处理重金属废水的方法篇1
关键词：重金属离子；净化；新型材料
Doi：10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.047
含有重金属离子的污染物进入水体会造成水体的重金属离子污染。矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中产生的重金属工业废水对人类健康和自然生态系统都会有影响[1]，因此，水中的重金属离子必须得到妥善处理。本文介绍目前国内外处理废水中重金属离子的方法，如活性炭吸附法，总结了各种方法的优缺点，最后展望了废水中重金属处理方法的发展趋势。
1水中重金属离子可采用的净化方法
1.1沉淀法
沉淀法一般是通过化学反应把水体中的重金属离子从游离态的转变为含重金属的沉淀物，再过滤和分离处理，使沉淀从水中分离，包括中和、硫化物、铁氧体共沉淀几种方法[2]。各种处理技术的操作分别如下：把碱加入到含重金属的废水中，重金属会转变为不溶于水的氢氧化物沉淀，然后将沉淀物分离，该法操作耗时少，简单；把硫化物类的沉淀剂加入废水中生成硫化物沉淀而除去重金属也常用；先将铁盐向废水中投加，然后控制工艺条件，使金属离子形成不溶性的铁氧体晶粒，最后固液分离，从而达到去除重金属离子目的。
1.2电解法
电解法用于重金属离子的净化是一种相对成熟的废水净化处理技术[3]，不仅污泥的生成量能有效的减少，而且能高效地回收某些贵金属。其基本原理是电解过程中，氧化和还原反应分别在阳、阴两极上发生，有害物质在氧化还原作用下转化为无毒无害物质，实现废水的净化。电解法技术去除率高、可回收所沉淀的重金属加以资源优化，二次污染情况少、处理过程中所使用的化学试剂量少；常温常压下，操作管理简便；废水中污染物的浓度发生波动时，通过电流电压的调整，可保证出水水质的稳定；整套装置的占地面积不大，有效节省空间。
1.3氧化还原法
废水中的重金属离子在氧化还原作用下生成无毒无害的新物质，其实质是在氧化还原过程中，无机物元素的原子或离子在失去或得到电子的过程中会导致元素化合价的变化，是用于治理电镀废水的最早方法之一[4]，此法原理简单、操作好掌握、λ量和高浓度废水的冲击承受大。一般根据还原剂的种类可以分为naHSo3法、FeSo4法、So2法、铁屑法等。
1.4膜分离新型处理技术
该技术可以在分子水平上，利用混合物分子具有不同粒径的特征，在通过半透膜时可实现选择性分离，包括电渗析滤膜、反渗透滤膜、萃取滤膜、超过滤滤膜等。电镀工业废水经过膜分离处理后的废水组成稳定，并可回槽使用。膜分离废水净化技术是近年来发展最迅速的高新技术，分离效率高、分离过程中不会发生相变且不会化学反应、分离器体积小、低能耗和方便操作等，广泛应用于物质的分离与浓缩，具有广阔的发展前景，在废水处理中已受到特别的青睐[5]。
1.5高效离子交换法
离子交换处理法是利用离子交换树脂、沸石等交换剂分离废水中有害金属离子的方法。离子交换树脂主要有凝胶型和大孔型两种，前者有选择换功能，后者制造很复杂、高成本、再生剂耗量大。交换剂将自身所带的能自由移动的离子通过与被处理的溶液中的离子进行交换来实现净化目的。离子间的浓度差和功能基对离子的亲和能力是离子交换的推动力，多数情况下交换剂的离子是先被吸附，再被交换，具有吸附、交换的双重作用[6]。
1.6生物净化处理技术
生物技术治理废水日益受到人们的关注，根据净化机理的不同，可分为絮凝法、吸附法、化学法以及植物修复法。利用微生物或其产生的代谢物来实现絮凝沉淀；利用生物体本身的特殊化学结构及特性成分来吸附水中的金属离子，最后通过固液两相分离去除金属离子的方法也广受关注[7]。
1.7吸附净化处理法
重金属离子可利用吸附剂的独特结构特点来除去，常用吸附剂有活性炭、腐植酸、海泡石、壳聚糖树脂等。该法要求对水进行预处理，因为吸附剂自身的价格一般较昂贵，所以主要用于微量污染物的净化处理，也常用于从高浓度的废水中吸附某些有用的特定物质以达到资源回收和治理的目的。目前，应用于工业废水处理的吸附剂主要有活性炭和生物吸附剂。一些尚处于实验室模拟阶段的吸附剂有粘土类、高分子、利用废弃物制备的吸附剂和复合吸附剂等。其中活性炭可用于净化去除大多数的重金属和有机分子，具有较强的吸附能力，但由于其使用成本相对昂贵、复杂的工艺操作和运行管理，因而很多地区难以得到广泛的应用。绝大部分吸附剂可能存在吸附效率低，产生二次污染无法解决等问题。介孔材料经过功能化处理后，特殊的功能基团对重金属的吸附能力强，还可以选择性地吸附水中重金属离子，并且在适当条件下可以进行再生，实现吸附材料的重复使用，并且吸附效果仍然非常可观[8]。
2重金属净化处理方法的缺点
化学沉淀法处理金属离子废水往往出水浓度达不到要求，沉淀剂的使用工艺和操作的环境条件等方方面面都会影响出水质量，产生的沉淀物需作进一步处理，否则容易造成二次污染。电化学法在运行过程中的电耗和电极金属会产生大的消耗量，沉淀物质分离出来后不能够直接处理利用，整体操作成本较高。氧化还原法需要加入特定的氧化剂或者还原剂，不可避免会导致处理废水的成本大大升高，不同的有害物质还必须采用特定的试剂来处理，反应后的废液的后处理也不是件简单的事情。膜分离法虽然处理金属离子的效率高，但是膜材料的生产和预处理成本也很高，特别是膜组件价格贵，膜容易受污损等等问题制约了膜分离技术在废水处理领域的广泛应用。离子交换法在处理金属离子废水的过程中难免会产生过量的再生废液，处理周期长，耗盐量也蛮大，排出大量含盐废水特别容易引起输送管道的腐蚀。离子交换树脂使用过程中容易受到多种有机物的干扰和污染，当溶液中含有多种不同元素的离子时，缺乏普遍适用性。生物吸附材料能够对重金属离子进行有效地吸附，但是目前研究发现，具备高吸附容量，而且能够选择性吸附的廉价生物材料很稀缺，真正实现市场化还需要进一步的深入研究和不断探索。
3介孔材料用于重金傥附处理的研究趋势
介孔功能吸附材料在金属离子净化处理的研究中发现，操作简单、具有吸附容量高、选择吸附性，能够反复使用等特点，对于它的研究比较多[9-20]，这些优点将可望成为处理重金属离子污染的有效解决途径。介孔材料在水处理方面也有一些问题还没有解决，比如功能化介孔材料对指定的特殊重金属离子的吸附，介孔材料功能化的工艺参数，如接枝基团的种类和数量等的控制，介孔材料对重金属离子的吸附机理的研究也不透彻。介孔材料吸附重金属离子后的再生材料吸附效率也是一个研究的方向。从操作和经济可行性方面考虑，介孔材料今后的发展趋势或者目标有：1）吸附和脱附速度快；2）生产成本低，能够重复使用；3）有一定的理想粒度，形状和机械强度，能够在连续流系统中应用；4）具有对重金属离子的选择吸附性；5）脱吸附后吸附剂的损失量小，经济上可行。
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处理重金属废水的方法篇2
关键字：污水处理系统;重金属;废水处理工艺;设计研究
abstract:inrecentyearsinthegeneralattention,heavymetalwastewatertreatment.withthedevelopmentoftechnology,heavymetalwastewatertreatmentprocesstechnologyhasmadegreatprogress,fromthetraditionalprecipitation,chemicalmethod,adsorptiontomodernmicrobialprocessingtechnology,reverseosmosistechnology,etc.thetraditionalmanagementofheavymetalsinthemethodofthewastewater,theheavymetalwastefromjustmovedtootherhavetomedium,notradicallyputanendtothepollutionproblemoftheheavymetal.thispaperdiscussestheprincipleofheavymetalprocess,advantagesanddisadvantagesanditsapplicationdirectionstudiedanddiscussed.
