重金屬廢水處理技術研究進展

劉陽春?文?輝

山西省候馬北銅銅業有限公司

重金屬廢水處理技術研究進展

劉陽春?文?輝

山西省候馬北銅銅業有限公司

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。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。

重金屬；廢水處理；技術應用

重金屬廢水現已成為亟待解決的最主要的環境污染問題之一，同時，工業重金屬廢水的處理具有一定的復雜性。受行業影響和生產工藝的差異性，重金屬廢水中的污染源-重金屬，在物質類別、存在形式、含量多少等諸多方面存在很大的不同。對其的處理，只能從物理和化學方面，轉變其存在位置和存在形態，而不能對其進行分解破壞。因此，對工業重金屬廢水的處理技術進行研究，具有重要的現實意義和價值。

1 重金屬廢水的來源

重金屬廢水主要來自采礦、煉鐵、金屬加工、電鍍、農藥、醫藥、油漆、顏料等企業生產過程中排出的多種污水。其中包含的重金屬種類、含量及其存在形式因生產企業的不同而有所差異。隨著工業的發展，以及人類自身活動對環境的影響，重金屬廢水的量正逐年增加。

重金屬廢水是一種具有強毒性、致癌性、致突變性、難降解及易富集等特性的廢水，具有毒效性、長期持續性、生物不可降解性等特點，且可通過食物鏈作用進入人體，并在人體內累積，從而導致各種疾病和機能紊亂，最終對人體健康造成嚴重危害。除此之外，還有很多類似的重金屬廢水污染事件時常發生。對人民群眾的生命健康帶來極大地威脅。因此，研究行之有效的重金屬廢水去除污方法已成為當前的工作重點。

2 重金屬廢水處理技術

2.1 化學法

(1)化學沉淀法。顧名思義，也就是通過化學反應，使廢水中的重金屬沉淀下來，達到從廢水中易于脫離的目的?；瘜W沉淀法在目前應用較多，其中中和沉淀法，因其具有成本低廉、適用性強的優點，成為目前最常用的處理方法之一。

(2)電化學法。利用電解的基本原理，使廢水中重金屬離子在電極富集，進行氧化還原反應，從而從待處理的廢水中去除。電化學法操作方便、反應迅速，可去除的污染物廣泛、而且對于富集的重金屬可以進行回收利用綠色環保、不會造成再次污染，因此，電化學技術又被稱為“環境友好技術”。但也存在一些缺點，利用對廢水的濃度具有一定要求，處理成本較高，能量消耗較多等。

(3)電去離子技術。將離子交換與電滲析結合，是未來很有發展前景的重金屬分離技術。在直流電場作用，對重金屬離子進行脫除，同時樹脂連續電再生。電去離子技術，避免了傳統離子交換的二次污染，具有高效低成本的優點。但在處理過程中，存在適用性不廣，穩定性不好控制等缺點，目前仍在對這一技術進行不斷的完善和改進。

2.2 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。

2.3 氧化還原法

氧化還原法一般作為重金屬廢水的預處理方法。向重金屬廢水中加入氧化劑或還原劑，通過氧化還原反應使重金屬離子轉變為毒性較小或容易生成沉淀的價態，然后沉淀去除。常用的還原劑有鐵屑、硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、等，常用的氧化劑有雙氧水、液氯、空氣、臭氧等。當廢水中含有Cr6+時，在酸性條件下加入鐵屑、硫酸亞鐵等還原劑，將六價鉻還原為三價鉻，然后再將三價鉻沉淀去除。鐵屑是常用的還原劑，鐵屑可來源于機械加工的廢鐵屑或還原鐵粉的廢渣，來源廣，具有以廢治廢、效率高、操作簡單、投資少、應用廣泛等優點。采用鐵屑固定床反應器去除工業廢水中的鉛，在pH=6.0～7.0，HRT=5h，采用連續曝氣，曝氣量為0.2L/min時，鐵屑固定床處理含鉛廢水運行穩定，去除率高，出水可以達到國家排放標準。

2.4 生物法

生物法是利用微生物或植物體的生理特性來處理重金屬廢水，包括生物絮凝法、生物吸附法和植物修復法。生物法處理重金屬廢水成本低、不造成二次污染，但微生物需要培養和馴化，周期較長，多數研究還處于實驗室或中試階段，工業化應用還有待進一步研究驗證。生物絮凝法是利用微生物本身或微生物新陳代謝產生的代謝物，絮凝沉淀廢水中重金屬的方法。生物絮凝劑一般由蛋白質、黏多糖、纖維素和核糖等高分子物質構成。生物吸附是經過一系列生物化學作用使重金屬離子被微生物細胞吸附的過程，這些作用包括吸附、離子交換、絡合、鰲合等。植物修復法是利用重金屬積累或超積累水生植物，將水體中的重金屬提取出來，富到植物體內，然后通過收割植物將重金屬從水體去除的方法。

綜上所述，重金屬廢水污染的情況因重金屬種類不同而有所差異，所采用的處理方法也不盡相同，根據其種類、性質、組成以及要求標準等選擇相應的合適處理方法，只有因地制宜地選擇重金屬廢水的處理技術，才能取得良好的效果。重金屬廢水污染治理與重金屬的回收利用相結合是未來治理的發展之路，也是技術開發與應用的方向。

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