我國是一個(gè)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)定旨怠。我國當(dāng)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?zèng)]有完全去除,造就資源的浪費(fèi),另一方面重金屬由于是一種永久性的污染物,持久性污染渠驼、危害性大、已經(jīng)嚴(yán)重威脅到居民的正常生活安全和質(zhì)量鉴腻。因此,對重金屬廢水的處理已經(jīng)成為當(dāng)前世界環(huán)保領(lǐng)域的重大課題迷扇。

　　重金屬廢水來源廣、水量大爽哎，主要來自有色金屬行業(yè)的酸洗廢水和除塵廢水蜓席、電鍍廠洗滌廢水、鋼廠酸洗廢水及電解课锌、農(nóng)藥厨内、醫(yī)藥行業(yè)排水、礦山坑道排水渺贤、廢石場淋濾水雏胃、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(shù)

　　目前志鞍，處理重金屬廢水的方法主要有三種：化學(xué)法瞭亮、物理化學(xué)法及生物法，其中工業(yè)上應(yīng)用最多的是化學(xué)法和物理法固棚。在選擇重金屬廢水處理技術(shù)時(shí)统翩，應(yīng)根據(jù)重金屬廢水的來源、濃度及存在形態(tài)玻孟，采用不同的處理方法唆缴。

　　1.1 化學(xué)沉淀法

　　在處理重金屬廢水的技術(shù)中，化學(xué)沉淀法應(yīng)用的最為廣泛黍翎。其原理是向廢水中投加藥劑面徽，使藥劑與重金屬離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水的重金屬沉淀物，通過沉淀或過濾作用時(shí)沉淀物從水中去除趟紊。

　　沉淀法包括中和沉淀法氮双、絮凝沉淀法、硫化物沉淀法等 霎匈。沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是去除范圍廣戴差、效率高、經(jīng)濟(jì)铛嘱、簡便暖释。沉淀法處理含低濃度重金屬廢水時(shí)效果不理想。由于受沉淀劑和環(huán)境條件的影響墨吓，沉淀法處理后的出水水質(zhì)一般都達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)球匕，處理后出水需作進(jìn)一步處理。另外帖烘，產(chǎn)生的沉淀物需要很好地處置亮曹，否則沉淀物再溶出會(huì)造成二次污染。中和沉淀法應(yīng)用最為廣泛秘症，中和沉淀法常用的沉淀劑有石灰照卦、氫氧化鈉等。一般乡摹，金屬以氫氧化物的形式從廢水中沉淀出來役耕。中和沉淀法在應(yīng)用當(dāng)中需要注意以下問題：(1) 中和沉淀后，若廢水pH偏高趟卸，需要調(diào)節(jié)pH 后才能排放;(2)當(dāng)廢水中存在Zn蹄葱、Pb 等兩性金屬時(shí)，若廢水pH 偏高锄列，金屬有再溶解的可能图云，因此需要嚴(yán)格控制廢水pH 值，實(shí)行分段沉淀邻邮。

　　硫化物沉淀法是以硫化鈉做沉淀劑竣况，是重金屬以硫化物沉淀的形式析出。一般來說筒严，重金屬硫化物的溶解度比其氫氧化物的溶解度低丹泉，處理后的廢水一般不用中和。但硫化物本身有毒鸭蛙，若殘留在水中摹恨，容易產(chǎn)生二次污染。同時(shí)硫化物處理費(fèi)用較高娶视，限制了其應(yīng)用晒哄。

　　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睁宰，礦山酸性廢水經(jīng)氫氧化物沉淀除鐵、硫化沉銅寝凌、硫化沉鉛柒傻、硫化沉鋅等過程，可以提高回收CuS较木、PbS 和ZnS 等的品位红符，為廢水中銅、鉛伐债、鋅等有價(jià)金屬的資源化提供更多的途徑预侯。重金屬捕集劑是近年來日受重視的水處理藥劑，其分子結(jié)構(gòu)中含有對重金屬離子具有螯合作用的官能團(tuán)泳赋，能與重金屬離子發(fā)生螯合作用雌桑，并通過絮凝沉淀作用使被螯合的重金屬離子細(xì)顆粒從水中脫除。螯合劑能與絕大部分重金屬離子發(fā)生強(qiáng)力的螯合反應(yīng)祖今，對重金屬離子有良好的去除效果。通過重金屬捕集劑處理后拣技，出水的大多數(shù)重金屬離子的濃度都能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)千诬。