Keyword:sewagetreatmentsystem;Heavymetal;wastewatertreatmentprocesses;Designresearch
中图分类号：[R123.3]文献标识码：a文章编号：
引言
重金属废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。20世纪60年代震惊世界的日本公害病──水俣病和痛痛病，就是分别由含汞废水和含镉废水污染环境造成的。因此，各国对重金属废水的治理都十分重视。
1.水污染现状
水是一种宝贵的自然资源，随着工农业的迅速发展和人们生活水平的不断提高，对水资源的要求，无论是从质而言，还是从量而言，都有了更高的标准。水并非是取之不尽，用之不竭的天然资源，它是有限资源，对于缺水地区来说，水就更加宝贵了，防止水污染，保护水环境，目前已引起广泛共识。
水污染是指水体因外界某种物质的介入，导致原有质量特性发生改变，从而影响了原有的功能和利用价值，甚至危害人体健康，破坏生态环境。人类社会为了满足生活及生产的需求，要从各种自然水体中取用大量的水，这些水被利用后，即产生生活污水和工业废水，并最终又排入天然水体，这样就构成了一个用水的循环。
2.处理特点和基本原则
废水中的重金属是各种常用方法不能分解破坏的，而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理和化学形态。例如，经化学沉淀处理后，废水中的重金属从溶解的离子状态转变成难溶性化合物而沉淀下来，从水中转移到污泥中；经离子交换处理后，废水中的金属离子转移到离子交换树脂上；经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。总之，重金属废水经处理后形成两种产物，一是基本上脱除了重金属的处理水，一是重金属的浓缩产物。重金属浓度低于排放标准的处理水可以排放；如果符合生产工艺用水要求，最好回用。浓缩产物中的重金属大都有使用价值，应尽量回收利用；没有回收价值的，要加以无害化处理。
重金属废水的治理，必须采用综合措施。首先，最根本的是改革生产工艺，不用或少用毒性大的重金属；其次是在使用重金属的生产过程中采用合理的工艺流程和完善的生产设备，实行科学的生产管理和运行操作，减少重金属的耗用量和随废水的流失量；在此基础上对数量少、浓度低的废水进行有效的处理。重金属废水应当在产生地点就地处理，不同其他废水混合，以免使处理复杂化。更不应当不经处理直接排入城市下水道，同城市污水混合进入污水处理厂。如果用含有重金属的污泥和废水作为肥料和灌溉农田，会使土壤受污染，造成重金属在农作物中积蓄。在农作物中富集系数最高的重金属是镉、镍和锌，而在水生生物中富集系数最高的重金属是汞、锌等。
3.处理方法可分为两类：
3.1使废水中呈溶解状态的重金属转变成不溶的重金属化合物或元素，经沉淀和上浮从废水中去除，可应用中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分离法、离子浮选法、电解沉淀或电解上浮法、隔膜电解法等；
3.2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，可应用反渗透法、电渗析法、蒸发法、离子交换法等。第一类方法特别是中和沉淀法、硫化物沉淀法和电解沉淀法应用最广。从重金属废水回用的角度看，第二类方法比第一类优越，因为用第二类方法处理，重金属是以原状浓缩，不添加任何化学药剂，可直接回用于生产过程。而用第一类方法，重金属要借助于多次使用的化学药剂，经过多次的化学形态的转化才能回收利用。一些重金属废水如电镀漂洗水用第二类方法回收，也容易实现闭路循环。但是第二类方法受到经济和技术上的一些限制，目前还不适于处理大流量的工业废水如矿冶废水。这类废水仍以化学沉淀为主要处理方法（见废水化学处理法），并沿着有利于回收重金属的方向改进。
4重金属废水处理发展趋势及展望
4.1生物法将成为主导方法虽然化学法、物理化学法、生物法都可以治理和回收废水中的重金属，但由于生物法处理重金属废水成本低、效益高、易管理、无二次污染、有利于生态环境的改善。另外，通过基因工程、分子生物学等技术应用，可使生物具有更强的吸附、絮凝、整治修复能力。因此生物法具有更加广阔的发展前景。
4.2几种技术集成起来处理重金属废水重金属废水是一种资源，许多重金属都比较昂贵。如果将废水中的重金属作为一种资源来回收，不但解决了重金属的污染，而且还具有一定的经济效益。电化学法就可以满足这些要求处理重金属废水，但由于废水中重金属的浓度一般较低，用传统的电化学法来处理，电流效率较低，电能消耗较高。因此，为满足日益严格的环保要求，实现废水回用和重金属回收,可将几种技术集成起来处理重金属废水，同时发挥各种技术的长处。tungChung-Ching等[19]集成采用胶束增强超滤法去除水溶液中的铜离子取得了显著效果。张永锋[20]采用络合-超滤-电解集成技术处理重金属废水，超滤的浓缩液可通过电解回收重金属，从而实现废水回用和重金属回收的双重目的，为重金属废水的根治找到了新的出路。
5.重金属浓缩产物的无害化处理
重金属废水经处理形成的浓缩产物，如因技术、经济等原因不能回收利用，或者经回收处理后仍有较高浓度的金属物未达到排放标准时，不能任意弃置，而应进行无害化处理。常用方法是不溶化和固化处理，就是将污泥等容易溶出重金属的废物同一些重金属的不溶化剂、固定剂等混合，使其中的重金属转变成难溶解的化合物，并且加入如水泥、沥青等胶结剂，将废物制成形状有规则、有一定强度、重金属浸出率很低的固体；还可用烧结法将重金属污泥制成不溶性固体。
6结束语
我们应该充分利用自然界中的微生物与植物的协同净化作用，并辅之以物理或化学方法，寻找净化重金属的有效途径。对重金属的污染源头进行严格的控制和监督，利用物理和化学的办法处理好源头的含较高浓度的重金属废水，不让高含量的重金属废水进入城市排水管网。这样可以减少治理成本，又减轻了二级污水厂的处理难度，取得较好的经济效益和环境效益。在已建成的环境治理项目中，可以考虑进行对重金属处理的改进和改造以达到对相应重金属的处理，而在有必要进行重金属处理的未建成环境治理项目，应该在立项时即考虑对重金属的去除，以达到更好的治理污染，修复环境的目的。
参考文献
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处理重金属废水的方法篇3
关键词：电镀重金属废水治理技术
概述
电镀是利用化学和电化学方法在金属或在其它材料表面镀上各种金属。电镀技术广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业。
电镀废水的成分非常复杂，除含氰(Cn-)废水和酸碱废水外，重金属废水是电镀业潜在危害性极大的废水类别。根据重金属废水中所含重金属元素进行分类，一般可以分为含铬(Cr)废水、含镍(ni)废水、含镉(Cd)废水、含铜(Cu)废水、含锌(Zn)废水、含金(au)废水、含银(ag)废水等。电镀废水的治理在国内外普遍受到重视，研制出多种治理技术，通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少重金属的排放量。随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高，目前，电镀废水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段，资源回收利用和闭路循环是发展的主流方向。
