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處理重金屬?gòu)U水的方法范文第1篇

[關(guān)鍵詞]重金屬；廢水；處理方法；金屬元素

中圖分類號(hào)：X70 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-0278（2013）02-081-02

一、引言

重金屬廢水是指礦冶、機(jī)械制造、化工、電子、儀表等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排出的含重金屬的廢水。重金屬（如含鎘、鎳、汞、鋅等）廢水是對(duì)一環(huán)境污染最嚴(yán)重和對(duì)人類危害最大的工業(yè)廢水之一，其水質(zhì)水量與生產(chǎn)工藝有關(guān)。廢水中的重金屬一般不能分解破壞，只能轉(zhuǎn)移其存在位置和轉(zhuǎn)變其物化形態(tài)。處理方法是首先改革生產(chǎn)工藝，不用或少用毒性大的重金屬，在生產(chǎn)地點(diǎn)就地處理（如不排出生產(chǎn)車間）常采用化學(xué)沉淀法、離子交換法等進(jìn)行處理，處理后的水中重金屬低于排放標(biāo)準(zhǔn)可以排放或回用。形成新的重金屬濃縮產(chǎn)物盡量回收利用或加以無(wú)害化處理。

二、重金屬污染的現(xiàn)狀

重金屬一般是指密度大于4.5g/cm3、原子序數(shù)在24以上的金屬，主要包括銅、鉛、鋅、鐵、鈷、鎳、錳、汞、鎢、金、銀等。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加快，由重金屬引起的污染日趨嚴(yán)重。不但表面水體存在著重金屬的污染，而且城市土壤、農(nóng)田、濕地中的重金屬含量也超標(biāo)。以銅離子為例：沈敏等對(duì)長(zhǎng)江下游沉積物中的Cu進(jìn)行了全量和醋酸提取態(tài)分析，結(jié)果表明，Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)近年來(lái)明顯增加?！暗妊芯苛说岢乇砻娉练e物，發(fā)現(xiàn)其中Cu的含量高于背景值。Chen等對(duì)北京市的30家公園內(nèi)土壤中所含重金屬Cu的分析表明，綜合污染指數(shù)范圍為0.97-9.21。

三、重金屬?gòu)U水的來(lái)源

重金屬污染主要來(lái)自采礦業(yè)、冶金、機(jī)械加工、表面處理、重工業(yè)等。重金屬約有45種，如銅、鉛、鋅、鐵、鈷、鎳、釩、鈮、鉭、鈦、錳、鎘、汞、鎢、鉬、金、銀等。，而我們常說(shuō)的重金屬污染是指因人類活動(dòng)導(dǎo)致環(huán)境中的重金屬含量增加并超出正常范圍，并使得環(huán)境質(zhì)量惡化。它對(duì)環(huán)境不僅有嚴(yán)重的危害并且給人類健康帶來(lái)影響。很多重金屬的一些價(jià)態(tài)是劇毒物質(zhì)，被人食用后會(huì)立即引起不良反應(yīng)甚至死亡。

金屬是人體健康中不可或缺的微量元素，但如果超量就會(huì)造成嚴(yán)重的后果。近年來(lái)，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市規(guī)模日益變大，廢水的大量排放。水源和土壤中重金屬積累加劇，重金屬污染也越來(lái)越嚴(yán)重。重金屬離子對(duì)水體的污染，由于其不易降解性和毒害性，被定為第一類污染物，環(huán)保工作者和科研人員已經(jīng)把如何減小和消除重金屬危害作為的一大課題。

由于工業(yè)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，越來(lái)越多的工礦業(yè)廢水、生活污水等未經(jīng)適當(dāng)處理就直接排放，從而引起多種水域的重金屬污染，同時(shí)也造成土壤污染，以及富含重金屬的大氣沉降物的輸入，在降雨作用下，都使得地下水中重金屬含量急劇升高，引起地下水重金屬污染。重金屬?gòu)U水主要來(lái)自礦山坑內(nèi)排水、廢石場(chǎng)淋浸水、選礦廠尾礦排水、有色金屬冶煉廠除塵排水、有色金屬加工廠酸洗水、電鍍廠鍍件洗滌水、鋼鐵廠酸洗排水。以及電解、農(nóng)藥、醫(yī)藥、煙草、油漆、顏料等工業(yè)。廢水中重金屬種類、含量以及存在形態(tài)隨不同生產(chǎn)種類而異，變化很大。

四、那么重金屬?gòu)U水的危害

重金屬?gòu)U水是公認(rèn)的對(duì)環(huán)境污染最嚴(yán)重和對(duì)人類危害最大的工業(yè)廢水之一，它有三大顯著特點(diǎn)[5-7]。毒性強(qiáng)：一般重金屬產(chǎn)生毒性的范圍在1.0-lOmg/L之間，錫、汞等劇毒重金屬的毒性濃度范圍低至0.001-O.1mg/L。持續(xù)性：廢水中的重金屬無(wú)論采用何種處理方法都不能使之降解，只能改變其化合價(jià)和存在形式。富集性：重金屬經(jīng)生物可大量富集，例如銅的富集倍數(shù)可達(dá)上萬(wàn)倍，這些富集的重金屬通過(guò)食物鏈，最終進(jìn)入人體，嚴(yán)重威脅著人體健康。

五、怎么來(lái)處理重金屬?gòu)U水

重金屬?gòu)U水的處理方法可分為兩類：一是使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變成不溶的重金屬化合物或元素，經(jīng)沉淀和上浮從廢水中去除，可應(yīng)用中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分離法、離子浮選法、電解沉淀或電解上浮法、隔膜電解法等；二是將廢水中的重金屬在不改變其化學(xué)形態(tài)的條件下進(jìn)行濃縮和分離，可應(yīng)用反滲透法、電滲析法、蒸發(fā)法、離子交換法等。

第一類方法應(yīng)用最廣是中和沉淀法、硫化物沉淀法和電解沉淀法。從重金屬?gòu)U水回用的角度看，第二類方法優(yōu)于第一類，因?yàn)橛玫诙惙椒ㄌ幚?，重金屬是以原狀濃縮，不需添加任何化學(xué)藥劑，可直接回用于生產(chǎn)過(guò)程。而用第一類方法，重金屬要借助多次使用化學(xué)藥劑，經(jīng)過(guò)多次反復(fù)的化學(xué)形態(tài)的轉(zhuǎn)化才能回收再利用。一些重金屬?gòu)U水如電鍍漂洗水用第二類方法回收，也很容易實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)。但是第二類方法目前還受到經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的一些限制，目前還不適于處理大流量的工業(yè)廢水如礦冶廢水。這類廢水仍以化學(xué)沉淀為主要處理方法，并沿著有利于回收重金屬的方向改進(jìn)。

方法一：電解法。

比較廣泛地用于處理含氰的重金屬?gòu)U水。以電解氧化使氰分解和使重金屬形成氫氧化物沉淀的方式去除廢水中的氰和重金屬。硫化汞廢渣用電解法處理能高效地回收純汞或汞化物