　　1.2 氧化還原法:氧化還原法一般作為重金屬廢水的預(yù)處理方法。向重金屬廢水中加入氧化劑或還原劑膏斤，通過氧化還原反應(yīng)使重金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘暂^小或容易生成沉淀的價(jià)態(tài)徐绑，然后沉淀去除。常用的還原劑有鐵屑莫辨、硫酸亞鐵傲茄、亞硫酸氫鈉、等沮榜，常用的氧化劑有雙氧水盘榨、液氯、空氣蟆融、臭氧等草巡。當(dāng)廢水中含有Cr6+時(shí)，在酸性條件下加入鐵屑型酥、硫酸亞鐵等還原劑山憨，將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，然后再將三價(jià)鉻沉淀去除弥喉。鐵屑是常用的還原劑郁竟，鐵屑可來源于機(jī)械加工的廢鐵屑或還原鐵粉的廢渣，來源廣由境，具有以廢治廢棚亩、效率高、操作簡單、投資少蔑舞、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)拒担。采用鐵屑固定床反應(yīng)器去除工業(yè)廢水中的鉛，在pH=6.0~7.0攻询，HRT=5 h从撼，采用連續(xù)曝氣，曝氣量為0.2 L/min時(shí)钧栖，鐵屑固定床處理含鉛廢水運(yùn)行穩(wěn)定低零，去除率高，出水可以達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)拯杠。羅發(fā)生等鐵炭微電解催化還原法處理某銅冶煉廠廢水掏婶，在初始pH 為3、投加量為5 g/100mL 廢水潭陪、鐵炭質(zhì)量比為1︰1雄妥、停留時(shí)間30 min 時(shí)， Cu2+依溯、Pb2+老厌、Zn2+的去除率分別達(dá)到95.6%、91.8%黎炉、70.9%枝秤。

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(yīng)，使廢水中重金屬濃度降低的方法慷嗜。離子交換樹脂是一種含有離子交換基團(tuán)的高分子材料淀弹。離子交換樹脂不溶于酸、堿及有機(jī)溶劑庆械。離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂薇溃、陰離子交換樹脂和螯合樹脂等。有些離子交換樹脂對不同離子的親合力不同干奢，可以實(shí)現(xiàn)對不同重金屬離子的選擇分離痊焊。離子交換樹脂交換吸附飽和后需進(jìn)行再生。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忿峻，使離子交換樹脂恢復(fù)其交換能力薄啥。離子交換法具有處理容量大，處理水質(zhì)好逛尚，可以回用等優(yōu)點(diǎn)垄惧，在重金屬廢水處理中，離子交換樹脂主要用于回收有價(jià)的貴金屬和稀有金屬绰寞。

　　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到逊。吸附劑種類很多铣口，活性炭是最常見的吸附劑，活性炭用于吸附能力強(qiáng)觉壶，去除率高等特點(diǎn)脑题，但是活性炭價(jià)格偏貴，在應(yīng)用中受到限制铜靶。研究發(fā)現(xiàn)叔遂，一些天然物質(zhì)或工農(nóng)業(yè)廢棄物具有吸附重金屬離子的性能，研究者利用沸石争剿、膨潤土已艰、蒙脫石、硅藻土蚕苇、粉煤灰哩掺、粘土、赤泥涩笤、木質(zhì)素嚼吞、殼聚糖、生物質(zhì)制成了多種新型吸附劑辆它。天然吸附劑材料來源廣誊薄，制備制造、價(jià)格低廉锰茉，但吸附劑吸附飽和后再生困難，難以回收重金屬資源切心，吸附劑在使用后可不用再生飒筑，直接處理掉，大大降低了廢水的處理費(fèi)用绽昏。研究者分別選用氯化銨协屡、氯化鈉、鹽酸全谤、氫氧化鈉改性斜發(fā)沸石肤晓，研究了幾種改性劑的改性效果、吸附時(shí)間认然、吸附穩(wěn)定等因素對去除鋅冶煉廢水中的Zn2+补憾、Cd2+、Fe2+卷员、Pb2+盈匾、Cu2+等重金屬離子的影響，結(jié)果表明：采用15%NaCl 活化改性沸石毕骡、400℃煅燒削饵、吸附時(shí)間為80 min 時(shí)岩瘦，效果最佳，各離子的去除率分別為Zn2+ 98152%窿撬、Cd2+82.31% 启昧、Fe2+98.87%、Pb2+99.30%劈伴、Cu2+100%密末。莫曉余等]用微波改性膨潤土處理冶煉廢水中的重金屬，研究發(fā)現(xiàn)宰啦，當(dāng)改性膨潤土投加量為25 g/L時(shí)廢水中錳苏遥、鋅、鎘赡模、鉛的去除率分別為71.9%田炭、89.7%、78.5%和93.1%漓柑。當(dāng)采用微波改性膨潤土與PAM 混凝聯(lián)用時(shí)教硫，對廢水中錳、鋅辆布、鎘和鉛的去除率分別為98.9%瞬矩、99.6%、99.7%和98.3%锋玲，出水中鋅景用、鎘、鉛的排放濃度可達(dá)到國家排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)惭蹂。