1电镀重金属废水治理技术的现状
1.1化学沉淀
化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法，包括中和沉法和硫化物沉淀法等。
1.1.1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形式加以分离。中和沉淀法操作简单，是常用的处理废水方法。实践证明在操作中需要注意以下几点[1]：(1)中和沉淀后，废水中若pH值高，需要中和处理后才可排放；(2)废水中常常有多种重金属共存，当废水中含有Zn、pb、Sn、al等两性金属时，pH值偏高，可能有再溶解倾向，因此要严格控制pH值，实行分段沉淀；(3)废水中有些阴离子如：卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物，因此要在中和之前需经过预处理；(4)有些颗粒小，不易沉淀，则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。
1.1.2硫化物沉淀法
加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀除去的方法。与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的优点是：重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低，而且反应的pH值在7—9之间，处理后的废水一般不用中和。硫化物沉淀法的缺点是[2]：硫化物沉淀物颗粒小，易形成胶体；硫化物沉淀剂本身在水中残留，遇酸生成硫化氢气体，产生二次污染。为了防止二次污染问题，英国学者研究出了改进的硫化物沉淀法，即在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子(该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高)。由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解，这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来，同时防止有害气体硫化氢生成和硫化物离子残留问题。
1.2氧化还原处理
1.2.1化学还原法
电镀废水中的Cr主要以Cr6+离子形态存在，因此向废水中投加还原剂将Cr6+还原成微毒的Cr3+后，投加石灰或naoH产生Cr(oH)3沉淀分离去除。化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一，在我国有着广泛的应用，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。
应用化学还原法处理含Cr废水，碱化时一般用石灰，但废渣多；用naoH或na2Co3，则污泥少，但药剂费用高，处理成本大，这是化学还原法的缺点。
1.2.2铁氧体法
铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。在含Cr废水中加入过量的FeSo4，使Cr6+还原成Cr3+，Fe2+氧化成Fe3+，调节pH值至8左右，使Fe离子和Cr离子产生氢氧化物沉淀。通入空气搅拌并加入氢氧化物不断反应，形成铬铁氧体。其典型工艺有间歇式和连续式。铁氧体法形成的污泥化学稳定性高，易于固液分离和脱水。铁氧体法除能处理含Cr废水外，特别适用于含重金属离子的电镀混合废水。我国应用铁氧体法已经有几十年历史，处理后的废水能达到排放标准，在国内电镀工业中应用较多。
铁氧体法具有设备简单、投资少、操作简便、不产生二次污染等优点。但在形成铁氧体过程中需要加热(约70oC)，能耗较高，处理后盐度高，而且有不能处理含Hg和络合物废水的缺点。
1.2.3电解法
电解法处理含Cr废水在我国已经有二十多年的历史，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。大约有30多种废水溶液中的金属离子可进行电沉积。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，已应用于废水的治理。不过电解法成本比较高，一般经浓缩后再电解经济效益较好。
近年来，电解法迅速发展，并对铁屑内电解进行了深入研究，利用铁屑内电解原理研制的动态废水处理装置对重金属离子有很好的去除效果。
另外，高压脉冲电凝系统(HighVoltageelectrocagulationSystem)为当今世界新一代电化学水处理设备，对表面处理、涂装废水以及电镀混合废水中的Cr、Zn、ni、Cu、Cd、Cn-等污染物有显著的治理效果。高压脉冲电凝法比传统电解法电流效率提高20%—30%；电解时间缩短30%—40%；节省电能达到30%—40%；污泥产生量少；对重金属去除率可达96%一99%[3]。
1.3溶剂萃取分离
溶剂萃取法[4]是分离和净化物质常用的方法。由于液一液接触，可连续操作，分离效果较好。使用这种方法时，要选择有较高选择性的萃取剂，废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在，例如在酸性条件下，与萃取剂发生络合反应，从水相被萃取到有机相，然后在碱性条件下被反萃取到水相，使溶剂再生以循环利用。这就要求在萃取操作时注意选择水相酸度。尽管萃取法有较大优越性，然而溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大，使这种方法存在一定局限性，应用受到很大的限制。
1.4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。利用吸附法处理电镀重金属废水的吸附剂有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖树脂等。活性炭装备简单，在废水治理中应用广泛，但活性炭再生效率低，处理水质很难达到回用要求，一般用于电镀废水的预处理。腐植酸类物质是比较廉价的吸附剂，把腐植酸做成腐植酸树脂用以处理含Cr、含ni废水已有成功经验。有相关研究表明，壳聚糖及其衍生物是重金属离子的良好吸附剂，壳聚糖树脂交联后，可重复使用10次，吸附容量没有明显降低[5]。利用改性的海泡石治理重金属废水对pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力，处理后废水中重金属含量显著低于污水综合排放标准。另有文献报道蒙脱石也是一种性能良好的粘土矿物吸附剂，铝锆柱撑蒙脱石在酸性条件下对Cr6+的去除率达到99%，出水中Cr6+含量低于国家排放标准，具有实际应用前暑[6]。
1.5膜分离技术
膜分离法是利用高分子所具有的选择性来进行物质分离的技术，包括电渗析、反渗透、膜萃取、超过滤等。用电渗析法处理电镀工业废水，处理后废水组成不变，有利于回槽使用。含Cu2+、ni2+、Zn2+、Cr6+等金属离子废水都适宜用电渗析处理，已有成套设备。反渗透法已大规模用于镀Zn、ni、Cr漂洗水和混合重金属废水处理。采用反渗透法处理电镀废水，已处理水可以回用，实现闭路循环。液膜法治理电镀废水的研究报道很多，有些领域液膜法已由基础理论研究进入到初步工业应用阶段，如我国和奥地利均用乳状液膜技术处理含Zn废水，此外也应用于镀au废液处理中[7]。膜萃取技术是一种高效、无二次污染的分离技术，该项技术在金属萃取方面有很大进展。