方法二：上浮法。

廢水中的重金屬氫氧化物和硫化物還可用鼓氣上浮法去除，其中以加壓溶氣上浮法最為有效。電解上浮法能有效地處理多種重金屬?gòu)U水，特別是含有重金屬絡(luò)合物的廢水。這是因?yàn)樵陔娊膺^(guò)程中能將重金屬絡(luò)合物氧化分解生成重金屬氫氧化物，它們能被鋁或鐵陽(yáng)極溶解形成的活性氫氧化鋁或氫氧化鐵吸附，在共沉作用下完全沉淀。廢水中的油類和有機(jī)雜質(zhì)也能被吸附，并借助陰極上產(chǎn)生的細(xì)小氫氣泡浮上水面。此法處理效率高，在電鍍廢水處理中往往作為中和沉淀處理后的進(jìn)一步凈化處理措施。

方法三：離子浮選法。

往重金屬?gòu)U水中投加陰離子表面活性劑，如黃原酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、明膠等，與其中的重金屬離子形成具有表面活性的絡(luò)合物或螯合物。不同的表面活性劑對(duì)不同的金屬離子或同一種表面活性劑在不同的pH值等條件下對(duì)不同的重金屬離子具有選擇絡(luò)合性，從而可對(duì)廢水中的重金屬進(jìn)行浮選分離。此法可用于處理礦冶廢水。

方法四：離子交換和吸附。

廢水中的重金屬如果以陽(yáng)離子形式存在，用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂或其他陽(yáng)離子交換劑處理；如果以陰離子形式存在，則用陰離子交換樹(shù)脂處理。

活性炭能在酸性（pH值2～3）條件下從低濃度含鉻廢水中有效地去除鉻。含硫活性炭能有效地去除廢水中的汞?；钚蕴窟€可用于處理含鋅和銅的電鍍廢水?；钚蕴磕芪紺N-，并在有Cu2+和02存在的條件下使CN-氧化，從而使吸附CN的部位得到再生。

方法五：膜法。

主要有電滲析和反滲透法。電滲析的特點(diǎn)是濃縮倍數(shù)有限，須經(jīng)多級(jí)電滲析處理，才能把廢水中有用物質(zhì)濃縮到可回用的程度。反滲透法用于處理鍍鎳、鍍銅、鍍鋅、鍍鎘等電鍍漂洗廢水。對(duì)鎳、銅、鋅、鎘等離子的去除率大都大于99%。因此重金屬?gòu)U水通過(guò)反滲透處理就能濃縮和回用重金屬，反滲透水（產(chǎn)水）質(zhì)量好時(shí)也可回用。重金屬濃縮產(chǎn)物的無(wú)害化處理。

重金屬?gòu)U水經(jīng)處理形成的濃縮產(chǎn)物，如因技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等原因不能回收利用，或者經(jīng)回收處理后仍有較高濃度的金屬物未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，不能任意棄置，而應(yīng)進(jìn)行無(wú)害化處理。常用方法是不溶化和固化處理，就是將污泥等容易溶出重金屬的廢物同一些重金屬的不溶化劑、固定劑等混合，使其中的重金屬轉(zhuǎn)變成難溶解的化合物，并且加入如水泥、瀝青等膠結(jié)劑，將廢物制成形狀有規(guī)則、有一定強(qiáng)度、重金屬浸出率很低的固體；還可用燒結(jié)法將重金屬污泥制成不溶性固體。

六、展望

現(xiàn)在重金屬水污染越來(lái)越嚴(yán)重，擺在我們明前的環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，我們應(yīng)該擺正自己的位置，擔(dān)當(dāng)起為環(huán)境做一份自己的努力！

參考文獻(xiàn)：

[1]張建梅.重金屬?gòu)U水處理技術(shù)研究進(jìn)展，西安聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)[J].2003，6（2）：55-59.

處理重金屬?gòu)U水的方法范文第2篇

關(guān)鍵詞：重金屬污染　反滲透　硫化沉淀　環(huán)境效益

一、方案提出的背景和必要性

1.解決我國(guó)淡水資源短缺的矛盾

目前我國(guó)淡水資源缺乏，污染嚴(yán)重，尤其是重金屬對(duì)水體造成了嚴(yán)重污染，威脅著人類的身心健康。中國(guó)屬于缺水國(guó)家，人均水資源占有量約為世界第88位，隨著我國(guó)人口迅猛增長(zhǎng)和工業(yè)的高速發(fā)展，導(dǎo)致我國(guó)缺水矛盾日益突出。而冶煉和采選業(yè)所排重金屬?gòu)U水對(duì)水體造成嚴(yán)重污染，進(jìn)一步加劇了淡水資源缺乏的問(wèn)題，為了解決淡水資源缺乏的問(wèn)題，對(duì)冶金及采選行業(yè)的重金屬污染廢水深度治理及回用迫在眉睫。

2.保護(hù)人身健康

重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染，主要由采礦、冶煉、使用重金屬制品等人為因素所致，重金屬污染目前已嚴(yán)重影響著人們的健康。以各種化學(xué)狀態(tài)或化學(xué)形態(tài)存在的重金屬，在進(jìn)入環(huán)境或生態(tài)系統(tǒng)后就會(huì)存留、積累和遷移，對(duì)動(dòng)植物及人體造成危害。

3.對(duì)提高水環(huán)境及大氣環(huán)境質(zhì)量有重要意義

重金屬多為非降解型有毒物質(zhì)，不具備自然凈化能力，一旦進(jìn)入環(huán)境就很難從環(huán)境中去除。我國(guó)水體重金屬污染問(wèn)題十分突出，江河湖庫(kù)底質(zhì)的污染率高達(dá)80%，重金屬在水體中積累到一定的限度就會(huì)對(duì)水體-水生植物-水生動(dòng)物系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重危害，對(duì)人體健康造成嚴(yán)重威脅。

二、設(shè)計(jì)方案

目前比較常用的除重金屬的方法如下:

1.化學(xué)沉淀法

1.1和中沉淀法：氫氧化物中和沉淀處理方法的依據(jù)是重金屬氫氧化物的溶度積?？刂苝H值，可以對(duì)廢水中的重金屬離子進(jìn)行分級(jí)沉淀，實(shí)現(xiàn)回收。

1.2硫化物沉淀法：在廢水中投加硫化劑，使Pb2+與S2- 形成硫化物沉淀而去除。與中和沉淀法相比，此方法優(yōu)點(diǎn)是：鉛的硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低，只需加入少量的沉淀劑就可使廢水中鉛離子濃度達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.氧化還原處理

2.1化學(xué)還原法：電鍍廢水中的鉻主要以Cr（VI）離子形態(tài)存在，因此向廢水中投加還原劑將Cr（VI）還原成微毒的Cr（III）后，投加石灰或NaOH產(chǎn)生Cr（OH）3沉淀分離去除。

2.2鐵氧體法：鐵氧體技術(shù)是根據(jù)生產(chǎn)鐵氧體的原理發(fā)展起來(lái)的。在含鉻廢水中加入過(guò)量的FeSO4，使Cr（VI）還原成Cr（III），F(xiàn)e2+氧化成Fe3+，調(diào)節(jié)pH值至8左右，使鐵離子和鉻離子產(chǎn)生氫氧化物沉淀。

