我國是一個水資源極度短缺的國家,其水資源已經(jīng)不可避免地影響到國家的生存和穩(wěn)定凿菩。我國當前廢水排放量的60%左右均是由冶煉企業(yè)排放的重金屬廢水,一方面廢水中含有的重金屬沒有完全去除,造就資源的浪費,另一方面重金屬由于是一種永久性的污染物,持久性污染、危害性大帜讲、已經(jīng)嚴重威脅到居民的正常生活安全和質量衅谷。因此,對重金屬廢水的處理已經(jīng)成為當前世界環(huán)保領域的重大課題。

　　重金屬廢水來源廣似将、水量大获黔，主要來自有色金屬行業(yè)的酸洗廢水和除塵廢水、電鍍廠洗滌廢水在验、鋼廠酸洗廢水及電解玷氏、農(nóng)藥、醫(yī)藥行業(yè)排水腋舌、礦山坑道排水盏触、廢石場淋濾水、選礦場尾礦排水等各種工業(yè)廢水。

　　1 重金屬廢水處理技術

　　目前赞辩，處理重金屬廢水的方法主要有三種：化學法雌芽、物理化學法及生物法，其中工業(yè)上應用最多的是化學法和物理法诗宣。在選擇重金屬廢水處理技術時膘怕，應根據(jù)重金屬廢水的來源想诅、濃度及存在形態(tài)召庞，采用不同的處理方法。

　　1.1 化學沉淀法

　　在處理重金屬廢水的技術中来破，化學沉淀法應用的最為廣泛篮灼。其原理是向廢水中投加藥劑，使藥劑與重金屬離子發(fā)生化學反應徘禁，生成不溶于水的重金屬沉淀物诅诱，通過沉淀或過濾作用時沉淀物從水中去除。

　　沉淀法包括中和沉淀法送朱、絮凝沉淀法娘荡、硫化物沉淀法等 。沉淀法的優(yōu)點是去除范圍廣驶沼、效率高炮沐、經(jīng)濟、簡便回怜。沉淀法處理含低濃度重金屬廢水時效果不理想大年。由于受沉淀劑和環(huán)境條件的影響，沉淀法處理后的出水水質一般都達不到排放標準玉雾，處理后出水需作進一步處理翔试。另外，產(chǎn)生的沉淀物需要很好地處置复旬，否則沉淀物再溶出會造成二次污染垦缅。中和沉淀法應用最為廣泛，中和沉淀法常用的沉淀劑有石灰驹碍、氫氧化鈉等失都。一般，金屬以氫氧化物的形式從廢水中沉淀出來幸冻。中和沉淀法在應用當中需要注意以下問題：(1) 中和沉淀后粹庞，若廢水pH偏高，需要調節(jié)pH 后才能排放;(2)當廢水中存在Zn洽损、Pb 等兩性金屬時庞溜，若廢水pH 偏高，金屬有再溶解的可能，因此需要嚴格控制廢水pH 值流码，實行分段沉淀又官。

　　硫化物沉淀法是以硫化鈉做沉淀劑，是重金屬以硫化物沉淀的形式析出漫试。一般來說六敬，重金屬硫化物的溶解度比其氫氧化物的溶解度低，處理后的廢水一般不用中和驾荣。但硫化物本身有毒外构，若殘留在水中，容易產(chǎn)生二次污染播掷。同時硫化物處理費用較高审编，限制了其應用。

　　采用氫氧化物沉淀和硫化物沉淀兩步沉淀法處理礦山酸性廢水歧匈，礦山酸性廢水經(jīng)氫氧化物沉淀除鐵垒酬、硫化沉銅、硫化沉鉛件炉、硫化沉鋅等過程勘究，可以提高回收CuS、PbS 和ZnS 等的品位斟冕，為廢水中銅口糕、鉛、鋅等有價金屬的資源化提供更多的途徑宫静。重金屬捕集劑是近年來日受重視的水處理藥劑走净，其分子結構中含有對重金屬離子具有螯合作用的官能團，能與重金屬離子發(fā)生螯合作用孤里，并通過絮凝沉淀作用使被螯合的重金屬離子細顆粒從水中脫除伏伯。螯合劑能與絕大部分重金屬離子發(fā)生強力的螯合反應，對重金屬離子有良好的去除效果捌袜。通過重金屬捕集劑處理后说搅，出水的大多數(shù)重金屬離子的濃度都能達到國家排放標準。

