3.4 铁法
铁法是采用零价铁以及铁化合物的还原特性,对溶解性重金属离子进行还原,吸附和沉淀的方法。之前提到过,在治理脱硫废水的过程中,硒的去除是最困难的。这里仍然以除硒为例讨论铁法的工艺技术。
3.4.1 Kurida铁化学技术
日本Kurida公司在2001年以零价铁做还原剂,实现了对硒酸根的还原反应工程性使用。主要的反应为:
图5 铁原子还原硒酸根的过程
图6 Kurita铁技术处理流程
该技术在至少6家日本电厂用于处理脱硫废水。日本对脱硫废水的排放标准是0.1ppm。采用该方法可以把含0.5-0.6ppm硒的脱硫废水降解到0.1ppm以下。但是,对于美国标准的12ppb,该方法没有办法达到。另外,该技术需要加入大量的酸和碱进行pH值的调整,以利于铁的溶解和铁的沉淀。为了达到比较快的反应速度以减小反应器的尺寸,该公司设计的进水温度为70°C,实践中采用蒸汽加热脱硫废水。由于铁颗粒的大量溶解,经沉淀后产生了大量的污泥。这些都显著增加了运行成本。
3.4.2活性铁技术
零价铁(铁粉)用于处理废水过程中,铁粉表面容易形成铁锈钝化层,致使铁粉媒介迅速失活失效,成为零价铁技术应用的主要障碍。美国Texas A&M大学黄永恒教授通过界面化学控制铁的锈蚀反应,生成具有高度还原活性的铁氧化物相,并与零价铁互动形成协同效应,生成活性铁反应媒介(Activated Iron Media),不但解决了铁粉钝化失活问题,而且极大地提高了其对各类重金属污染物的去除反应效率。
美国Evoqua水技术公司(原Siemens waters)获得该技术授权开发活性铁技术,目前已经开始规模化应用于脱硫废水的处理。
优点:
1. 对各类重金属污染物,包括硒,汞,砷等都能高效去除,可以稳定达到美国排放标准;
2. 对汞的去除效果尤其出色,出水通常都低于10 ppt的痕量;
3. 成本比较低,不需要高效的物化法处理;
4. 相对生物处理技术,不产生硫化氢等有害气体。