國(guó)內(nèi)外煉鋅的主要方式是濕法煉鋅，采用焙燒-浸出-電積工藝生產(chǎn)鋅。由于煉鋅原料鋅精礦或者鋅二次資源都含有大量的S、Cl等元素，使得在焙燒工藝中產(chǎn)生含氯的二氧化硫煙氣，在“淋洗凈化”煙氣制酸過(guò)程中，氯化物特別容易被水和酸吸收，因此產(chǎn)生了大量含氯的高酸廢水。若未加處理直接回用，水中Cl-會(huì)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備造成嚴(yán)重腐蝕。此外，高濃度含氯廢水若排入江河，會(huì)使水質(zhì)惡化，甚至污染飲用水源，對(duì)人體健康造成威脅。近年來(lái)，由于礦石中氯含量不斷提高，使得硫酸廢水中的氯含量也越來(lái)越高，含氯硫酸廢水的處理迫在眉睫。
目前，國(guó)內(nèi)外所用去除工業(yè)廢水氯離子的方法主要有沉淀法、離子交換法、膜分離技術(shù)、電吸附、電解法、電滲析和反滲透，但是這些方法對(duì)于高濃度含氯廢水的處理，普遍存在去除效率低、成本高、能耗高、操作方式復(fù)雜、出水難以達(dá)到環(huán)保要求等缺點(diǎn)?，F(xiàn)行常用的石灰鋁鹽沉淀法具有成本低、去除效率高優(yōu)點(diǎn)，但其主要缺點(diǎn)是產(chǎn)生大量化學(xué)污泥成為固體廢棄物，在固體廢棄物監(jiān)管日益嚴(yán)格的情況下，該方法的使用受到了限制。因此尋找一種價(jià)格低廉、無(wú)二次污染、高效去除酸性冶煉廢水中Cl-的方法具有重要意義。筆者研制了一種Hg2+改性殼聚糖(HgCTS)高效氯離子吸附劑，研究了其對(duì)Cl-的吸附機(jī)理，并探討了吸附劑投加量、溶液初始pH、吸附時(shí)間對(duì)吸附劑除Cl-性能的影響。
1、實(shí)驗(yàn)部分
1.1 試劑與儀器
實(shí)際硫酸廢水選取廣西某冶煉廠硫酸廢水(Cl1050mg/L、SO42-18400mg/L、F255mg/L、Fe3+1140mg/L、Zn2+82400mg/L、pH=3.3)。殼聚糖(CTR)(脫乙酰度≥90.0%)、硫酸汞、濃硫酸、檸檬酸、丁二酸、氯化鉀、xiaosuanjia、氫氧化鈉、冰乙酸、戊二醛(體積分?jǐn)?shù)為2.5%)?？傠x子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑(自配)：稱取88gxiaosuanjia和量取100mL冰乙酸溶于燒杯中，用10g/L氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至5~5.5，定容于1000mL容量瓶中。
SHZ-82A氣浴恒溫振蕩器， DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，PXSJ-216離子計(jì)、217-01參比電極、PCl-1-01氯離子電極， FA-1604電子天平， FE20-FivepH計(jì)，DZF-6020真空干燥箱， Nexus傅立葉變換紅外光譜儀， D8AdvanceX射線衍射儀， Kratos Axis UltraDLD多功能電子能譜儀;JSM5610LV型掃描電子顯微鏡。
1.2 吸附劑的制備
取檸檬酸0.25g、丁二酸0.15g、硫酸汞0.4g于50mL去離子水中，再加入0.1mL濃硫酸將硫酸汞溶解制得汞配位溶液A;稱取2g殼聚糖溶于100mL體積分?jǐn)?shù)為2%的冰乙酸溶液，攪拌5h，直至殼聚糖溶液完全無(wú)氣泡，得到殼聚糖乙酸溶液B。將以上A和B兩份溶液混合后攪拌2h，將得到的凝膠用去離子水反復(fù)洗滌，抽濾后，再置于體積分?jǐn)?shù)為2.5%戊二醛中交聯(lián)30min，洗滌、過(guò)濾，60℃下烘干研磨，制得不溶于水改性的殼聚糖(Hg-CTS)吸附劑。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
吸附實(shí)驗(yàn)：在150mL的錐形瓶中加入吸附劑和Cl溶液，在一定的Hg-CTS投加量、溶液初始pH、Cl-初始濃度和吸附時(shí)間等實(shí)驗(yàn)條件下，以150r/min在氣浴恒溫震蕩搖床中震蕩一定時(shí)間后，取上清液用離子計(jì)測(cè)定電位值并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出殘余Cl濃度。計(jì)算Cl的去除率和吸附量。