　　1.2 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虏等。向重金屬廢水中加入氧化劑或還原劑弄唧，通過氧化還原反應使重金屬離子轉變?yōu)槎拘暂^小或容易生成沉淀的價態(tài)，然后沉淀去除霍衫。常用的還原劑有鐵屑候引、硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉敦跌、等澄干，常用的氧化劑有雙氧水、液氯、空氣麸俘、臭氧等辩稽。當廢水中含有Cr6+時，在酸性條件下加入鐵屑从媚、硫酸亞鐵等還原劑逞泄，將六價鉻還原為三價鉻，然后再將三價鉻沉淀去除拜效。鐵屑是常用的還原劑喷众，鐵屑可來源于機械加工的廢鐵屑或還原鐵粉的廢渣，來源廣拂檩，具有以廢治廢侮腹、效率高嘲碧、操作簡單稻励、投資少、應用廣泛等優(yōu)點愈涩。采用鐵屑固定床反應器去除工業(yè)廢水中的鉛望抽，在pH=6.0~7.0，HRT=5 h履婉，采用連續(xù)曝氣煤篙，曝氣量為0.2 L/min時，鐵屑固定床處理含鉛廢水運行穩(wěn)定毁腿，去除率高辑奈，出水可以達到國家排放標準。羅發(fā)生等鐵炭微電解催化還原法處理某銅冶煉廠廢水已烤，在初始pH 為3鸠窗、投加量為5 g/100mL 廢水、鐵炭質量比為1︰1胯究、停留時間30 min 時稍计， Cu2+、Pb2+裕循、Zn2+的去除率分別達到95.6%臣嚣、91.8%、70.9%剥哑。

1.3 離子交換法:離子交換法是利用重金屬離子與離子交換樹脂發(fā)生交換反應硅则，使廢水中重金屬濃度降低的方法。離子交換樹脂是一種含有離子交換基團的高分子材料株婴。離子交換樹脂不溶于酸怎虫、堿及有機溶劑。離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂和螯合樹脂等揪垄。有些離子交換樹脂對不同離子的親合力不同穷吮，可以實現(xiàn)對不同重金屬離子的選擇分離。離子交換樹脂交換吸附飽和后需進行再生饥努。再生是利用再生液中的離子將離子交換樹脂上的離子交換下來捡鱼，使離子交換樹脂恢復其交換能力。離子交換法具有處理容量大酷愧，處理水質好驾诈，可以回用等優(yōu)點，在重金屬廢水處理中溶浴，離子交換樹脂主要用于回收有價的貴金屬和稀有金屬乍迄。

　　1.4 吸附法:吸附法是利用吸附劑活性表面吸附重金屬離子的一種方法。吸附劑種類很多士败，活性炭是最常見的吸附劑闯两，活性炭用于吸附能力強，去除率高等特點谅将，但是活性炭價格偏貴漾狼，在應用中受到限制。研究發(fā)現(xiàn)饥臂，一些天然物質或工農(nóng)業(yè)廢棄物具有吸附重金屬離子的性能逊躁，研究者利用沸石、膨潤土隅熙、蒙脫石稽煤、硅藻土、粉煤灰囚戚、粘土酵熙、赤泥、木質素弯淘、殼聚糖绿店、生物質制成了多種新型吸附劑。天然吸附劑材料來源廣庐橙，制備制造假勿、價格低廉，但吸附劑吸附飽和后再生困難态鳖，難以回收重金屬資源转培，吸附劑在使用后可不用再生，直接處理掉浆竭，大大降低了廢水的處理費用浸须。研究者分別選用氯化銨惨寿、氯化鈉、鹽酸删窒、氫氧化鈉改性斜發(fā)沸石裂垦，研究了幾種改性劑的改性效果、吸附時間肌索、吸附穩(wěn)定等因素對去除鋅冶煉廢水中的Zn2+蕉拢、Cd2+、Fe2+诚亚、Pb2+晕换、Cu2+等重金屬離子的影響，結果表明：采用15%NaCl 活化改性沸石站宗、400℃煅燒闸准、吸附時間為80 min 時，效果最佳梢灭，各離子的去除率分別為Zn2+ 98152%夷家、Cd2+82.31% 、Fe2+98.87%或辖、Pb2+99.30%瘾英、Cu2+100%枣接。莫曉余等]用微波改性膨潤土處理冶煉廢水中的重金屬颂暇，研究發(fā)現(xiàn)，當改性膨潤土投加量為25 g/L時廢水中錳但惶、鋅耳鸯、鎘、鉛的去除率分別為71.9%膀曾、89.7%县爬、78.5%和93.1%。當采用微波改性膨潤土與PAM 混凝聯(lián)用時添谊，對廢水中錳财喳、鋅、鎘和鉛的去除率分別為98.9%斩狱、99.6%耳高、99.7%和98.3%，出水中鋅所踊、鎘泌枪、鉛的排放濃度可達到國家排放水質標準。