3.電解法

電解法處理含鉻廢水在我國(guó)已經(jīng)有二十多年的歷史，具有去除率高、無(wú)二次污染、所沉淀的重金屬可回收利用等優(yōu)點(diǎn)。大約有30多種廢水溶液中的金屬離子可進(jìn)行電沉積。不過(guò)電解法成本比較高，一般經(jīng)濃縮后再電解經(jīng)濟(jì)效益較好。

4.溶劑萃取分離法

溶劑萃取法是分離和凈化物質(zhì)常用的方法。由于液-液接觸，可連續(xù)操作，分離效果較好。使用這種方法時(shí)，要選擇有較高選擇性的萃取劑，廢水中重金屬一般以陽(yáng)離子或陰離子形式存在，并且需要控制適宜的酸堿度。然而溶劑在萃取過(guò)程中的流失和再生過(guò)程中能源消耗大，使這種方法存在一定局限性，應(yīng)用受到很大的限制。

5.吸附法

吸附法是利用吸附劑的獨(dú)特結(jié)構(gòu)去除重金屬離子的一種有效方法。利用吸附法處理電鍍重金屬?gòu)U水的吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹(shù)脂等。

6.離子交換法

離子交換法是在離子交換器中進(jìn)行，此方法借助離子交換劑來(lái)完成，在交換器中按要求裝入不同類型的離子交換劑，重金屬離子的溶液通過(guò)交換劑時(shí)，交換劑上的離子同水中的重金屬離子進(jìn)行交換，達(dá)到除去水中重金屬離子的目的。

7.生物處理法

利用微生物從溶液中分離金屬離子，但該方法還處于研究階段。

8.電化學(xué)法

電化學(xué)法是在電場(chǎng)的作用下，金屬電極產(chǎn)生電子形成“微凝劑”（鐵或鋁的氫氧化物），水中的懸浮顆粒、膠體污染物在絮凝劑作用下失穩(wěn)，脫穩(wěn)后的污染物顆粒與微絮凝劑之間相互碰撞，結(jié)合成大絮體而沉淀。

9.膜分離法

利用特殊的半透膜將溶液隔開(kāi)，以壓力為驅(qū)動(dòng)力，廢水流經(jīng)膜面時(shí)，其中的污染物被截留，而水分子透過(guò)膜，廢水得到凈化。利用膜分離法處理含重金屬?gòu)U水的方法有電滲析、反滲透和超濾等方法。用電滲析法處理電鍍工業(yè)廢水，處理后廢水組成不變，有利于回槽使用。反滲透法已大規(guī)模用于鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬?gòu)U水處理。膜技術(shù)具有高效、無(wú)相變、節(jié)能、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。適用于處理濃度較低的廢水，截留率較高，處理后的水可以回用。

三、工藝路線選擇設(shè)計(jì)

工程上必須根據(jù)具體的進(jìn)水水質(zhì)和處理要求，采用多種方法相結(jié)合，才能得到較好的效果?？紤]到一般企業(yè)現(xiàn)有實(shí)際情況為堿中和，很多種重金屬離子都超標(biāo)。

1.本次設(shè)計(jì)以下三種工藝路線：

1.1硫化沉淀 + 氧化沉淀 + 精濾 ：企業(yè)已經(jīng)采用石灰中和法除去多種重金屬和硫酸根；如果提標(biāo)處理工藝采用硫化物沉淀工藝，根據(jù)重金屬硫化物的溶度積計(jì)算，各種重金屬在溶液中的含量都非常小，只要把金屬硫化物的沉淀物和膠體完全過(guò)濾下來(lái)，達(dá)標(biāo)就沒(méi)有問(wèn)題。硫化物沉淀工藝之后加入氧化劑，可以除去廢水中的過(guò)量硫化劑、把廢水中殘余的As（III）氧化為As（V）經(jīng)進(jìn)一步絮凝、沉淀和過(guò)濾除去，可以達(dá)到《鉛鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB25446-2010）特殊流域水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

1.2電化學(xué)工藝 + 精濾：該法優(yōu)點(diǎn)是不需要添加任何藥劑，操作易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。近幾年，電化學(xué)重金屬?gòu)U水處理技術(shù)已成功應(yīng)用。

1.3微濾 + 反滲透：廢水中重金屬離子基本去除以后，但廢水中含有大量的可溶解性離子，如Ca2+、SO42-、Na+等，硬度很大，該水仍然難以回用。為了能夠使廢水達(dá)到回用目的，必須采用反滲透技術(shù)進(jìn)行深度處理，采用兩級(jí)反滲透系統(tǒng)的回收率可以達(dá)到75%。

綜合考慮本方案選擇工藝路線為：硫化 + 氧化 + 精濾 + 反滲透，目標(biāo)可基本實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)廢水零排放。

2.重金水廢水深度處理工藝流程

原企業(yè)污水處理站排出廢水流入調(diào)節(jié)池，然后通過(guò)提升泵進(jìn)入硫化混合、反應(yīng)池，在混合池加入硫化劑，硫化劑與重金屬發(fā)生反應(yīng)形成沉淀，廢水通過(guò)1號(hào)絮凝混合池和1號(hào)絮凝反應(yīng)池后進(jìn)入1號(hào)沉淀池。

1號(hào)沉淀池清液經(jīng)自流進(jìn)入氧化混合、反應(yīng)池，在混合池加入碳酸鈉和氧化劑。碳酸鈉與水中鈣離子形成CaCO3沉淀，減少后期膜分離的污染；氧化劑的加入可以除去廢水中的過(guò)量硫化劑和氰化物、把廢水中殘余的As（III）氧化為As（V）；該廢水通過(guò)2號(hào)絮凝混合和反應(yīng)池后進(jìn)入2號(hào)沉淀池。

處理重金屬?gòu)U水的方法范文第3篇

關(guān)鍵詞：吸附法；重金屬；廢水處理

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 引言

重金屬污染是一個(gè)嚴(yán)重危害人類健康的環(huán)境問(wèn)題，如重金屬?gòu)U水，主要來(lái)自礦山、選礦尾礦排水，廢石場(chǎng)淋浸水，有色金屬冶煉廠除塵排水，有色金屬加工廠酸洗水等，隨著工業(yè)發(fā)展和人類活動(dòng)的增加，大量含重金屬污染物的工業(yè)廢水和城市生活污水排入到江河湖泊，最終危及人類的健康。因此，選擇一個(gè)合理的處理方法，對(duì)凈化重金屬?gòu)U水、提高人類健康是極為重要的。在眾多去除水中重金屬的方法中，吸附法越來(lái)越以它簡(jiǎn)單、高效的特性凸現(xiàn)出來(lái)。吸附劑的吸附原理主要是由于分子中存在著羥基、巰基、羧基等各種活性基團(tuán)，其與吸附的金屬離子通過(guò)形成共價(jià)鍵或離子鍵，從而發(fā)揮吸附作用。同時(shí)在處理廢水過(guò)程中，需要找尋新的或研發(fā)對(duì)Cu2+、Cd2+、Zn2+等重金屬離子有很強(qiáng)吸附能力而對(duì)K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-等離子不吸附或弱吸附的吸附劑，其將作為處理廢水的最佳有效材料。筆者針對(duì)以上闡述，將對(duì)各類吸附劑及影響吸附劑性能的因素進(jìn)行系統(tǒng)歸納介紹。