　　1.5 膜分離技術(shù):膜分離技術(shù)是以壓力為推動(dòng)力伞插，依靠膜的選擇性進(jìn)行分離、純化與濃縮的技術(shù)總稱盾碗。根據(jù)膜截留物質(zhì)直徑大小的不同和膜本身的性能差異媚污，常見的膜分離技術(shù)主要有以下幾種：微濾、超濾廷雅、納濾耗美、反滲透、電滲析等航缀。膜技術(shù)作為一門新型的分離技術(shù)商架，具有無相變化、能耗低谬盐、占地少甸私、操作方便、運(yùn)行及維修費(fèi)用低飞傀、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定和出水水質(zhì)好且穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)皇型。膜分離技術(shù)應(yīng)用到重金屬廢水的處理中诬烹，不僅使?jié)B透液達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)或回用生產(chǎn)， 而且能回收有價(jià)資源弃鸦。納濾(NF)膜由于其特殊的孔徑范圍和荷電性绞吁，對二價(jià)、多價(jià)離子及分子量200以上的有機(jī)物有較高的脫除性能唬格，已在水處理家破、生物制藥等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。王少明等采用納濾膜法濃縮較高濃度含Ni2+離子溶液购岗，對于Ni2+濃度為3 900 mg/L汰聋，pH 為3 的NiSO4溶液，在操作壓力1.4 MPa 條件下喊积，經(jīng)截留液全循環(huán)工藝運(yùn)行烹困，納濾淡化出水Ni2+的截留率均保持在99.6%以上，濃縮液中Ni2+質(zhì)量濃度最高可能達(dá)到23 510 mg·L-1乾吻，濃縮倍數(shù)超過6髓梅。

　　采用DK2540 型納濾膜脫除礦山酸性廢水中的重金屬離子，重金屬離子截留率都可以達(dá)到97%以上绎签，透過液中的重金屬離子基本達(dá)標(biāo)排放枯饿。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，含錳廢水濃度為500 mg/L 時(shí)诡必，納濾膜對錳離子的截留率在98%以上奢方，在操作壓力為2.0 MPa 時(shí)，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爸舒，反滲透膜對錳離子的截留率在97%以上袱巨，反滲透透過水中錳離子濃度在0.5mg/L 以下，可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)碳抄。

　　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，包括生物絮凝法场绿、生物吸附法和植物修復(fù)法剖效。生物法處理重金屬廢水成本低、不造成二次污染焰盗，但微生物需要培養(yǎng)和馴化璧尸，周期較長，多數(shù)研究還處于實(shí)驗(yàn)室或中試階段熬拒，工業(yè)化應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究驗(yàn)證爷光。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澎粟。生物絮凝劑一般由蛋白質(zhì)蛀序、黏多糖欢瞪、纖維素和核糖等高分子物質(zhì)構(gòu)成。生物吸附是經(jīng)過一系列生物化學(xué)作用使重金屬離子被微生物細(xì)胞吸附的過程徐裸，這些作用包括吸附遣鼓、離子交換、絡(luò)合重贺、鰲合等骑祟。植物修復(fù)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气笙，富到植物體內(nèi)次企，然后通過收割植物將重金屬從水體去除的方法。苗雨等采用自制的鐵基生物絮凝劑去除廢水中的氟和鉛潜圃，絮凝劑的主要成分為微生物的生物體缸棵，在絮凝劑投加量為7.5%(體積分?jǐn)?shù))，pH 為6秉犹，反應(yīng)20 min 時(shí)蛉谜，絮凝劑對F 和Pb2+去除率分別為69.75%和99.89%，出水F 和Pb2+濃度均低于《鉛崇堵、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB25466—2010)規(guī)定的限值型诚。尹華等研究了解脂假絲酵母菌(Candidalipolytica 1977)、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鸳劳。當(dāng)pH=3.2～6.0狰贯，總鉻濃度為30.2 mg/L時(shí)，解脂假絲酵母菌對總鉻的去除率達(dá)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赏廓，對總鉻的去除率達(dá)91.1%涵紊。

　　植物修復(fù)的植物包括藻類、草本植物和木本植物等幔摸。趙克儉研究了蘆葦摸柄、千屈菜、黃花鶯尾3種水生植物對城市重金屬污染水體的修復(fù)作用既忆，污水中Cr驱负、Cu、Zn 和Fe 的濃度分別為11.39患雇、0.045跃脊、7.72、20.35 mg/L苛吱，發(fā)現(xiàn)植物蘆葦對重金屬污染的水體有明顯的修復(fù)效果酪术，能夠有效的去除水體中的重金屬離子;在植物修復(fù)重金屬污水的過程中，植物細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化翠储，其表面的基團(tuán)參與了重金屬離子的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)绘雁，并且其基團(tuán)的數(shù)量與重金屬的修復(fù)效能密切相關(guān)橡疼。

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