　　1.5 膜分離技術:膜分離技術是以壓力為推動力秕岛，依靠膜的選擇性進行分離碌燕、純化與濃縮的技術總稱误证。根據(jù)膜截留物質直徑大小的不同和膜本身的性能差異，常見的膜分離技術主要有以下幾種：微濾修壕、超濾愈捅、納濾、反滲透慈鸠、電滲析等改鲫。膜技術作為一門新型的分離技術，具有無相變化林束、能耗低像棘、占地少、操作方便壶冒、運行及維修費用低缕题、系統(tǒng)運行穩(wěn)定和出水水質好且穩(wěn)定等優(yōu)點。膜分離技術應用到重金屬廢水的處理中胖腾，不僅使?jié)B透液達到排放標準或回用生產(chǎn)烟零， 而且能回收有價資源。納濾(NF)膜由于其特殊的孔徑范圍和荷電性咸作，對二價锨阿、多價離子及分子量200以上的有機物有較高的脫除性能，已在水處理记罚、生物制藥等領域獲得廣泛應用墅诡。王少明等采用納濾膜法濃縮較高濃度含Ni2+離子溶液，對于Ni2+濃度為3 900 mg/L桐智，pH 為3 的NiSO4溶液末早，在操作壓力1.4 MPa 條件下，經(jīng)截留液全循環(huán)工藝運行说庭，納濾淡化出水Ni2+的截留率均保持在99.6%以上然磷，濃縮液中Ni2+質量濃度最高可能達到23 510 mg·L-1，濃縮倍數(shù)超過6刊驴。

　　采用DK2540 型納濾膜脫除礦山酸性廢水中的重金屬離子姿搜，重金屬離子截留率都可以達到97%以上，透過液中的重金屬離子基本達標排放捆憎。采用納濾膜和反滲透膜組合工藝處理電解錳工藝產(chǎn)生的含錳廢水舅柜，含錳廢水濃度為500 mg/L 時，納濾膜對錳離子的截留率在98%以上攻礼，在操作壓力為2.0 MPa 時业踢，濃縮倍數(shù)為8.2 倍;納濾產(chǎn)生的透過水用反滲透膜做深入處理，反滲透膜對錳離子的截留率在97%以上礁扮，反滲透透過水中錳離子濃度在0.5mg/L 以下知举，可以達到排放標準瞬沦。

　　1.6 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，包括生物絮凝法雇锡、生物吸附法和植物修復法逛钻。生物法處理重金屬廢水成本低、不造成二次污染锰提，但微生物需要培養(yǎng)和馴化曙痘，周期較長，多數(shù)研究還處于實驗室或中試階段立肘，工業(yè)化應用還有待進一步研究驗證边坤。生物絮凝法是利用微生物本身或微生物新陳代謝產(chǎn)生的代謝物，絮凝沉淀廢水中重金屬的方法谅年。生物絮凝劑一般由蛋白質茧痒、黏多糖、纖維素和核糖等高分子物質構成融蹂。生物吸附是經(jīng)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旺订，這些作用包括吸附、離子交換超燃、絡合区拳、鰲合等。植物修復法是利用重金屬積累或超積累水生植物意乓，將水體中的重金屬提取出來樱调，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洽瞬。苗雨等采用自制的鐵基生物絮凝劑去除廢水中的氟和鉛本涕，絮凝劑的主要成分為微生物的生物體，在絮凝劑投加量為7.5%(體積分數(shù))伙窃，pH 為6，反應20 min 時样漆，絮凝劑對F 和Pb2+去除率分別為69.75%和99.89%为障，出水F 和Pb2+濃度均低于《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標準》(GB25466—2010)規(guī)定的限值放祟。尹華等研究了解脂假絲酵母菌(Candidalipolytica 1977)鳍怨、產(chǎn)朊假絲酵母(Candida utilis 1225)和活性污泥對電鍍廢水中鉻的吸附與還原性能。當pH=3.2～6.0跪妥，總鉻濃度為30.2 mg/L時鞋喇，解脂假絲酵母菌對總鉻的去除率達85.0%;解脂假絲酵母菌與產(chǎn)朊假絲酵母混合處理電鍍廢水，對總鉻的去除率達91.1%眉撵。

　　植物修復的植物包括藻類侦香、草本植物和木本植物等落塑。趙克儉研究了蘆葦、千屈菜罐韩、黃花鶯尾3種水生植物對城市重金屬污染水體的修復作用憾赁，污水中Cr、Cu散吵、Zn 和Fe 的濃度分別為11.39龙考、0.045、7.72矾睦、20.35 mg/L晦款，發(fā)現(xiàn)植物蘆葦對重金屬污染的水體有明顯的修復效果，能夠有效的去除水體中的重金屬離子;在植物修復重金屬污水的過程中枚冗，植物細胞壁的結構會發(fā)生變化柬赐，其表面的基團參與了重金屬離子的吸收和轉運，并且其基團的數(shù)量與重金屬的修復效能密切相關官紫。