2 重金屬?gòu)U水的處理方法

目前對(duì)于水中重金屬的處理方法[5]主要采用物理化學(xué)技術(shù)（ 包括化學(xué)混凝沉淀及浮選法、溶劑萃取法、離子交換法、電滲析法、膜分離法、吸附法和鐵氧化法等） 和生物技術(shù)（ 包括生物吸附法、生物絮凝法和生物修復(fù)法等）。在上述幾種重金屬?gòu)U水的處理方法中，吸附法以其原理簡(jiǎn)單、去除率高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。吸附劑是廢水中重金屬的主要載體，通過(guò)吸附的原理將廢水中的重金屬排除。但對(duì)于不同的吸附劑，其對(duì)重金屬的吸附能力和特性也各有不同，因此，本文主要從吸附劑的分類及應(yīng)用，以及影響吸附劑吸附能力的各種因素做以下介紹。

2.1 吸附劑的分類及應(yīng)用概況

2.1.1 腐植酸類吸附劑

腐植酸類物質(zhì)具有多種活性基團(tuán)，如羥基、羧基、甲氧基、醌基等，這些基團(tuán)的存在及其本身的表面積使其具有很強(qiáng)的吸附性能，廣泛應(yīng)用于廢水處理中。腐植酸類物質(zhì)可以絡(luò)合金屬離子并有吸附交換作用。用含有腐植酸類物質(zhì)的泥炭[6]處理含Cu2+的廢水，對(duì)Cu2+的吸附率可達(dá)88%以上。腐植酸類物質(zhì)來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，是一種天然的工業(yè)廢水凈化劑。

2.1.2 碳類吸附劑

活性炭是最常用的吸附劑，其吸附過(guò)程屬于物理吸附，目前活性炭的種類主要有顆?；钚蕴俊⒎蹱罨钚蕴?、活性炭纖維、炭分子篩、含碳的納米材料等，其中50%～60%用于廢水的處理[7]。而且活性炭的再生能力較強(qiáng)，重復(fù)利用率較高。實(shí)踐表明，當(dāng)被吸附分子直徑小于活性炭孔徑的3～4倍時(shí)，吸附能力最強(qiáng)[8]。

2.1.3 礦物吸附劑

粘土礦物具有比表面積大、空隙多、極性強(qiáng)的特性，其對(duì)水中重金屬離子的吸附主要是由于其細(xì)粒的硅酸鹽礦物具有負(fù)電荷結(jié)構(gòu)，具體吸附機(jī)理是：通過(guò)正負(fù)電荷相互吸引，使具有負(fù)電荷結(jié)構(gòu)的粘土礦物吸附具有正電荷的重金屬陽(yáng)離子，加之粘土大的表面積使其吸附能力更加增強(qiáng)。近年來(lái)，為提高吸附能力，對(duì)粘土類吸附劑的改進(jìn)研究較多， 有學(xué)者采用有機(jī)陽(yáng)離子—四甲銨離子取代粘土中天然可交換的陽(yáng)離子后，其對(duì)Pb2+的吸附能力大大提高。

2.1.4 高分子吸附劑

常用的高分子吸附劑包括離子交換纖維、合成樹(shù)脂、殼聚糖及其衍生物等。離子交換纖維是一種新型的高效吸附劑，其中的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換纖維對(duì)重金屬?gòu)U水的處理有重要意義。其常用于凈化含60Co的工業(yè)廢水、核電站循環(huán)水，以及廢水中鐵、鎂、鈣、鉻、汞等金屬離子，還可以用于純凈水的制備。殼聚糖對(duì)金屬離子的吸附機(jī)理是：其分子中的羥基、氨基等基團(tuán)，可通過(guò)氫鍵、鹽鍵作用力形成具有類似網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分子，從而可與大部分金屬離子形成螯合物，起到吸附作用。同時(shí)殼聚糖對(duì)天然水中的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4等離子無(wú)吸附作用，因此不影響天然水質(zhì)，而且具有高效吸附劑的特性。

2.1.5 生物材料吸附劑

農(nóng)林廢棄物和各種動(dòng)植物殘?bào)w以及多種微生物等，以其低成本、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)作為生物材料受到更多人的青睞，因此生物材料分為活體生物材料和死體生物材料。金屬離子的被動(dòng)結(jié)合，如離子交換等，既可發(fā)生在活體生物材料上，也可發(fā)生在死體生物材料上。而金屬離子的主動(dòng)結(jié)合則僅發(fā)生于活體細(xì)胞，由生物體代謝活動(dòng)引起。但由于金屬離子存在毒性的特點(diǎn)，制約了活體生物材料的廣泛應(yīng)用[20]。

2.2 吸附劑吸附能力的影響因素

2.2.1 溶液pH值

pH值是影響吸附作用的最主要因素之一。前人[9]在研究各種吸附劑在不同pH值條件下對(duì)甲基汞的吸附能力時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng) pH值較低時(shí)，溶液中的重金屬離子呈陽(yáng)離子狀態(tài)，又由于溶液中H+濃度較高，因此H+的大量存在與重金屬離子的吸附產(chǎn)生了競(jìng)爭(zhēng)作用，嚴(yán)重影響了重金屬離子的有效吸附。因此，較低的pH值不利于吸附劑對(duì)重金屬離子的去除；相反，當(dāng)溶液的pH值升高時(shí)，利于吸附劑對(duì)重金屬離子的去除作用，因?yàn)殡S著pH值的升高，吸附劑表面產(chǎn)生更多的負(fù)電勢(shì)，能夠吸引更多正電荷金屬離子，吸附效果更好[21]。

2.2.2 吸附溫度

有學(xué)者[10]研究了溫度變化對(duì)沸石吸附Cu（NH3）42+能力的影響，結(jié)果表明，吸附量隨溫度的升高而增加；當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)，吸附量隨溫度的升高而下降。分析原因是由于沸石對(duì)Cu（NH3）42+的吸附機(jī)理所引起的，其吸附機(jī)理既有交換吸附（隨溫度升高離子交換能力增強(qiáng)），又有分子吸附（隨溫度升高吸附能力下降）。吸附能力是根據(jù)不同的吸附劑材料在一定的溫度范圍最強(qiáng)。

2.2.3 吸附時(shí)間

還有學(xué)者研究了吸附時(shí)間[11]對(duì)重金屬離子吸附率的影響，結(jié)果表明，很多吸附劑對(duì)重金屬的吸附率隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，但當(dāng)吸附時(shí)間延長(zhǎng)到6h后，吸附劑對(duì)重金屬的吸附率變化不明顯，說(shuō)明此時(shí)吸附狀態(tài)已接近達(dá)到飽和，因此6h為吸附劑吸附能力的臨界點(diǎn)。但是同樣存在吸附解析的現(xiàn)象，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)求證不同吸附劑的吸附平衡時(shí)間，吸附時(shí)間（吸附材料與廢水接觸時(shí)間）并非越長(zhǎng)越好。

