重金属废水处理的相关技术

来源：东隆  日期：2014-04-02

      重金属废水的处理原则：最根本的是改革生产工艺，不用或少用毒性大的重金属；其次是采用合理的工艺流程、科学管理及操作，减少重金属的用量和随废水流失量，尽量减少外排废水量；重金属废水应就地处理，不与其他废水混合，以免使处理复杂化，更不能未经处理直接排入城市下水道，以免扩大重金属污染。
      目前对重金属废水的处理方法，通常可分为两类：一是使废水中呈溶解状态的重金属转变成不溶的金属化合物或元素，经沉淀和上浮从废水中去除。应用方法如中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分离法、电解沉淀（或上浮）法、隔膜电解法等；二是将废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和分离，可应用方法有反渗透法、电渗析法、蒸发法和离子交换法等。
     （1）中和沉淀法 
     在含重金属的废水中加入碱进行中和反应，使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀并加以分离。 
     （2）硫化物沉淀法 
     加入硫化物沉淀剂，使废水中的重金属离子生成硫化物沉淀进行去除。
    （ 3）化学还原法 
     化学还原法是最早应用的电镀废水治理技术之一，在我国有广泛应用，其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水的冲击。根据投加还原剂的不同，可分为FeSO₄法、NaHSO₃法、铁屑法、SO₂法等。 
    （4）电解法 
     电解法处理含铬废水在我国已经有约20 年的历史，具有去除率高、无二次污染、所沉淀的重金属可回收利用等优点。电解法是一种比较成熟的处理技术，能减少污泥的生成量，且能回收Cu、Ag、Cd等金属。不过电解法的成本比较高，一般经浓缩后再电解经济效益较好。 
     （5）吸附法 
     吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种有效方法。吸附剂有活性炭、腐殖酸、海泡石、聚糖树脂等。活性炭在废水治理中应用广泛，但再生效率低，处理水质很难达到回用要求，一般用于电镀废水的预处理。腐殖酸类物质是比较廉价的吸附剂，把腐殖酸制成腐殖酸树脂用于处理含Cr、Ni废水已有成功经验。利用改性海泡石治理重金属废水对Pb²⁺、Hg²⁺、Cd²⁺有很好的吸附能力，处理后废水中的重金属含量显著低于污水综合排放标准。此外蒙脱石也是一种性能良好的黏土矿物吸附剂。
     （6）膜分离技术
      膜分离法是利用高分子的选择性来进行物质分离，包括电渗析、反渗透、膜萃取、超滤等。含Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cr⁶⁺等金属离子的废水适宜用电渗析处理，已有成套设备。反渗透法已用于镀Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金属废水的大规模处理。膜萃取技术是一种高效、无二次污染的分离技术，在金属萃取方面有很大进展。 
     （7）离子交换处理法 
     离子交换处理法是利用离子交换剂分离废水中的有害物质。应用的离子交换剂有离子交换树脂、沸石等，其中离子交换树脂分为凝胶型和大孔型。前者具有选择性，后者制造复杂、成本高、再生剂耗量大，因而应用上受到很大限制。离子交换是依靠交换剂自身所带的离子与被处理溶液中的离子进行离子交换来实现的。推动离子交换的动力是离子间的浓度差和交换剂功能基对离子的亲和力，离子交换剂具有吸附与交换双重作用。 
    （8）生物处理技术 
     传统的治理方法有成本高、操作复杂、对于大流量低浓度的污染物难处理等缺点，经多年探索，生物治理技术开始受到重视。随着对耐重金属毒性微生物研究得深入，采用生物技术处理重金属废水呈现蓬勃发展势头。根据生物去除重金属离子的机理不同可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法以及植物修复法。
  
    化学法、物理化学法、生物化学法都可治理和回收废水中的重金属。其中生物化学法处理重金属污水的成本低、效益高、容易管理、不给环境造成二次污染、有利于改善生态环境。但生物化学法也有一定局限性，无论植物还是微生物都只能吸附一种或几种重金属，有的在重金属浓度较高时还会导致中毒，从而限制了其应用。因此，治理重金属废水时应根据废水的水质、水量情况对上述技术进行单独或组合使用。

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