本文通過(guò)選擇以某工廠處理冷軋含油和乳化液廢水為例，該工廠中的冷軋含油和乳化液廢水水量分別為15m3/h和450m3/h,其在通過(guò)利用一二級(jí)氣浮池、含油廢水調(diào)節(jié)池、一二級(jí)生物接觸氧化池等一系列設(shè)備完成對(duì)冷軋含油和乳化液廢水的處理之后，其化學(xué)需氧量分別下降至每升2000mg和每升500到1000mg，特別是在使用超濾膜處理之后，乳化液廢水中含油量每升之后不到50mg，而冷軋含油中的油量也從原來(lái)的每升100mg左右下降至現(xiàn)在的不足1mg，去除率分別達(dá)到了92%和98%。在利用回用工藝對(duì)冷軋含油和乳化液廢水進(jìn)行深度處理之后，其處理后的廢水中的化學(xué)需氧量每升不足10mg，油量幾乎沒(méi)有，回收率達(dá)到了90%以上。冷軋廢水在深度處理前的酸堿值在6到9之間，電導(dǎo)率在100μS/cm以內(nèi)，濁度不足1NTU，油量則為每升0.3mg左右。但在采用回用處理工藝對(duì)其進(jìn)行深度處理之后，冷軋廢水的酸堿值則可以有效控制在6.5到7.5之間，其電導(dǎo)率仍然保持在100μS/cm以內(nèi)，濁度則不足0.3NTU，油量從原來(lái)的每升0.3mg左右迅速下降至0mg，其處理成效十分明顯。
與其他類型的廢水不同的是，乳化液廢水水量極小，有大量的油以及化學(xué)需氧量存在于水體當(dāng)中，并且水中的油基本上統(tǒng)一表現(xiàn)為乳化狀態(tài)。相比之下，冷軋含油的水量則明顯大得多，有大量游離油、分散油存在于水體當(dāng)中。因含油廢水來(lái)源之間存在較大差異性，因此導(dǎo)致存在于水體中的油污染物在成分、存在狀態(tài)等方面也會(huì)出現(xiàn)明顯差異，故而在對(duì)其進(jìn)行深度處理的過(guò)程中需要結(jié)合實(shí)際情況采用與之相對(duì)應(yīng)的處理工藝技術(shù)。通常情況下，乳化液廢水的酸堿值在6到8之間，每升乳化液廢水中會(huì)含有500到2000mg的油，其化學(xué)需氧量則在5000到20000mg之間。粒徑則一般在20μm以內(nèi)，而含油廢水的酸堿值則在8到12之間，每升含油廢水中會(huì)含有50到300mg左右的油，其化學(xué)需氧量則在500到2500mg之間，粒徑則大多在20到60μm之間。
2、冷軋含油和乳化液廢水深度處理的回用工藝分析
2.1 工藝流程
在采用回用工藝對(duì)冷軋含油和乳化液廢水進(jìn)行深度處理的過(guò)程中，首先需要處理乳化液，在將乳化液廢水引入至調(diào)節(jié)池中，對(duì)其水質(zhì)、水量等進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)之后，將適量的破乳劑添加其中，使得乳化液廢水可以在調(diào)節(jié)池內(nèi)完成化學(xué)破乳，初步實(shí)現(xiàn)分離油與水。隨后利用氣浮過(guò)濾的方式，將殘留在乳化液廢水中的懸浮物、機(jī)械性雜質(zhì)等一并過(guò)濾干凈，在將處理后的乳化液廢水引入循環(huán)池中，利用不銹鋼膜超濾系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾處理之后，使之可以一同與冷軋含油廢水進(jìn)行處理。
在處理冷軋含油與乳化液廢水的過(guò)程中，則同樣在將廢水引入至調(diào)節(jié)池之后，利用提升泵將其向一級(jí)含油廢水絮凝池進(jìn)行運(yùn)送，同時(shí)將適量的化學(xué)絮凝劑投入其中，待廢水經(jīng)過(guò)處理并進(jìn)入到氣浮池之后再進(jìn)行相應(yīng)的氣浮處理。此時(shí)廢水經(jīng)過(guò)自流將自動(dòng)進(jìn)入到第二座絮凝池和第二座氣浮池，同樣再經(jīng)過(guò)二次處理之后的廢水，將通過(guò)冷卻塔進(jìn)行冷卻。隨后流入到一級(jí)生物接觸氧化池中，用于對(duì)存留在廢水中的大量化學(xué)需氧量進(jìn)行降解處理。此時(shí)的廢水將流入到一級(jí)高密度沉淀池中完成分離泥和水的處理。濃度較高的污泥將直接進(jìn)入濃縮池，而濃度較低的污泥則需要先進(jìn)入一級(jí)接觸氧化池，待其濃度提升至一定水平之后再進(jìn)入濃縮池中進(jìn)行相應(yīng)處理。而分離之后的廢水則在完成二次化學(xué)需氧量降解處理之后，從二級(jí)沉淀池中排出，等待深度處理。