2.2.4 重金屬離子初始濃度

有學(xué)者[12]研究了重金屬離子在廢水中的初始濃度對(duì)其吸附效果的影響，結(jié)果表明，吸附劑對(duì)重金屬離子的吸附率隨離子初始濃度的增大而減小，提示當(dāng)金屬離子濃度較高時(shí)，應(yīng)增加吸附劑的用量才能獲得滿意的吸附效果。并且發(fā)現(xiàn)，在重金屬的吸附過(guò)程中存在著平衡吸附，平衡吸附量隨金屬離子初始濃度的增加而增大，這是由于隨著離子初始濃度的增大而使吸附質(zhì)離子的數(shù)量增多，導(dǎo)致吸附平衡向減少吸附質(zhì)離子的方向移動(dòng)。

2.2.5 吸附劑的比表面積

前人的研究結(jié)果提示，表面積大的粉狀泥的吸附能力強(qiáng)于顆狀泥；比表面積大的多孔質(zhì)沸石對(duì)Pb2+、Cu2+、Zn2+的去除能力較普通沸石強(qiáng)。因此，增大吸附劑的比表面積有利于對(duì)重金屬離子的吸附。

3 結(jié)語(yǔ)

重金屬?gòu)U水是廢水的主要種類，重金屬的存在嚴(yán)重危害著人們的健康，因此重金屬?gòu)U水的處理勢(shì)在必行。重金屬離子在廢水中的存在形式非常復(fù)雜，單一的處理方法往往不能滿足凈化的要求，要采取綜合的治理方法以求達(dá)到最好的凈化效果[13～17]。本文討論了吸附法在重金屬?gòu)U水處理中的應(yīng)用，對(duì)于吸附劑的選擇是處理重金屬?gòu)U水的難點(diǎn)與重點(diǎn)，因此，開(kāi)發(fā)研究高效吸附劑是目前廢水處理研究人員最為關(guān)心的問(wèn)題，采用新技術(shù)，以開(kāi)發(fā)出更加高效、低毒且可重復(fù)利用的吸附劑是廢水處理研究人員致力的目標(biāo)。納米材料是新技術(shù)的熱點(diǎn)，其與普通材料相比，具有更高的表面能、更大的表面積和比表面積，因此納米材料在制備高效吸附劑方面體現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)[18，19]，納米材料吸附劑的發(fā)展與應(yīng)用創(chuàng)造了廢水處理的新紀(jì)元，目前，最具有代表性的納米材料吸附劑是層柱粘土納米復(fù)合材料吸附劑。同時(shí)生物技術(shù)用于廢水中重金屬的去除也是目前重金屬?gòu)U水處理的發(fā)展趨勢(shì)，采用傳統(tǒng)的回收或修復(fù)技術(shù)從廢水和被污染的地下水中去除放射性元素、重金屬等有害成分，其費(fèi)用高昂，而生物材料具有成本低、污染小的特點(diǎn)，因此采用天然的生物材料作為吸附劑用于重金屬?gòu)U水的處理顯現(xiàn)出巨大優(yōu)勢(shì)。吸附法在重金屬?gòu)U水的處理中早有應(yīng)用，是一種重要的化學(xué)物理方法，為人類生存環(huán)境的改變做出了巨大貢獻(xiàn)，但吸附劑的高昂價(jià)格又嚴(yán)重制約了吸附法的廣泛應(yīng)用，因此研究開(kāi)發(fā)高效、低廉、無(wú)毒的吸附劑勢(shì)在必行，也是環(huán)保工作者不容忽視且需重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。

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處理重金屬?gòu)U水的方法范文第4篇

關(guān)鍵詞：重金屬?gòu)U水；方法；進(jìn)展；趨勢(shì)

收稿日期：2012-02-01

作者簡(jiǎn)介：高長(zhǎng)生（1985―），男,黑龍江雞西人,助理工程師,主要從事油氣田環(huán)境監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析處理、綜合評(píng)價(jià)、環(huán)境保護(hù)研究等工作。

中圖分類號(hào)：X703.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944(2012)02-0132-03

1 引言

隨著工業(yè)化進(jìn)程加快,大量含有重金屬的工業(yè)廢水和城市生活污水排放到環(huán)境中,對(duì)大氣、土壤和水環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。重金屬?gòu)U水主要含有砷、汞,鉛、銅、鋅、鉻、鎳等元素,大多數(shù)來(lái)源于電鍍、冶金、礦山、石油化工等行業(yè),重金屬?gòu)U水具有毒性強(qiáng)、持久性、不可降解性等特點(diǎn),這些重金屬在水體中可通過(guò)食物鏈影響動(dòng)植物生長(zhǎng)最終威脅人類健康。水體重金屬污染已成為當(dāng)今主要的環(huán)境問(wèn)題之一,因此如何無(wú)害化處理好重金屬?gòu)U水已是當(dāng)前亟待解決的工作,現(xiàn)階段無(wú)害化處理重金屬?gòu)U水的方法可分為三類:物理法,包括膜分離法、吸附法、溶劑萃取法、離子交換法、蒸發(fā)濃縮法等；化學(xué)法,包括化學(xué)沉淀法、電化學(xué)法；生物法,包括生物修復(fù)法、生物絮凝法、生物吸附法。

2 重金屬?gòu)U水處理方法

2.1 物理法

2.1.1 膜分離法

膜分離技術(shù)使用一種特殊的半透膜,在外界推動(dòng)力作用下,使溶液中一種溶質(zhì)和溶劑滲透出來(lái),從而達(dá)到分離的目的。根據(jù)膜的不同,可以分為電滲析、反滲析、液膜、超濾等。目前反滲透和超濾膜在電鍍廢水中已廣泛應(yīng)用。

液膜分離技術(shù)是將萃取和膜過(guò)程結(jié)合的一種高效分離技術(shù),萃取與反萃取同時(shí)進(jìn)行,是分離和濃縮金屬離子的有效方法。其中支撐液膜在處理重金屬?gòu)U水,提取稀有、貴重金屬離子,如提取鉑、鎵、銦等方面具有低耗能、低成本等、效率高等特點(diǎn),具有廣闊的應(yīng)用前景。將膜技術(shù)與其他技術(shù)工藝有機(jī)結(jié)合起來(lái)處理重金屬?gòu)U水將是未來(lái)的發(fā)展方向。某蓄電池材料有限公司主要從事廢舊鉛酸蓄電池的回收和鉛基合金、電解鉛的生產(chǎn),其廢水處理系統(tǒng)采用混凝沉淀/膜處理組合工藝,進(jìn)一步確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。半年多的實(shí)際運(yùn)行表明：該工藝運(yùn)行穩(wěn)定,出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),并實(shí)現(xiàn)了回用(回用率)70% 。

