重金属废水处理技术研究进展

刘阳春 文 辉

山西省候马北铜铜业有限公司

重金属废水处理技术研究进展

刘阳春 文 辉

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随着我国社会经济的持续发展及科技的进步，工业行业得到了迅速的发展。在工业企业生产的过程中，出现了大量的工业废水，工业废水的出现直接影响到人们的正常生活，给周边环境带来了较大的破坏，同时也是最难处理的废水之一。这是因为工业废水中含有大量的有毒有害物质，以及易于在环境中富集的重金属离子。重金属对人体的危害极大。笔者结合工作实践，对工业废水中重金属的处理技术及方法进行了探讨，旨在实现重金属零排放的目标。

重金属；废水处理；技术应用

重金属废水现已成为亟待解决的最主要的环境污染问题之一，同时，工业重金属废水的处理具有一定的复杂性。受行业影响和生产工艺的差异性，重金属废水中的污染源-重金属，在物质类别、存在形式、含量多少等诸多方面存在很大的不同。对其的处理，只能从物理和化学方面，转变其存在位置和存在形态，而不能对其进行分解破坏。因此，对工业重金属废水的处理技术进行研究，具有重要的现实意义和价值。

1 重金属废水的来源

重金属废水主要来自采矿、炼铁、金属加工、电镀、农药、医药、油漆、颜料等企业生产过程中排出的多种污水。其中包含的重金属种类、含量及其存在形式因生产企业的不同而有所差异。随着工业的发展，以及人类自身活动对环境的影响，重金属废水的量正逐年增加。

重金属废水是一种具有强毒性、致癌性、致突变性、难降解及易富集等特性的废水，具有毒效性、长期持续性、生物不可降解性等特点，且可通过食物链作用进入人体，并在人体内累积，从而导致各种疾病和机能紊乱，最终对人体健康造成严重危害。除此之外，还有很多类似的重金属废水污染事件时常发生。对人民群众的生命健康带来极大地威胁。因此，研究行之有效的重金属废水去除污方法已成为当前的工作重点。

2 重金属废水处理技术

2.1 化学法

(1)化学沉淀法。顾名思义，也就是通过化学反应，使废水中的重金属沉淀下来，达到从废水中易于脱离的目的。化学沉淀法在目前应用较多，其中中和沉淀法，因其具有成本低廉、适用性强的优点，成为目前最常用的处理方法之一。

(2)电化学法。利用电解的基本原理，使废水中重金属离子在电极富集，进行氧化还原反应，从而从待处理的废水中去除。电化学法操作方便、反应迅速，可去除的污染物广泛、而且对于富集的重金属可以进行回收利用绿色环保、不会造成再次污染，因此，电化学技术又被称为“环境友好技术”。但也存在一些缺点，利用对废水的浓度具有一定要求，处理成本较高，能量消耗较多等。

(3)电去离子技术。将离子交换与电渗析结合，是未来很有发展前景的重金属分离技术。在直流电场作用，对重金属离子进行脱除，同时树脂连续电再生。电去离子技术，避免了传统离子交换的二次污染，具有高效低成本的优点。但在处理过程中，存在适用性不广，稳定性不好控制等缺点，目前仍在对这一技术进行不断的完善和改进。

2.2 膜处理技术与零排放技术

重金属的零排放技术是为了去除金属离子。膜处理技术由于具有高效率的去除效果而在重金属废水处理中得到广泛应用。在重金属废水处理中，主要以膜处理为零排放的核心单元。在电镀废水治理过程中，卢月红等通过运用超滤反渗透膜集成技术，在萃取浓缩液中通过采用萃取剂进行萃取，并重新使用浓缩液。陈业钢采用电镀废水零排放方案，该方案是一套自主研发的方案，主要由三部分组成：重金属析出剂、微孔膜过滤预处理和反渗透净化分离。其中，重金属析出剂所产生的离子能够迅速反应，并与固液产生分离，当分离以后，重金属析出率达到了99%，可以重新使用重金属和反复使用水循环，从而满足了重金属离子零排放的要求。

2.3 氧化还原法

氧化还原法一般作为重金属废水的预处理方法。向重金属废水中加入氧化剂或还原剂，通过氧化还原反应使重金属离子转变为毒性较小或容易生成沉淀的价态，然后沉淀去除。常用的还原剂有铁屑、硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、等，常用的氧化剂有双氧水、液氯、空气、臭氧等。当废水中含有Cr6+时，在酸性条件下加入铁屑、硫酸亚铁等还原剂，将六价铬还原为三价铬，然后再将三价铬沉淀去除。铁屑是常用的还原剂，铁屑可来源于机械加工的废铁屑或还原铁粉的废渣，来源广，具有以废治废、效率高、操作简单、投资少、应用广泛等优点。采用铁屑固定床反应器去除工业废水中的铅，在pH=6.0～7.0，HRT=5h，采用连续曝气，曝气量为0.2L/min时，铁屑固定床处理含铅废水运行稳定，去除率高，出水可以达到国家排放标准。

2.4 生物法

生物法是利用微生物或植物体的生理特性来处理重金属废水，包括生物絮凝法、生物吸附法和植物修复法。生物法处理重金属废水成本低、不造成二次污染，但微生物需要培养和驯化，周期较长，多数研究还处于实验室或中试阶段，工业化应用还有待进一步研究验证。生物絮凝法是利用微生物本身或微生物新陈代谢产生的代谢物，絮凝沉淀废水中重金属的方法。生物絮凝剂一般由蛋白质、黏多糖、纤维素和核糖等高分子物质构成。生物吸附是经过一系列生物化学作用使重金属离子被微生物细胞吸附的过程，这些作用包括吸附、离子交换、络合、鳌合等。植物修复法是利用重金属积累或超积累水生植物，将水体中的重金属提取出来，富到植物体内，然后通过收割植物将重金属从水体去除的方法。

综上所述，重金属废水污染的情况因重金属种类不同而有所差异，所采用的处理方法也不尽相同，根据其种类、性质、组成以及要求标准等选择相应的合适处理方法，只有因地制宜地选择重金属废水的处理技术，才能取得良好的效果。重金属废水污染治理与重金属的回收利用相结合是未来治理的发展之路，也是技术开发与应用的方向。

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