1.6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有害物质的方法，应用的离子交换剂有离子交换树脂、沸石等等，离子交换树脂有凝胶型和大孔型。前者有选择性，后者制造复杂、成本高、再生剂耗量大，因而在应用上受到很大限制。离子交换是靠交换剂自身所带的能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子通过离子交换来实现的。推动离子交换的动力是离子间浓度差和交换剂上的功能基对离子的亲和能力，多数情况下离子是先被吸附，再被交换，离子交换剂具有吸附、交换双重作用。这种材料的应用越来越多，如膨润土[11]，它是以蒙脱石为主要成分的粘土，具有吸水膨胀性好、比表面积大、较强的吸附能力和离子交换能力，若经改良后其吸附及离子交换的能力更强。但是却较难再生，天然沸石在对重金属废水的处理方面比膨润土具有更大的优点：沸石[9]是含网架结构的铝硅酸盐矿物，其内部多孔，比表面积大，具有独特的吸附和离子交换能力。研究表明[10]，沸石从废水中去除重金属离子的机理，多数情况下是吸附和离子交换双重作用，随流速增加，离子交换将取代吸附作用占主要地位。若用naCl对天然沸石进行预处理可提高吸附和离子交换能力。通过吸附和离子交换再生过程，废水中重金属离子浓度可浓缩提高30倍。沸石去除铜，在naCl再生过程中，去除率达97%以上，可多次吸附交换，再生循环，而且对铜的去除率并不降低。
1.7生物处理技术
由于传统治理方法有成本高、操作复杂、对于大流量低浓度的有害污染难处理等缺点，经过多年的探索和研究，生物治理技术日益受到人们的重视。随着耐重金属毒性微生物的研究进展，采用生物技术处理电镀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。
1.7.1生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外，具有絮凝活性的代谢物。一般由多糖、蛋白质、Dna、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成，分子中含有多种官能团，能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。至目前为止，对重金属有絮凝作用的约有十几个品种，生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu2+、Hg2+、ag+、au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来。应用微生物絮凝法处理废水安全方便无毒、不产生二次污染、絮凝效果好，且生长快、易于实现工业化等特点。此外，微生物可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有广阔的应用前景。
1.7.2生物吸附法
生物吸附法是利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子，再通过固液两相分离去除水溶液中的金属离子的方法。利用胞外聚合物分离金属离子，有些细菌在生长过程中释放的蛋白质，能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除。生物吸附剂具有来源广、价格低、吸附能力强、易于分离回收重金属等特点，已经被广泛应用。
1.7.3生物化学法
生物化学法指通过微生物处理含重金属废水，将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。硫酸盐生物还原法是一种典型生物化学法。该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用，将硫酸盐还原成H2S，废水中的重金属离子可以和所产生的H2S反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而被去除，同时H2So4的还原作用可将So42-转化为S2-而使废水的pH值升高。因许多重金属离子氢氧化物的离子积很小而沉淀。有关研究表明，生物化学法处理含Cr6+浓度为30—40mg/L的废水去除率可达99.67%—99.97%[11]。有人还利用家畜粪便厌氧消化污泥进行矿山酸性废水重金属离子的处理，结果表明该方法能有效去除废水中的重金属。赵晓红等人[12]用脱硫肠杆菌(SRV)去除电镀废水中的铜离子，在铜质量浓度为246.8mg/L的溶液，当pH为4.0时，去除率达99.12%。
1.7.4植物修复法[13]
植物修复法是指利用高等植物通过吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金属含量，以达到治理污染、修复环境的目的。植物修复法是利用生态工程治理环境的一种有效方法，它是生物技术处理企业废水的一种延伸。利用植物处理重金属，主要有三部分组成：（1）利用金属积累植物或超积累植物从废水中吸取、沉淀或富集有毒金属；（2）利用金属积累植物或超积累植物降低有毒金属活性，从而可减少重金属被淋滤到地下或通过空气载体扩散：（3）利用金属积累植物或超积累植物将土壤中或水中的重金属萃取出来，富集并输送到植物根部可收割部分和植物地上枝条部分。通过收获或移去已积累和富集了重金属植物的枝条，降低土壤或水体中的重金属浓度。在植物修复技术中能利用的植物有藻类、草本植物、木本植物等。
藻类净化重金属废水的能力，主要表现在对重金属具有很强的吸附力[14]，利用藻类去除重金属离子的研究已有大量报道[15]。褐藻对au的吸收量达400mg/g，在一定条件下绿藻对Cu、pb、La、Cd、Hg等重金属离子的去除率达80%—90%，马尾藻、鼠尾藻对重金属的吸附虽然不及绿海藻，但仍具有较好的去除能力。
草本植物净化重金属废水的应用已有很多报道。凤眼莲是国际上公认和常用的一种治理污染的水生漂浮植物，它具有生长迅速，既能耐低温、又能耐高温的特点，能迅速、大量地富集废水中Cd、pb、Hg、ni、ag、Co、Cr等多种重金属。有关研究发现[16]凤眼莲对钴和锌的吸收率分别高达97%和80%。此外，还有很多草本植物具有净化作用，如喜莲子草、水龙、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。
木本植物具有处理量大、净化效果好、受气候影响小、不易造成二次污染等等优点，受到人们广泛关注。同时对土壤中Cd、Hg等有较强的吸附积累作用，由胡焕斌等[17]试验结果表明：芦苇和池杉对重金属pb和Cd都有较强富集能力。
转贴于2电镀重金属废水治理技术展望
随着全球可持续发展战略的实施，循环经济和清洁生产技术越来越受到人们关注。电镀重金属废水治理从末端治理已向清洁生产工艺、物质循环利用、废水回用等综合防治阶段发展。未来电镀重金属废水治理将突出以下几个方面：
(1)贯彻循环经济、重视清洁生产技术的开发与应用；提高电镀物质、资源的转化率和循环使用率；从源头上削减重金属污染物的产生量，并采用全过程控制、结合废水综合治理、最终实现废水零排放。