2.1.2 吸附法

吸附法是利用吸附劑吸附廢水中重金屬的一種方法,其中吸附法被認(rèn)為是去除痕量重金屬有效的方法。常用的吸附劑有活性炭、沸石、硅藻土、凹凸棒石、二氧化硅、天然高分子及離子交換樹(shù)脂等。其中天然沸石吸附能力最強(qiáng),也是最早用于重金屬?gòu)U水處理的礦物材料。

納米FeO是一種有效的脫鹵還原的納米材料。與常規(guī)的顆粒鐵粉相比,納米FeO顆粒有粒徑小、易分散、比表面積大,表面吸附能力強(qiáng),反應(yīng)活性強(qiáng),還原效率和還原速度遠(yuǎn)高于普通鐵粉的特點(diǎn)。納米FeO除了可以高效還原有機(jī)氯代物以外,其對(duì)Cr6+、Pb2+和As3+等多種重金屬同樣表現(xiàn)出良好的處理效果。

負(fù)載型納米FeO主要是利用負(fù)載物(如聚合物、硅膠、沙子和表面活性劑等)在固液表面的吸附作用,能在顆粒表面形成一層分子膜阻礙顆粒間相互接觸,同時(shí)增大了顆粒之間的距離,使顆粒之間接觸不再緊密。與普通納米FeO相比,負(fù)載型納米FeO不僅對(duì)水體中的重金屬和有機(jī)污染物有更高的去除效率,而且其重復(fù)利用性和穩(wěn)定性也優(yōu)于一般納米FeO。Ponder等利用聚合松香負(fù)載納米FeO去除水中的Cr6+和Pb2+,結(jié)果表明：負(fù)載型納米FeO 的去除率不僅比投加量高3.5倍的普通鐵粉高近5倍,而且也略高于無(wú)負(fù)載納米FeO的去除率。

凹凸棒石又稱坡縷石,是一種2∶1(TOT)型層鏈狀海泡石族的含水富鎂、鋁的硅酸鹽黏土礦物,其晶體化學(xué)式:Mg5(H2O)4［Si4O10］2(OH)2,它比表面積大、吸附性能良好、來(lái)源廣、成本低、儲(chǔ)量豐富,但是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用凹凸棒石吸附處理重金屬?gòu)U水還處在研究階段,凹凸棒石黏土吸附金屬離子的種類有待擴(kuò)寬。黃德榮等用吸附混凝法,將凹凸棒石黏土和混凝劑連用治理含鋅電鍍廢水,Zn2+的去除率高達(dá)99.8%以上。同時(shí),凹凸棒石粘土含有大量的結(jié)構(gòu)羥基,如Si-OH、Mg-OH和A1-OH等。由于其結(jié)構(gòu)中存在著A13+對(duì)Si4+及Al3+,Fe2+對(duì)Mg2+等類質(zhì)同晶置換現(xiàn)象,故晶體中含有不定量的Na+,Ca2+,Fe3+和A13+等,各種離子替代的綜合結(jié)果是凹凸棒石常常帶少量的永久性的負(fù)電荷,因此凹凸棒石具有很強(qiáng)的物理和化學(xué)吸附能力。

離子交換樹(shù)脂法是一種應(yīng)用廣泛的方法,樹(shù)脂中含有的氨基、羥基等活性基團(tuán)可以與重金屬離子進(jìn)行螯合、交換反應(yīng),從而去除廢水中重金屬離子的方法,同時(shí)還可以用于濃縮和回收溶液中痕量的重金屬,其優(yōu)點(diǎn)是樹(shù)脂具有可逆性,可通過(guò)再生重復(fù)使用,且交換選擇性好,缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴。因此研究和選擇成本低、選擇性高、交換容量大、吸附-解吸過(guò)程可逆性好的離子交換樹(shù)脂,對(duì)于處理重金屬?gòu)U水有著重要意義。

2.2 化學(xué)法

2.2.1 化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是指向重金屬?gòu)U水中投放藥劑,通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使溶解狀態(tài)的重金屬生成沉淀而去除的方法。包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鋇鹽沉淀法等。中和沉淀法應(yīng)用比較廣泛,向重金屬?gòu)U水中投放藥劑(如石灰石)使廢水中重金屬形成沉淀而去除?；瘜W(xué)沉淀法處理重金屬?gòu)U水具有工藝簡(jiǎn)單、去除范圍廣、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn),是目前應(yīng)用最為廣泛的處理重金屬?gòu)U水的方法。

2.2.2 電化學(xué)法

電化學(xué)法是應(yīng)用電解的基本原理,使廢水中重金屬離子在陽(yáng)極和陰極上分別發(fā)生氧化還原反應(yīng),使重金屬富集,從而去除廢水中重金屬,并且可以回收利用。

高壓脈沖電凝法(HVES)是采用高電壓小電流,系運(yùn)用電化學(xué)原理,將電能轉(zhuǎn)為化學(xué)能,對(duì)廢水中有機(jī)或無(wú)機(jī)物進(jìn)行氧化還原、中和反應(yīng)。通過(guò)凝聚、沉淀、浮除將污染物從水體中分離,從而有效地去除廢水中的Cr6＋、Ni2＋、Cu2＋、Zn2＋、Cd2＋、CN-、油、磷酸鹽以及COD、SS與色度。該方法操作方便、反應(yīng)迅速,可去除的污染物廣泛、無(wú)二次污染、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，在國(guó)外電化學(xué)技術(shù)被稱為“環(huán)境友好技術(shù)”。李宇慶等采用高壓脈沖電凝－Fenton 氧化工藝處理制藥廢水,研究表明在pH值為4左右、極板間距為20mm電流強(qiáng)度為10A、高壓脈沖電凝反應(yīng)時(shí)間為45min、H2O2投加量為4mL/L、Fenton氧化時(shí)間為60min時(shí),對(duì)CODCr去除率為為36.5%～39.2%,廢水m(BOD5)/m(CODCr)從0.13提高到0.37,可生化性大大提高,為后續(xù)處理達(dá)標(biāo)排放奠定了基礎(chǔ)。

微電解-生物法是利用廢鐵屑對(duì)電鍍廢水進(jìn)行預(yù)處理,使大部分的Cr6+在較短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化為Cr3+,同時(shí)使廢水的pH值上升2～3,然后將廢水加入到生物反應(yīng)器中通過(guò)生物作用將廢水中剩余的重金屬離子去除,達(dá)到凈化電鍍廢水的目的。通過(guò)與生物法的結(jié)合,提高了此種技術(shù)對(duì)廢水凈化的效率。該方法結(jié)合了氧化還原、絮凝、吸附作用,協(xié)同性強(qiáng)、綜合效果好、操作簡(jiǎn)便,運(yùn)行費(fèi)用低。但是,由于電解裝置經(jīng)一段時(shí)間的運(yùn)行后,會(huì)大大降低了處理效果,必須開(kāi)發(fā)新型的處理裝置以彌補(bǔ)這一缺陷；另外在運(yùn)行過(guò)程中表面沉積物易于使電極產(chǎn)生鈍化,降低處理效果,因此,操作條件的優(yōu)化和各種助劑、催化劑的研制、選用、配比很重要。針對(duì)目前微電解法存在的問(wèn)題以及工程應(yīng)用的要求,可以將微電解法和化學(xué)法、生物法以及其它方法結(jié)合起來(lái),充分利用各種方法的優(yōu)點(diǎn),研究出新型的工藝,來(lái)解決實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中所存在的問(wèn)題。

