工業廢水中重金屬的處理技術及方法分析

古 健

（廣州市環境監測中心站，廣東廣州 510030）

工業廢水中重金屬的處理技術及方法分析

古 健

（廣州市環境監測中心站，廣東廣州 510030）

闡述了工業廢水中重金屬的處理技術，包括離子交換樹脂法、膜處理技術、電去離子技術EDI等，分析了這些方法的特點、發展和實際運用。在此基礎上介紹了幾種高效的處理方法，包括零排放的處理方法和重金屬離子回收利用方法，以實現工業廢水零排放目標。

工業廢水；重金屬；膜處理處理技術

隨著我國社會經濟的持續發展及科技的進步，工業行業得到了迅速的發展。在工業企業生產的過程中，出現了大量的工業廢水，工業廢水的出現直接影響到人們的正常生活，給周邊環境帶來了較大的破壞，同時也是最難處理的廢水之一。這是因為工業廢水中含有大量的有毒有害物質，以及易于在環境中富集的重金屬離子。重金屬對人體的危害極大。據統計，到2012年為止，中國工業廢水排放量占總廢水的30%左右，其中，排在前四位的重金屬是汞、鎘、鉛和砷。這些重金屬廢水如果不及時得到處理，將會威脅到人體健康和影響到生態環境。筆者結合工作實踐，對工業廢水中重金屬的處理技術及方法進行了探討，旨在實現重金屬零排放的目標。

1 工業廢水中重金屬的處理技術

工業廢水中重金屬的處理方法主要包括以下幾種：離子交換樹脂法、化學沉淀法、膜處理法、電去離子技術EDI等。其中，化學沉淀法在重金屬廢水處理中得到廣泛應用，但此方法對廢水處理中如pH值、溫度、金屬離子濃度等要求較高，且沉淀污泥的處理難度大。然而，離子膜處理法具有較高的去除效率，且可以對金屬離子進行回收利用等，因此成為工業廢水處理中未來的應用趨勢。下面結合筆者的工作實踐，就工業廢水中重金屬處理中的相關技術進行簡要的闡述。

1.1 離子交換樹脂法

離子交換法主要是指液相與固相中的離子之間所產生的化學反應，其中離子交換樹脂具有一定的吸附能力。而中離子交換樹脂一般由母體和螯合功能基團組成，與傳統的離子交換樹脂相比，具有明顯的靜電作用，因此能夠促進樹脂與金屬離子的有效結合，且具有較高的選擇性。

1.2 膜處理技術

膜是一種材料，在分子范圍內具有一定的分離功能，且不需添加任何物質。膜處理技術作為一種非常有前景的新技術，具有能耗少、操作簡便、無二次污染、易于回收等優勢，從而在金屬離子去除回收中得到了廣泛應用。其中，膜處理技術中最有代表性的反滲透技術在現實中運用較多。陳明[1]等在某金銅礦山酸性廢水處理設計中，設計了一套預處理＋兩級反滲透的處理系統，其對Cu2＋的去除率達到了99%以上，而對于含金屬離子的工業廢水來說，如果采用單一的膜處理技術，很難達到最佳的處理效果，且出水難回用難度大。同時，對于高負荷廢水，采用單一的膜處理技術，很容易受到污染；除此之外，膜處理技術具有較高的投資成本。可見，通過將這幾種膜技術結合起來而形成一種新的集成技術，其處理效果將會更好。例如，在大量的案例研究中主要以RO膜或NF膜為基礎，其他如絮吸附法、化學沉淀法、生物處理法等。

1.3 電去離子技術（EDI）

電去離子技術是指將離子與電滲析相互交換所形成的技術。例如，在某電鍍廠漂洗廢水處理中，高俊松[2]在廢水處理中應用了電去離子技術，通過處理后發現，銅、鎳、鋅去除率較高，最高達到了99%。電去離子技術作為深度處理技術，在廢水處理中得到了廣泛應用。又如，某電子廠在廢水處理中采用了全膜法[3]，這正說明了將EDI置于RO以后，能夠將水中微量的離子去除，使其接近零排放的要求。

2 工業廢水中重金屬的處理方法

2.1 零排放的處理方法

“零排放”是指“廢水零排放”，是一種近接于零排放標準。“零排放”的處理方法主要是指將能源排放至零的活動，通過合理利用資源，減少廢水的排放量。要實現“零排放”的目標，需要做好以下兩方面的工作：第一，要加強生產過程中排放的廢棄物控制，將廢棄物的排放量減少為零；第二，將廢棄物轉化成原料繼續使用，以實現廢棄物的回收利用。根據能量守恒定律分析，廢棄物在轉化過程中難以實現了100%轉化目標，其中有一部分能源以其他形式排入到環境中。由此可見，要想實現廢水的真正零排放目標，需引進一些新型技術，通過新技術的使用方法，將環境中廢棄物回收回來，但這種方式具有成本高，難度較大等缺點。