(2)电镀重金属废水的处理技术很多，其中生物技术是具有较大发展潜力的技术，具有成本低、效益高、不造成二次污染等优点。随着基因工程、分子生物学等技术的发展和应用，具有高效、耐毒性的菌种不断培育成功，为生物技术的广泛应用提供了有利条件。对于已经污染的、范围大的外环境，可采用植物修复技术治理，在治污的同时，不仅美化了环境，还可以获得一定的经济效益。
(3)综合一体化技术是未来电镀废水治理技术的热点。电镀废水种类繁多，各种电镀工艺差异很大，仅使用一种废水治理方法往往有其局限性，达不到理想的效果。因此，综合多种治理技术特点的一体化技术应运而生。
3结束语
综上所述，虽然化学法、物理化学法、生物化学法都可以治理和回收废水中的重金属，但通过生物化学法处理重金属污水成本低、效益高、容易管理、不给环境造成二次污染、有利于生态环境的改善。但生物化学法也有一定的局限性，无论是植物还是微生物，一般都具有选择性，只吸取或吸附一种或几种金属，有的在重金属浓度较高时会导致中毒，从而限制其应用。尽管如此生物化学法的研究和发展仍有广阔前景，许多学者通过基因工程、分子生物学等技术应用，使生物具有更强的吸附、絮凝、整治修复能力。我们应该充分利用自然界中的微生物与植物的协同净化作用，并辅之以物理或化学方法，寻找净化重金属的有效途径。
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处理重金属废水的方法篇4
[关键词]重金属工业污染离子交换电解吸附
中图分类号：X75；tQ170.9文献标识码：a
一、引言
随着社会的不断发展，人们比以往任何时候都更加崇尚工业与自然环境的和谐发展，这种理念已不断渗透到各学科之中，在治理污染技术的开发上也应该寻求这种绿色产业。充分发挥自然界的天然自净化功能，是在污染治理与环境修复领域开发绿色环保技术的体现，更是完整地利用天然自净化功能的反应。本文阐述了重金属的危害、来源及其存在形式，并重点论述了处理重金属污染物的方法。
二、废水中重金属污染物的来源
1.铅的来源。铅常被用作原料应用于蓄电池、电镀、颜料、橡胶、农药、燃料等制造业。铅板制作工艺中排放的酸性废水(pH
2.镉的来源。镉是一种灰白色的金属，自然界中主要以二价形式存在。镉电镀可以为钢、铁等提供一种抗腐蚀性的保护层，具有吸附性好且镀层均匀光洁等特点，因此工业上90%的福用于电镀、颜料、塑料稳定剂、合金及电池等行业，含镉废水的来源还包括金属矿山的采选、冶炼、电解、农药、医药、电镀、纺织印染等行业的生产过程中。
3.镍的来源。废水中镍的来源废水中的镍主要以二价离子存在，比如硫酸镍、硝酸镍以及与许多无机和有机络合物生成的镍盐。含镍废水的工业来源很多，其中主要是电镀业，此外，采矿、冶金、石油化工、纺织等工业，以及钢铁厂、印刷等行业排放的废水中也含有镍。
4.银的来源。常见银盐中唯一可溶的是硝酸银，也是废水中含银的主要成分。硝酸银广泛应用于无线电、化工、机器制造、陶瓷、照相、电镀以及油墨制造等行业，含银废水的主要来源是电镀业和照相业。
三、重金属污染物在环境中的存在形式
重金属污染物在大气、水、沉积物、土壤、植物等体系中均有分布，在不同体系中的存在形式不同。重金属在土壤中的存在形式、土壤重金属污染主要是由于使用污泥和污水灌溉造成的，污水中工业废水占60%～80%，且成分复杂，都不同程度含有生物难以降解的重金属。
1.重金属在水中的存在形式。近年来，中科院等对长江水环境中重金属的背景值进行了较深入的考察，结果表明河水中大部分元素主要以悬浮颗粒态存在，而溶解部分的重金属浓度较低，并且总量越是偏高的元素，以悬浮颗粒态存在的比例也越高。这一特征与区域条件有密切联系，当地理风化强烈时，悬浮质含量直接影响水环境中元素浓度分布。同时，化学风化微弱使元素难以释放，河水碱性偏低更使溶解态重金属浓度偏低。
2.重金属在沉积物中的存在形式。通过各种途径进入水环境的重金属，绝大部分随物理、化学、生物及物理化学作用的进行，迅速转移到沉积物中或通过悬浮物转移到沉积物中。沉积物中重金属赋存状态及特征为：pb主要趋向于同Fe/mn水合氧化物、碳酸盐相结合，Cu主要形成残渣相和有机质相，而Zn易同Fe/mn水合氧化物、碳酸盐相结合；pb、Zn以非残渣相为主要成分，Cu以残渣相为主要成分。
四、常用的重金属废水处理方法
重金属废水处理的方法有很多，可分为两大类：一类是使溶解性的重金属转变为不溶或者难溶的金属化合物，从而将其从水中除去。另一类是在不改变重金属化学形态的情况下进行浓缩分离，例如反渗透法、电渗析法、离子交换法、蒸发浓缩法等。
1.氢氧化物沉淀法。该方法是通过向重金属废水投加碱性沉淀剂(如石灰乳、碳酸钠液碱等)，使金属离子与轻基反应，生成难溶的金属氢氧化物沉淀，从而予以分离的方法。
2.硫化物沉淀法。该方法是通过向废水中投加硫化剂，使金属离子与硫化物反应，生成难溶的金属硫化物沉淀从而得以分离的方法。硫化剂可采用硫化钠、硫化氢或硫化亚铁等。此法的优点是生成的金属硫化物的溶解度比金属氢氧化物的溶解度小，处理效果比氢氧化物沉淀更好，而且残渣量少，含水率低，便于回收有用金属。缺点是硫化物价格高。
3.还原法。该方法是通过向废水中投加还原剂，使金属离子还原为金属或低价金属离子，再投加石灰使其成为金属氢氧化物沉淀从而得以分离的方法。还原法可用于铜、汞等金属离子的回收，常用于含铅废水的处理。
4.离子交换法。离子交换法是利用离于交换剂的交换基团，与废水中的金属离子进行交换反应，将金属离子置换到交换剂上予以除去的方法。用离子交换法处理重金属废水，如Cu2+、Zn2+、Cd2+等，可以采用阳离子交换树脂；而以阴离子形式存在的金属离子络合物或酸根(HgCl2-、Cr2o72等)，则需用阴离子交换树脂予以除去。
5.铁氧体法。铁氧体是由铁离子、氧离子以及其它金属离子所组成的氧化物，是一种具有铁磁性的半导体。采用铁氧体法处理重金属废水是根据铁氧体的制造原理，利用铁氧体反应，把废水中的二价或三价金属离子，充填到铁氧体尖晶石的晶格中去，从而得到沉淀分离的方法。
6.电解法。电解法是利用电极与重金属离子发生电化学作用而消除其毒性的方法。按照阳极类型不同，将电解法分为电解沉淀法和回收重金属电解法两类。电解法设备简单、占地小、操作管理方便、而且可以回收有价金属。但电耗大、出水水质差、废水处理量小。
7.膜分离方法。该方法是利用一种特殊的半透膜，在外界压力的作用下，在不改变溶液中化学形态的基础上，将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法。膜分离法包括反渗透法、电渗析法、扩散渗折法、液膜法和超滤法等。
8.吸附法。该方法是利用吸附剂将废水中的重金属离子除去的方法。吸附法由于占地面积小、工艺简单、操作方便、无二次污染，特别适用于处理含低浓度金属离子的废水。
五、结语
重金属的污染问题已成为今世界各国共同关注的问题，国内外对重金属的处理方面的研究正在全面进行中。我国也在这方面取得了瞩目的成绩。
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处理重金属废水的方法篇5
关键词：电镀废水传统方法CZB矿物法新流程
前言
电镀是利用化学和电化学方法在金属或在其它材料表面镀上各种金属。电镀技术广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业。