電去離子技術(shù)(EDI,electrodeionization),是將離子交換樹(shù)脂填充在電滲析器的淡水室中從而將離子交換與電滲析進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,在直流電場(chǎng)作用下同時(shí)實(shí)現(xiàn)離子的深度脫除與濃縮,以及樹(shù)脂連續(xù)電再生的新型復(fù)合分離過(guò)程。該方法既保留了電滲析連續(xù)除鹽和離子交換樹(shù)脂深度除鹽的優(yōu)點(diǎn),又克服了電滲析濃差極化所造成的不良影響,且避免了離子交換樹(shù)脂酸堿再生所造成的環(huán)境污染。所以,無(wú)論從技術(shù)角度還是運(yùn)行成本來(lái)看,EDI都比電滲析或離子交換更高效。但同時(shí)處理過(guò)程中也不同程度存在膜堆適用性差,過(guò)程運(yùn)行不夠穩(wěn)定,易形成金屬氫氧化物沉淀等問(wèn)題。隨著研究的不斷深入,上述問(wèn)題將逐步解決,EDI也將成為一種很有發(fā)展?jié)摿Φ闹亟饘購(gòu)U水處理技術(shù)。

2.3 生物法

2.3.1 植物修復(fù)法

植物修復(fù)法是指利用高等植物通過(guò)吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量,以達(dá)到治理污染、修復(fù)環(huán)境的目的。該方法實(shí)施較簡(jiǎn)便、成本較低并且對(duì)環(huán)境擾動(dòng)少。但是治理效率較低,不能治理重度污染的土壤和水體。Rai和Dwivedi等調(diào)查發(fā)現(xiàn)水蕹(Ipomea aquqtica)是一種很好的蓄積植物,該植物最大可以蓄積Cu:62,Mo:5,Cr:13,Cd:11,As:0.05μg/g DW。Bareen和Khilji研究表明,長(zhǎng)苞香蒲90d后也可以去除底泥中42%Cr,38%Cu和36%Zn。

2.3.2 生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進(jìn)行絮凝沉淀的一種除污方法。目前已開(kāi)發(fā)出具有絮凝作用的微生物有細(xì)菌、霉菌、放線菌、酵母菌和藻類等共17個(gè)品種,而對(duì)重金屬有絮凝作用的只有12個(gè),陳天等從多種微生物中提取殼聚糖為絮凝劑回收水中Pb2+、Cr3+、Cu2+等重金屬離子。在離子濃度是100mg/L的200mL廢水中加入10mg殼聚糖,處理后Cr3+、Cu2+濃度都小于0.1mg/L,Pb2+濃度小于1mg/L,處理效果十分明顯。

2.3.3 生物吸附法

生物吸附法是利用生物體本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分特性來(lái)吸附溶于水中的金屬離子,再通過(guò)固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。該方法在低濃度下,選擇吸附重金屬能力強(qiáng),處理效率高,操作的pH值和溫度范圍寬,易于分離回收重金屬,成本低等特點(diǎn)。同時(shí)還可從工業(yè)發(fā)酵工廠及廢水處理廠中排放出大量的微生物菌體,用于重金屬的吸附處理。蔣新宇等用毛木耳(Auricularia polytricha)子實(shí)體為生物吸附材料,通過(guò)對(duì)起始pH值、反應(yīng)時(shí)間、重金屬濃度這3個(gè)因素對(duì)毛木耳子實(shí)體吸附Cd2+、Cu2+、Pb2+、Zn2+的研究,結(jié)果表明最適起始pH值為5,pH值是影響毛木耳子實(shí)體吸附重金屬離子的主要因素。其中在10mg/L重金屬濃度下,毛木耳子實(shí)體對(duì)Cd2+、Cu2+、Pb2+、Zn2+的最大吸附率分別為94.12%、96.22%、99.94%、99.19%,在吸附達(dá)到平衡以前,毛木耳子實(shí)體對(duì)Cd2+、Cu2+、Pb2+、Zn2+最大平衡吸附量分別為10.09、8.36、23.57和3.64mg/g,而對(duì)Pb2+的吸附量最大。因此毛木耳子實(shí)體是很有發(fā)展?jié)摿Φ闹亟饘購(gòu)U水處理技術(shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

上述各種處理重金屬?gòu)U水的方法有很多優(yōu)點(diǎn),但是存在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題,為了滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求,對(duì)于研發(fā)新技術(shù)勢(shì)在必行。重金屬?gòu)U水水質(zhì)復(fù)雜,金屬種類繁多,加強(qiáng)各種處理技術(shù)的綜合應(yīng)用,將處理后的重金屬充分回收、廢水回用,以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益相統(tǒng)一,將是今后重金屬?gòu)U水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

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處理重金屬?gòu)U水的方法范文第5篇

關(guān)鍵字： 電鍍重金屬；廢水治理技術(shù)；現(xiàn)狀及展望

中圖分類號(hào)：X702 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

電鍍是利用化學(xué)和電化學(xué)方法在金屬或在其它材料表面鍍上各種金屬。電鍍技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)器制造、輕工、電子等行業(yè)。電鍍廢水水質(zhì)較復(fù)雜，電鍍廢水中含有鉻、鋅、銅、鎳、鎘等重金屬離子以及酸、堿、氰化物等具有很大毒性的雜物。電鍍廢水成分復(fù)雜，污染物可分為無(wú)機(jī)污染物和有機(jī)污染物兩大類,水質(zhì)變化幅度大，且電鍍廢水毒性大，含有大量的重金屬離子，若不經(jīng)處理直接排放會(huì)對(duì)周邊水體造成極大的污染。

1.電鍍重金屬?gòu)U水治理技術(shù)的現(xiàn)狀

1.1傳統(tǒng)的電鍍廢水處理方法有：化學(xué)法，離子交換法，電解法等。但傳統(tǒng)方法處理電鍍廢水存在如下問(wèn)題：

1.1.1成本過(guò)高——水無(wú)法循環(huán)利用，水費(fèi)與污水處理費(fèi)占總生產(chǎn)成本的15%~20%;

1.1.2資源浪費(fèi)——貴重金屬排放到水體中，無(wú)法回收利用;

1.1.3環(huán)境污染——電鍍廢水中的重金屬為“永遠(yuǎn)性污染物”，在生物鏈中轉(zhuǎn)移和積累，最終危害人類健康。

1.1.4化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩衔锏姆椒?包括中和沉淀和硫化物沉淀等、該法是一種較為成熟實(shí)用的電鍍廢水處理技術(shù),且處理成本低,便于管理,處理后廢水可達(dá)標(biāo)排放。

