合型稀土矿以及独居石等,它们当中一般都含有镭、氟、铀等放射性元素,这些元素如果进入废水中,会对环境有很大的伤害。目前,氟碳矿的开采以氧化焙烧方法为主,混合型稀土矿多使用通过浓硫酸焙烧技术,离子吸附型主要使用在原地浸取的方法完成冶炼。可以看出这些稀土矿物的生产冶炼都需要浓酸、烧碱或者重金属的盐类试剂。如果这些试剂在废水中大量存在,废水对环境的危害就会大为增加。
(1)酸性废水
如果废水中含有盐酸、硫酸、氟,或者被酸泡过,那么这种废水成为酸性废水。这种废水一般是在进行酸法萃取的过程中形成的,污染物质为硫酸或者盐酸。被酸泡过的废水主要含有氢、氯、氟、钙、镁等元素的离子,进而形成污染源。在稀土焙烧过程中会产生很多有害尾气,这些尾气只有经过喷淋以后才能排放,这些废水中含有氢氟酸、二氧化硫、硫酸等有害物质。
(2)碱性废水
该废水是应用碱法生产稀土过程中产生的,主要含有火碱等有害物质,含碱和氟较多。
(3)含放射性元素废水
当使用碱法对独居石矿进行冶炼过程中,在溶解、萃取以及提纯的过程中产生的废水,含有放射性元素,如铀、镭、钍。含有放射性元素的废水成分多样,必须经过严格处理才能进行排放。
染物成分和含量,详细分析生产加工工艺的基础上,对不同的有害物质使用相应的处理方法。
对于酸性废水来说,基本上含有氢离子、氯离子、氟离子、钙离子、镁离子以及硫酸根离子等,我们可以利用中和法、回收硫酸法以及氟化盐法来进行处理。所谓中和法,就是通过向酸性废水中添加碱性溶液等对原溶液进行中和,原来的有害物质可以以盐类的形式除掉,再通过去氟的方式,废水就可以达到直接排放的标准。
还可以利用对尾气进行降温冷却的方式,把溶液中的酸提高到超过50%,把氢氟酸利用蒸发的方式分离出来,进一步提高酸在溶液中的含量,氢氟酸分离出来以后有效的回收。这种方法不会产生次生污染,同时节省水资源,减轻了企业的用水负担。
碱性废水一般都有大量的氢氧根离子和氟离子,我们同样可以通过中和的方法进行处理。先把酸性溶液倒入废水,测得pH值大约为6时,加入石灰溶液产生沉淀,进而把氟化物沉淀析出。
独居石矿物生产过程当中产生的废水很多都会有放射性物质,如铀、镭和钍等。对这些放射性物质,可以通过沉淀析出和絮凝吸附两种方法进行去除。对于铀元素来说,把碱性溶液加入废水以后,PH值达到中性左右,它就可以与氢氧根结合后以沉淀的形式析出。先去掉铀和钍以后,镭的去除是在剩余废水中添加氯化钡溶液,当溶液中仍然有硫酸根存在的前提下,会产生硫酸钡和硫酸镭,从而镭元素被从废液中去除。
含铵的废水一般都是可以回收的,使用物理或者化学的多种方法都可以把铵盐中的铵元素以气态的形式进行收集,再对废水中的硫酸进行中和和回收。目前应用较多的方法有直接蒸发、渗析蒸发以及碱性蒸发等。