电镀废水的成分非常复杂，除含氰(Cn-)废水和酸碱废水外，重金属废水是电镀业潜在危害性极大的废水类别。根据重金属废水中所含重金属元素进行分类，一般可以分为含铬(Cr)废水、含镍(ni)废水、含镉(Cd)废水、含铜(Cu)废水、含锌(Zn)废水、含金(au)废水、含银(ag)废水等。电镀废水的治理在国内外普遍受到重视，研制出多种治理技术，通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少重金属的排放量。随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高，目前，电镀废水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段，资源回收利用和闭路循环是发展的主流方向。
1电镀重金属废水治理技术的现状
针对我国家目前电镀行业废水的处理现状的统计和调查，广泛采用的主要有7不同分类的方法：（1）化学沉淀法，又分为中和沉淀法和硫化物沉淀法。（2）氧化还原处理，分为化学还原法、铁氧体法和电解法。（3）溶剂萃取分离法。（4）吸附法。（5）膜分离技术。（6）离子交换法。（7）生物处理技术，包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法、植物修复法。但目前都存在一定的弊端或严重的不合理性。
2传统电镀废水处理方法的弊端
目前电镀废水的处理方法一般采用物化法之分流—综合两段处理。前段处理多分三支水：铬水、氰水和综合水（铜镍锌水）。铬水用还原剂使之变价还原，氰水用两级氧化破氰，铜镍锌水直接与前两股水汇合而成为综合水。后段处理综合水，基本上是用碱（烧碱或石灰）、聚合氯化铝（paC）和有机絮凝剂（pam），具体操作是：把综合水的pH值提到10~13，碱浓度大而迫使碱与重金属的反应向生成氢氧化物的方向进行。由于pH>9,排放口又得用酸中和使pH值降到9以下。
上述乃传统的处理工艺，存在许多严重的理论与实践上的错误：1、前处理三支污水的划分，不符合生产实际，因为不论那支水中都是你中有我、我中有你，只不过是铬水以铬为主、氰水以氰为主、铜镍锌三合水以3元素居多。这些实际情况，我们是在废水处理的实践中发现的，几乎所有企业的电镀废水都是如此。我们询问过电镀厂的有关人员，其实他们能把这一现象的成因说得非常清楚，奇怪的是污水管理部门竟把分流—综合两段处理作为不能违反的规范性模式。由于第二段处理的污水中各种污染物都存在，怎么可能用简单的处理药剂和方法就可使终端水达标排放呢？2、许多专门论述中都会提到，氰水要分开处理是因为氰在酸液中会生成毒性极强的HCn（氰酸），它的挥发势必造成人的中毒。这在理论上是成立的，确实要十分注意。不过，我们发现多数氰水本身就是pH<6的液体,如果要挥发就可能在车间,而不会流到污水池再挥发。再说氰酸本身是液体，只不过是挥发温度低（26℃），那么外界温度<26℃时就不存在挥发问题了。3、人工强制以超碱使重金属生成氢氧化物沉淀在污泥中，这有不科学之处：（1）从化学反应原理上说，勿论在什么样的酸碱度条件下，都有个反应平衡，也就是说永远都不可达到水中不存在一定数量的重金属。（2）不同的重金属形成氢氧化物的最佳酸碱度（pH值）不尽相同，对某种重金属最适合的pH值范围，对另一些金属可能已是重新溶解的pH值条件。（3）由于二段处理是超碱除重金，最后的排放水也必然超碱，这就势必要在排放口向水中加酸，以求pH值达到排放标准。加酸的结果，那些尚未沉淀的微细的氢氧化物迅速发生分解，重金属又回到水中。4、由于分流—汇合两道污水处理，工程装置自然就比较复杂，从而造成工程建设投资大、时间长。
3CZB矿物法处理电镀废水
3.1CZB矿物法的概念
CZB矿物法是采用以纯天然矿物为原料，经过一定特殊工艺该性加工生产而成的专利产品nmSta天然矿物污水治理和矿粉CC，在再辅加某些助剂对电镀废水进行混合处理的一种方法。
3.2CZB矿物法的主要作用机理
由于该方法主要采用的是纯天然的矿物为主体原料，其所具有的特性有离子交换性、吸附性、化学转化性、催化性等。
3.3CZB矿物法的主要优势
该方法的主要优势如下：
1、彻底改变长期以来分流处理的传统工艺，把?水、氰水、综合水等混合起来进行处理，纠正了分流处理所存在的某些严重错误，弥补了传统工艺所存在的弊端。
2、经一段处理即可完全解决问题，改变了传统的两段处理模式。
3、由于上述两点，污水处理的工程装置大大简化，基建投资和工程建设时间大幅度减少。
4、传统的处理方法，从理论上分析是不可能达标的，大量的实践也证明了该工艺的确不能达到排放标准。若用矿物法处理电镀废水，从原理和实用上都表明了可以稳定地达标排放。
5、传统工艺处理电镀废水的药剂费用，主要被用于烧碱中和酸水，一般情况处理一吨
污水烧碱费就要10~15元，加上其他药剂，总药剂费多在15元以上。诚然，如果只求把废水澄清，那费用就很难有个标准了。应用矿物法，前提是达标排放。处理一吨废水药剂费大约4~9元之间。
3.4电镀废水处理流程示意图
3.4.1流程示意图
3.4.2流程说明
从车间出来的各种类型的废水在同一调节池进行混合调节，然后泵入第一反应池，还原剂用硫酸亚铁或其他还原剂均可，其用量比分流处理少1/3~1/2，具体用量视水质情况而定，反应完成后进入第二反应池，加nmSta天然矿物污水治理剂和CC矿粉（一部分起中和作用，可以节约大部分的碱，另外有去除重金属的作用）综合反应，可将废水的pH调节到5~6，该阶段一般要求不少于20min，再进入第三反应池，用碱将废水的pH调节到8~8.5，同时加入漂白水等氧化剂破氰，最后经沉淀池沉淀后排放。
4结论
经过长时间来的研究和实践，以及对理论上的探讨，结合目前的实际，我们在对各种工艺进行完全的比较（包括药剂的性价比、工程建设的投资、运营及管理等）之后，认为采用CZB矿物法处理电镀可以保证出水的水质达到国家一级排放标准。
该工艺目前还在进行更深入的研究和不断的完善之中。
5参考文献
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[3]翁国坚，李湘祁，烫德平，等。铝锆柱撑蒙脱石处理Cr6+废水的应用研究[J]。福州大学学报，2003，31(1)：116—119。
处理重金属废水的方法篇6
关键词：反渗透技术；废水处理；回用；应用原理分析
中图分类号：tQ028文献标识码：a
我国经济的发展，离不开我国工业的快速发展。工业的快速发展带给我国的不仅仅是经济的腾飞，还有对于环境的污染。目前我国工业生产过程中的废水排放以及处理问题是工业发展过程中的最大问题，也是我国环境保护工作遇到的重要问题。伴随着越来越严重的废水排放形势，我国政府以及工业企业要有决心进行处理。在工业废水中含有大量的重金属，例如我国矿山行业的开采工作；冶金行业的冶炼过程都能够产生大量的废水，废水中的大量重金属物质能够对我国的环境造成严重的破坏。要想有效地对工业废水进行处理以及回用，需要很多的条件以及办法。由于重金属废水中的金属含量以及分子结构不同，在处理的过程中需要进行区别处理和回用，这样就无形中加大了废水的处理难度。目前我国对于废水处理效果较好的处理方式就是反渗透技术。作为一项新型的废水处理技术能够在处理工业废水的同时保护环境，也避免了重金属离子的大量流失。因此反渗透废水处理技术在我国的废水处理工作中应用得较为广泛。下面就进行详细的论述以及阐析。
1.在废水处理过程中应用的反渗透废水处理技术的基本原理