2.2 重金屬離子回收利用

2.2.1 膜處理技術與零排放技術

重金屬的零排放技術是為了去除金屬離子。膜處理技術由于具有高效率的去除效果而在重金屬廢水處理中得到廣泛應用。在重金屬廢水處理中，主要以膜處理為零排放的核心單元。在電鍍廢水治理過程中，盧月紅等[4]通過運用超濾反滲透膜集成技術，在萃取濃縮液中通過采用萃取劑進行萃取，并重新使用濃縮液。陳業鋼[5]采用電鍍廢水零排放方案，該方案是一套自主研發的方案，主要由三部分組成：重金屬析出劑、微孔膜過濾預處理和反滲透凈化分離。其中，重金屬析出劑所產生的離子能夠迅速反應，并與固液產生分離，當分離以后，重金屬析出率達到了99%，可以重新使用重金屬和反復使用水循環，從而滿足了重金屬離子零排放的要求。

2.2.2 濃水處理技術與零排放技術

在膜處理技術使用過程中，需要滿足以下幾點要求：第一，要達到膜出水的零排放要求，二要滿足濃水零排放要求。在國外濃水處理過程中，一般采用垃圾填埋、蒸發塘等直接、間接排放的處理方法。而在國內濃水處理過程中，一般采用就地排放，資源回用利用等處理方法。目前來說，回用于生產能夠迅速地實現金屬離子零排放，因此具有良好的應用前景。蒸發和結晶相結合，能夠迅速得到固相金屬鹽，使金屬離子得到回收利用，進而實現金屬離子的零排放。例如，株冶集團的電鍍鋅廠[6]在爐窯沖渣中應用了反滲透濃水工藝。李文國[7]通過RO系統將含銅廢水出水以后，將它用作沖洗水。

3 結束語

1）綜上所述，在重金屬離子處理的過程中，其重點工作是工業廢水中的金屬離子處理。一般情況下，我們主要采用高效率的去除方法，包括離子交換樹脂法、膜處理法、電去離子處理法。然而，在膜處理法的應用中，由于膜很容易受到污染。所以我們要將各種膜處理方法進行結合，形成一種集成膜處理方法，這種處理方法逐漸成為了工業廢水中重金屬的處理的趨勢。

2）對于工業廢水金屬離子，采用零排放處理技術，不僅可以提高出水質量，而且能夠實現水資源循環利用，給工業企業帶來良好的環境效益。同時，為了實現金屬離子零排放目標，我們應以膜處理為處理單元，再結合離子交換、濾化學沉淀等達到去除重金屬離子的目的。

3）工業廢水零排放將成為促進工業企業持續發展的主要目標，而以膜處理技術為處理單元，結合其他工藝對金屬資源回收利用、降低膜污染將成為金屬離子零排放的發展方向。

[1]陳明倪，文黃，萬撫.反滲透處理金銅礦山酸性廢水[J].膜科學與技術，2008，28（3）：95-99.

[2]高俊松.電去離子技術凈化電鍍漂洗廢水與濃縮回收重金屬[D].浙江：浙江大學，2010.

[3]盧月紅，陳彩平.膜技術治理電鍍廢水實現零排放[J].中國新技術產品，2009，（21）：4-5.

[4]陳業鋼.電鍍廢水零排放及重金屬濃縮回收技術簡述[A].中國環境保護產業協會水污染治理委員會（CWPCC），2011：161-166.

[5]趙春霞.反滲透濃水處理現狀與研究進展[J].中國給排水，2009（9）：1-5.

[6]何煌輝.株冶重金屬廢水零排放展[J].湖南有色金屬，2009，25（5）：43-47.

[7]李文國.銅箔廢水零排放處理[A].中國科學技術協會國家海洋局青島市人民政府：2012，587-589.

Processing Techniques and Methods of Analysis of Heavy Metals in Industrial Waste Water

Gu Jian

Describes the heavy metals in industrial waste water treatment techniques，including ion exchange resin，membrane technology，electro-deionization EDI and other technologies to analyze the characteristics，development and practical application of these methods.On this basis，it introduces several efficient processing methods，including treatment and heavy metal ions zero emission recycling methods to achieve zero discharge of industrial wastewater targets.

industrial waste；heavy metal；membrane treatment process technology

X703

B

1003–6490（2016）04–0217–02

2016–04–13

古健（1980—），男，廣東廣州人，工程師，主要從事環境重金屬監測工作。