重金屬廢水處理方法綜述

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1、重金屬廢水處理方法綜述門彬王東升（中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境水質(zhì)學(xué)國家重點實驗室北京100085）摘要：本文介紹了幾種典型的重金屬廢水處理方法，主要包括化學(xué)沉淀法、還原法、吸附法、膜分離法、混凝法、離子交換法、電化學(xué)法等，并對上述幾種方法的機(jī)理、優(yōu)缺點進(jìn)行了綜述。關(guān)鍵詞：重金屬廢水；處理方法；機(jī)理；優(yōu)缺點一、引言重金屬廢水主要來源于礦山開采、機(jī)械加工、有色金屬冶煉、廢舊電池垃圾處理，以及農(nóng)藥、醫(yī)藥、油漆、顏料等生產(chǎn)過程排放的廢水。重金屬進(jìn)入水體后，在食物鏈上具有放大作用，可在人體的某些器官積蓄起來造成慢性中毒，危害人體健康。重金屬對健康

2、的影響通常表現(xiàn)為對神經(jīng)系統(tǒng)的長期損害，以及對消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)的細(xì)胞、臟器、皮膚及骨骼的破壞。水體重金屬污染已經(jīng)成為我國和世界上最嚴(yán)重的環(huán)境問題之一。對重金屬廢水的治理受到國內(nèi)外科研工作者的高度重視。二、重金屬廢水處理方法不同于有機(jī)物可以被分解破壞，重金屬只能轉(zhuǎn)移其存在位置和改變它們的物理和化學(xué)狀態(tài)。目前常用的重金屬廢水處理方法主要包括化學(xué)沉淀法、還原法、吸附法、膜分離法、混凝法、離子交換法、電化學(xué)法等。1、化學(xué)沉淀法1.1氫氧化物沉淀法氫氧化物沉淀法是通過調(diào)節(jié)pH值使重金屬離子生成難溶的氫氧化物而沉淀分離，具有操作簡單、價格低廉、pH易于

3、控制等特點，是重金屬廢水處理中最常應(yīng)用的方法[1]。氫氧化物沉淀法雖然得到了廣泛的應(yīng)用，但是在操作時還需要注意以下幾個方面[2]：（1）中和沉淀后，廢水中若pH值高，需要中和處理后才可排放；（2）廢水中常常有多種重金屬共存，當(dāng)廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時，pH值偏高，可能有再溶解傾向，因此要嚴(yán)格控制pH值，實行分段沉淀；（3）廢水中有些陰離子如：鹵素、氰根等有可能與重金屬形成絡(luò)合物，因此要在中和之前需經(jīng)過預(yù)處理；（4）有些顆粒小，不易沉淀，則需加入絮凝劑輔助沉淀生成。1.2硫化物沉淀法硫化物沉淀法是用硫化物去除廢水中溶解性重

4、金屬離子的一種有效方法。與氫氧化物沉淀法相比，硫化物沉淀法可以在相對低的pH條件下（7-9之間）使金屬高度分離，處理后的廢水一般不用中和，形成的金屬硫化物具有易于脫水和穩(wěn)定等特點[3]。硫化物沉淀法也存在著一些缺點，硫化物沉淀劑在酸性條件下易生成硫化氫氣體，產(chǎn)生二次污染，另外硫化物沉淀物顆粒較小，易形成膠體，會對沉淀和過濾造成一定的不利影響[4]。1.3鐵氧體法鐵氧體法處理重金屬廢水就是向廢水中投加鐵鹽，通過控制pH、氧化、加熱等條件，使廢水中的重金屬離子與鐵鹽生成穩(wěn)定的鐵氧體共沉淀物，然后采用固液分離的手段，達(dá)到去除重金屬離子的目的[5]

5、。該法是日本NEC公司首先提出的[6]，用于處理重金屬廢水及實驗室污水的處理，得到較好的效果。鐵氧體共沉淀可一次去除廢水中多種重金屬離子，形成的沉淀顆粒大，容易分離，顆粒不返溶，不會產(chǎn)生二次污染，而且形成的是一種優(yōu)良的半導(dǎo)體材料。但是這種方法在操作中需要加熱到70oC左右或更高，并且在空氣中慢慢氧化，操作時間長，消耗能量多[7]。1.4化學(xué)沉淀法與其他方法的混合應(yīng)用化學(xué)沉淀法常常與其它水處理方法相結(jié)合，互相取長補(bǔ)短，構(gòu)成新工藝，使重金屬廢水處理更加完善。González-Mu?oz等[8]用硫化物沉淀法回收和回用重金屬離子，并將納米過濾作為

6、重金屬廢水處理的第二個步驟，研究結(jié)果顯示硫化物沉淀法能有效去除廢水中的重金屬離子，廢水再經(jīng)納米過濾后能直接回用。鐵氧體法也被用來和電解法、離子交換法、活性炭吸附法、過濾吸附法、磁流體法等方法相結(jié)合來處理特定的污水[5]。2、還原法還原法是利用還原劑和含重金屬離子廢水接觸反應(yīng)，將重金屬離子由高價還原至低價的一種廢水處理方法。國內(nèi)外使用的還原劑包括：二氧化硫、亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵、焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、鐵屑、硼氫化鈉、連二亞硫酸鈉等[9-12]。目前還原法一般用作廢水處理的預(yù)處理方法使用。3、吸附法3.1物理化學(xué)吸附法物理化學(xué)吸附法主要是通過吸

7、附材料的高比表面積的蓬松結(jié)構(gòu)或者特殊官能基團(tuán)對水中重金屬離子進(jìn)行物理吸附或者化學(xué)吸附的一種方法。該方法用到的吸附劑包括活性炭、膨潤土、沸石、殼聚糖、以及廉價吸附劑－工農(nóng)業(yè)廢棄物等?；钚蕴垦b備簡單，吸附能力強(qiáng)，去除效率高，在廢水治理中應(yīng)用廣泛，但活性炭再生效率低，處理水質(zhì)很難達(dá)到回用要求，一般用于電鍍廢水的預(yù)處理[13]；膨潤土是以蒙脫石為主要礦物的粘土巖，有巨大的表面積，因而具有巨大的吸附能力[14]。研究發(fā)現(xiàn)，沸石可以處理含Cr、Cd、Pb、Ni、Zn、Cu等重金屬離子的廢水[13,15-16]；殼聚糖分子中含有很多氨基和羥基，可與大多數(shù)

8、過渡金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物，對Mn2+、Cu2+、Pb2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+和Ag+等金屬離子都有很強(qiáng)的去除能力[14]；工農(nóng)業(yè)廢棄物粉煤灰、工業(yè)污泥、米糠、稻殼、