目前我国在工业废水的处理过程中有很多的方法。例如离子交换以及化学等方法都能够对工业废水进行有效处理。但是由于在工业废水中存在大量的重金属离子，重金属离子的成分也非常复杂。因此在工业废水的实际处理过程中应用最为广泛的方法还是反渗透废水处理方法，这种方法在使用的过程中达到了应有的效果，受到了各个方面的肯定。
反渗透废水处理技术主要就是通过外作用力迫使废水中的溶剂通过反渗透半透膜执行过滤动作，这样就能够较为明显的将废水中的重金属离子进行隔离，隔离的重金属离子停留在半透膜的另一侧。在实施反渗透废水处理技术的过程中我们需要注意两点要求。第一个要求就是要使外界施加的外作用力大于并且远远大于废水溶液的渗透压力；第二个条件就是要在反渗透技术应用的过程中使用透水性能以及选择性能都非常优良的半透膜进行反渗透处理。通常情况下，参与反渗透废水处理的半透膜表面微孔必须小于一纳米这个基本要求尺寸，这样的尺寸才能够在反渗透废水处理的过程中隔离大部分的重金属离子。反渗透废水处理技术的核心原理就是通过渗透以及节流废水中的重金属离子来对金属离子进行相应的拆分以及辨别。因此我们在使用反渗透废水处理技术的过程中要对废水中重金属离子的各种价态有非常周全的考量，最大限度地实现反渗透废水处理技术的功能和作用。
反渗透废水处理技术最早出现在20世纪的70年代，当时只是通过反渗透技术来处理电镀废水，通过不断地发展和创新，反渗透废水处理技术已经开始在重金属废水中开始应用，并且取得了非常好的效果。需要注意的是反渗透废水处理技术在处理的过程中并不需要在废水中添加任何添加剂，同时也不需要其他的辅助技术来完成反渗透操作。正是由于反渗透废水技术上述的优点，才在日后的应用中取得了广泛的认可，并且达到了良好的废水处理效果。
2.在废水处理过程中反渗透废水处理技术的主要应用
2.1简述反渗透废水处理技术在电镀水处理过程中的应用。
在工业企业中，生产过程中会产生大量的电镀废水以及金属漂白水等工业废水，这些工业废水中含有大量的重金属离子，尤其是金属铬离子，铅离子以及镍离子的含量非常大，同时工业废水中还含有非常多的氯化物以及氰化物。上文提及反渗透废水处理技术最早就是应用在电镀工业废水的处理过程中。在处理电镀工业废水的过程中，最主要的就是要通过脱盐以及局部渗透的方式将电镀工业废水中的重金属离子进行隔离回收。尤其是电镀工业废水中的汞离子，汞离子含有剧毒，对于人们的身体健康有着非常大的危害，因此在工业废水的处理过程中我们首先就需要将电镀工业废水中的汞离子进行隔离回收。在反渗透废水处理中，对于重金属离子镍离子的回收处理处于环境保护的角度，还能够取得较好的经济效益。因此在处理过程中的工作效率更好。目前我国已经针对反渗透电镀废水处理技术有了一套非常完成的体系以及理论。在处理的过程中还可以辅助相应的处理工业，取得更好的处理效果。
2.2简述反渗透废水处理技术在其他重金属废水处理过程中的应用
在工业废水中，电镀废水的处理是非常关键的一项工作，但是还有其他的金属废水需要我们加大力度进行处理。冶金行业中的冶炼废水处理，采矿行业的采矿废水等等都需要我们采用反渗透废水处理技术进行相应的处理。在这些重金属离子的处理的过程中主要有两个目的，第一个是有效的工业废水回收能够对我国的环境起到保护作用；同时有效的废水处理能够有效地回收重金属离子作为他用，有一定的经济效益。应用反渗透废水处理技术能够分离95%以上的重金属离子并且回收，因此反渗透废水处理技术在重金属离子的处理以及回收过程中具有非常高的工作效率。
3.在废水处理过程中反渗透处理技术存在的主要问题
3.1简述反渗透废水处理技术在处理过程中的成本
随着反渗透技术在重金属废水处理中的应用，我们还必需要考虑的一个问题是反渗透技术的成本问题。反渗透技术中非常关键的一个环节就是反渗透膜的选择，渗透膜的选择对于反渗透技术的运用有非常关键的影响作用。在反渗透膜的种类上，现在市场上已经研发出了几百种，而且价格也高低不等。不同的渗透膜在废水处理过程中的污染去除能力，以及自身抗污染能力都是不一样的。所以尽管对于重金属废水的反渗透技术处理效果非常令人满意，但必须认识到的一点是它的价格也是比较昂贵的。
3.2简述反渗透废水处理技术的预处理问题
在对重金属废水的处理过程中，合理地运用预处理的方法可以提高渗透膜的使用寿命，从而降低因更换渗透膜而带来的成本。在反渗透技术处理过程中，非常关键的一个技术要点是要保证处理时进水的水质必须要符合要求，否则很快会造成渗透膜的污染，这会严重影响渗透技术的处理效果，并对渗透膜的使用寿命也造成严重影响。所以在处理重金属废水过程中，合理进行预处理可以有效提高渗透膜的渗透率，从而提高对重金属废水的处理效果。
⒖嘉南
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处理重金属废水的方法篇7
关键词：酸性镀铜；光亮镀镍；膜分离；反渗透
电镀生产中产生大量镀镍、铬、铜等重金属废水。重金属在环境中只能改变其形态或被转移、稀释、积累，不能被去除或降解[1]，有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质。若直接排入河流，不但造成水质污染，还将进一步污染底泥、土壤和地下水，造成永久性污染[2]，并通过食物链富集，生态修复的代价无法估量。各国均对重金属废水制定了严格的排放标准。
同时，许多重金属都较昂贵，直接排掉浪费了大量重金属资源。因此最大程度削减重金属向水体排放才是治本之策。我国重金属废水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段，资源回收和闭路循环成为重金属污染治理发展的主流方向。
1项目来源
目前对电镀重金属废水的处置方法主要包括化学沉淀法、离子交换法、电解法、吸附法、溶剂萃取法、生物法等[3]。
这些工艺普遍存在加药量大、运行费用高、分离不彻底、出水水质差、残渣不稳定、回收贵金属难、不适用高浓度重金属废水、操作较复杂等缺陷[4]，如：化学沉淀法受沉淀剂和环境条件的影响，沉淀与水分离时间长，分离不够彻底，出水水质不能稳定达到要求。电解法不能使水中的重金属离子浓度降到很低。离子交换法不适用于处理重金属离子浓度较高的废水。溶剂萃取法中，溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大，使该法的应用受到很大限制。吸附法处理高浓度重金属废水，再生过于频繁，手续繁杂，成本较高。生物法不适宜处理较高浓度重金属废水。且上述工艺大多是污染物质的转移，会造成二次污染[5]。急需一种成本低、操作简易、无二次污染、可回收金属的新工艺。
我司承担了部级科技项目，笔者进行了重金属废水处理技术、工艺、产品研发以及废水资源化技术等一系列研究。
2处理工艺选择
膜分离法是极具前途的废水处理及资源化技术，在电镀废水处理领域得到广泛应用[6]。其中反渗透（Ro）的独到之处在于分离浓缩过程仅仅借助于一定压力下的半透膜作用，不消耗化学药品，不产生废渣，无相变，经济、简便、无二次污染。
反渗透技术用来处理电镀重金属废水，设备紧凑，易实现自动化，可以回收清水和贵金属，适用于封闭循环无排放系统[7]，在除去重金属离子的同时，还可能去除污水中其他有害物质[8]。因此，笔者选择Ro工艺分离镀铜、镀镍废水。
电镀逆流漂洗技术即清洗水流方向与镀件移动方向相反的漂洗过程，是一种从改革漂洗工序着手、进行事先预防的主动式电镀污染防治措施，能节约漂洗水量。自美国学者J.s.Kushner于1971年提出逆流漂洗计算方法以来，受到各国电镀同行和环保同行的普遍注意。其中，第i级清洗槽含有较高的重金属离子。