1.1.5中和沉淀法、在含重金屬的廢水中加入堿進(jìn)行中和反應(yīng),使重金屬生成不溶于水的氫氧化物沉淀形式加以分離、中和沉淀法操作簡(jiǎn)單,是常用的處理廢水方法。

1.1.6硫化物沉淀法、加入硫化物使廢水中重金屬離子生成硫化物沉淀而除去的方法、與中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是:重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低,反應(yīng)PH值在7-9之間,處理后的廢水一般不用中和,處理效果更好、但硫化物沉淀法的缺點(diǎn)是:硫化物沉淀顆粒小,易形成膠體,硫化物沉淀在水中殘留,遇酸生成氣體,可能造成二次污染。

1.2氧化還原處理

1.2.1 化學(xué)還原法

電鍍廢水中的Cr主要以Cr6+離子形態(tài)存在，因此向廢水中投加還原劑將Cr6+還原成微毒的Cr3+后，投加石灰或NaOH產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀分離去除?；瘜W(xué)還原法治理電鍍廢水是最早應(yīng)用的治理技術(shù)之一，在我國(guó)有著廣泛的應(yīng)用，其治理原理簡(jiǎn)單、操作易于掌握、能承受大水量和高濃度廢水沖擊。根據(jù)投加還原劑的不同，可分為FeSO4法、NaHSO3法、鐵屑法、SO2法等。

應(yīng)用化學(xué)還原法處理含Cr廢水，堿化時(shí)一般用石灰，但廢渣多；用NaOH或Na2CO3，則污泥少，但藥劑費(fèi)用高，處理成本大，這是化學(xué)還原法的缺點(diǎn)。

1.2.2 鐵氧體法

鐵氧體技術(shù)是根據(jù)生產(chǎn)鐵氧體的原理發(fā)展起來(lái)的。在含Cr廢水中加入過(guò)量的FeSO4，使Cr6+還原成Cr3+, Fe2+氧化成Fe3+，調(diào)節(jié)pH值至8左右，使Fe離子和Cr離子產(chǎn)生氫氧化物沉淀。通入空氣攪拌并加入氫氧化物不斷反應(yīng)，形成鉻鐵氧體。其典型工藝有間歇式和連續(xù)式。鐵氧體法形成的污泥化學(xué)穩(wěn)定性高，易于固液分離和脫水。鐵氧體法除能處理含Cr廢水外，特別適用于含重金屬離子的電鍍混合廢水。我國(guó)應(yīng)用鐵氧體法已經(jīng)有幾十年歷史，處理后的廢水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)內(nèi)電鍍工業(yè)中應(yīng)用較多。

鐵氧體法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、操作簡(jiǎn)便、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)。但在形成鐵氧體過(guò)程中需要加熱(約70oC)，能耗較高，處理后鹽度高，而且有不能處理含Hg和絡(luò)合物廢水的缺點(diǎn)。

1.2.3 電解法

電解法處理含Cr廢水在我國(guó)已經(jīng)有二十多年的歷史，具有去除率高、無(wú)二次污染、所沉淀的重金屬可回收利用等優(yōu)點(diǎn)。大約有30多種廢水溶液中的金屬離子可進(jìn)行電沉積。電解法是一種比較成熟的處理技術(shù)，能減少污泥的生成量，且能回收Cu、Ag、Cd等金屬，已應(yīng)用于廢水的治理。不過(guò)電解法成本比較高，一般經(jīng)濃縮后再電解經(jīng)濟(jì)效益較好。

近年來(lái)，電解法迅速發(fā)展，并對(duì)鐵屑內(nèi)電解進(jìn)行了深入研究，利用鐵屑內(nèi)電解原理研制的動(dòng)態(tài)廢水處理裝置對(duì)重金屬離子有很好的去除效果。

另外，高壓脈沖電凝系統(tǒng)(High Voltage Electrocagulation System)為當(dāng)今世界新一代電化學(xué)水處理設(shè)備，對(duì)表面處理、涂裝廢水以及電鍍混合廢水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有顯著的治理效果。高壓脈沖電凝法比傳統(tǒng)電解法電流效率提高20%—30%；電解時(shí)間縮短30%—40%；節(jié)省電能達(dá)到30%—40%；污泥產(chǎn)生量少；對(duì)重金屬去除率可達(dá)96%一99%[3]。

2.電鍍重金屬?gòu)U水治理技術(shù)展望

隨著全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，循環(huán)經(jīng)濟(jì)和清潔生產(chǎn)技術(shù)越來(lái)越受到人們關(guān)注。電鍍重金屬?gòu)U水治理從末端治理已向清潔生產(chǎn)工藝、物質(zhì)循環(huán)利用、廢水回用等綜合防治階段發(fā)展。未來(lái)電鍍重金屬?gòu)U水治理將突出以下幾個(gè)方面：

2.1貫徹循環(huán)經(jīng)濟(jì)、重視清潔生產(chǎn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用；提高電鍍物質(zhì)、資源的轉(zhuǎn)化率和循環(huán)使用率；從源頭上削減重金屬污染物的產(chǎn)生量，并采用全過(guò)程控制、結(jié)合廢水綜合治理、最終實(shí)現(xiàn)廢水零排放。

2.2電鍍重金屬?gòu)U水的處理技術(shù)很多，其中生物技術(shù)是具有較大發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)，具有成本低、效益高、不造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)。隨著基因工程、分子生物學(xué)等技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，具有高效、耐毒性的菌種不斷培育成功，為生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了有利條件。對(duì)于已經(jīng)污染的、范圍大的外環(huán)境，可采用植物修復(fù)技術(shù)治理，在治污的同時(shí)，不僅美化了環(huán)境，還可以獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3綜合一體化技術(shù)是未來(lái)電鍍廢水治理技術(shù)的熱點(diǎn)。電鍍廢水種類繁多，各種電鍍工藝差異很大，僅使用一種廢水治理方法往往有其局限性，達(dá)不到理想的效果。因此，綜合多種治理技術(shù)特點(diǎn)的一體化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，雖然化學(xué)法、物理化學(xué)法、生物化學(xué)法都可以治理和回收廢水中的重金屬，但通過(guò)生物化學(xué)法處理重金屬污水成本低、效益高、容易管理、不給環(huán)境造成二次污染、有利于生態(tài)環(huán)境的改善。但生物化學(xué)法也有一定的局限性，無(wú)論是植物還是微生物，一般都具有選擇性，只吸取或吸附一種或幾種金屬，有的在重金屬濃度較高時(shí)會(huì)導(dǎo)致中毒，從而限制其應(yīng)用。盡管如此生物化學(xué)法的研究和發(fā)展仍有廣闊前景，許多學(xué)者通過(guò)基因工程、分子生物學(xué)等技術(shù)應(yīng)用，使生物具有更強(qiáng)的吸附、絮凝、整治修復(fù)能力。我們應(yīng)該充分利用自然界中的微生物與植物的協(xié)同凈化作用，并輔之以物理或化學(xué)方法，尋找凈化重金屬的有效途徑。

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