电镀件从镀槽提出，镀件上有带出的镀液。经过多级清洗槽进行清洗，各级清洗槽废水浓度依次降低。在逆流漂洗基础上，将第i级清洗槽的漂洗废水用反渗透膜系统进行膜分离，膜分离的产水可回用于末级清洗槽作为补充水。反渗透处理流程见图1。
根据《电镀废水治理设计规范》，末级清洗槽废水中主要的金属离子允许浓度可采用下列数据：①中间镀层清洗为5～10mg/L；②最终镀层清洗为20～50mg/L。
笔者使用Ro膜分别对酸性镀铜、光亮镀镍漂洗废水进行膜分离处理，研究各项运行参数对处理效果的影响。
3原水、设备和分析项目
3.1料液来源
使用Cu含量50g/L、ni含量64g/L的电镀母液，再加自来水稀释到一定体积，即得到不同浓度的镀铜、镀镍废水。
3.2试验材料
根据镀镍、镀铜废水水质特点，选择进口聚酰胺复合抗污染型Ro膜（每支4寸）。
3.3检测项目和检测方法
（1）检测项目
主要检测pH值、电导率、Cu2+、ni2+等指标。
（2）检测方法
pH值：pH计；
电导率：电导率仪测定；
Cu2+：原子吸收分光光度法；
ni2+：原子吸收分光光度法。
4膜分离系统运行结果
4.1操作压力对系统运行效果的影响
保持进水镍含量在10g/L，使用进口4040抗污染型反渗透膜处理镀镍废水，在不同操作压力下运行，考察膜的产水量、产水水质及各项运行指标。
运行结果表明，当进水镍含量保持在10g/L时，操作压力由1.6mpa降至1.2mpa，则产水镍含量由24.4mg/L上升至39.8mg/L，且产水量下降了44.5%，同时产水电导率上升、pH值下降。当进水镍含量保持在18g/L时，操作压力由1.6mpa降低至1.2mpa，则产水量下降了72.7%，产水镍含量由158.8mg/L上升至360.5mg/L，同时产水电导率上升、pH值下降。
根据优先吸附-毛细孔流模型：
式中：Jw为膜通量，Δp为操作压力，Δπ为渗透压，σ为膜对特定溶质的截留系数，a为膜的水渗透性常数。
由该式可知，增加操作压力Δp，则膜的产水量增加。同时，膜截留二价金属离子主要是依靠筛分作用，在一定浓度范围内，溶质的透过量变化不是很大。因此产水量增加使出水金属离子浓度降低。进水浓度一定，产水浓度下降，增加操作压力也使Ro膜截留率上升。
因此，操作压力不宜过低，宜选取操作压力1.5～1.6mpa。
进水镍含量10g/L时，产水重金属含量在30mg/L以下，重金属截留率为99.6%～99.8%；进水镍含量18g/L时，产水重金属含量超过50mg/L，重金属截留率为98%～99.1%，截留率低于前一工况。
4.2进水浓度对系统运行效果的影响
维持操作压力在1.5mpa，使用Ro膜浓缩镀镍清洗废水，考察不同进水浓度（从10g/L浓缩至18g/L）时膜的产水量、产水水质及各项运行指标。
随着进水浓度由10g/L上升至18g/L，产水量、产水水质明显下降。单支4寸膜产水量由134L/h下降至40L/h，产水总镍含量由31.5mg/L上升至179.9mg/L。进水浓度提高，则产水量降低，这一现象可由优先吸附-毛细孔流模型来解释：溶液浓度C和渗透压（Δπ）呈正向变化，由于运行时间增加，进水浓度C增大，溶液的渗透压（Δπ）也随之增大；而渗透压（Δπ）越大，膜通量（Jw）越小。因此，随着进水浓度C增大，膜通量（Jw）会呈现下降趋势，产水量也下降。同时，膜的截留率也由99.7%下降至99.0%。
4.3膜分离酸性镀铜漂洗废水
处理酸性镀铜清洗废水，Ro膜系统操作压力为1.5～1.6mpa。原水的铜含量198.2mg/L，电导率1725μs/cm，pH值为2.86。通过膜分离不断浓缩，进水浓度逐渐上升。
随着进水铜含量由297.8mg/L升高至9942.0mg/L，单支4寸膜的产水量由312L/h下降至72L/h，产水铜含量由0.5mg/L上升至32mg/L。进水浓度升高，进水、浓水、产水的pH值下降，电导率上升。
随着运行时间的延长，总的趋势是进水浓度加大，产水量下降。在操作压力为1.5～1.6mpa，Ro膜的截留率稳定在99.7%～99.9%。
处理重金属废水的方法篇8
关键词：电镀污泥；危害；重金属；固化稳定化；生物技术
电镀污泥是指电镀行业中废水处理后产生的含重金属污泥废弃物，被列入国家危险废物名单中的第十七类危险废物。作为电镀废水的“终态物”，虽然其量比废水要少得多，但由于废水中的铜、镍、铬、锌、铁等重金属都转移到污泥中，电镀污泥对环境的危害要比电镀废水严重。如果对这种危害性极大的电镀污泥不作任何处置，其对生态环境的破坏是不言而喻的，另一方面，如果对电镀污泥中品位极高的重金属物质不加以回收利用，也意味着资源的巨大浪费。因此，对电镀重金属污泥进行无害化处置和资源化综合利用具有重大意义。
1.来源
电镀生产工艺如下图
在整个电镀生产过程中，在清洗过程中产生大量废水，去油除锈产生大量酸碱废水，电镀后的清洗废水中含有金属元素如：铜、铬、镍、锌、镉和有机金属光亮剂等。
电镀废水处理工艺主要采用化学法，而此办法处理电镀废水后形成许多的沉淀物，统称为电镀污泥。由于电镀废水自身含有Cr、Zn、Cu、ni等重金属离子，在处理过程中又加入naClo、na2S、FeSo4、naoH、Ca(oH)2等各种化学药剂，因此电镀污泥的成分十分复杂。
2.危害
电镀污泥是一种废渣，属于危险废物，因此，必须按照国家有关危险废物管理办法，进行妥善处置，否则将造成二次污染。电镀废水处理过程中产生的污泥含有有害重金属，它具有易积累、不稳定、易流失等特点，如不加以妥善处理，任意堆放，其直接后果是污泥中的铜、镍、锌、铬等这些重金属在雨水淋溶作用下．将沿着污泥一土壤一农作物一人体的路径迁移，并可能引起地表水、土壤、地下水的次生污染，危及生物链和人体健康，造成严重的环境破坏。
3.电镀污泥处置技术
尽管污泥的总量比废水小，但要处理好污泥却比处理废水还困难难。针对电镀污泥的特点及其危害性．从环境污染防治和资源循环利用的角度考虑，电镀污泥的处理有以下两个原则：一是经过处理后，污泥不会引起二次污染，即无害化处置；二是对污泥中的重金属资源进行综合回收，即资源化利用。
固化稳定化技术
固化过程是利用添加剂改变废物的工程特性(例如渗透性、可压缩性和强度等)的过程，主要包括：水泥固化、石灰固化、热塑性固化、熔融固化、自胶结固化。常用的固化剂有水泥、沥青、玻璃、石灰和热塑料物质等。其中水泥固化[1]是最常用的固化技术，水泥固化具有对电镀污泥等重金属废物处理十分有效、投资和运行费用低、原料廉价易得，操作简单，固化体稳定等优点。但它也存在占地面积大。固化体内重金属不稳定等缺点。针对这一问题，近年来提出了用高效稳定剂进行无害化处理的概念[2]。
填埋和堆放
填海曾经是电镀污泥处置的一条途径[3],但为了保护海洋，美国和欧美都相继禁止了固体废物填海处置，因此目前电镀污泥等固体废物的主要处置办法为安全填埋。电镀污泥的主要污染成分Cr(oH)3，当暴露于空气中，能在碱性条件下，被空气中的o2氧化，使Cr3+可逆性转变成Cr6+，电镀污泥若不加处理而任意堆放填埋，受到风吹雨淋，会致使污染扩散，给环境带来更加严重的后果。
回收电镀污泥中的重金属
在电镀污泥中回收重金属的方法主要有[4-6]：浸出-沉淀法、电解法、熔炼法、氢还原分离法等。
浸出-沉淀法主要有酸浸和氨浸两种工艺。酸浸法的主要特点是对铜、锌、镍等有价金属有较好的浸出效果，但对杂质的选择性较低；氨浸法则对铬、铁等杂质有较高的选择性，但对铜、锌、镍的浸出率较低。目前国内外主要采用氨浸。氨浸法主要利用在弱酸条件下nH3-(nH4)2So4体系中金属元素生产的不同的产物将其分离[7]。采用氨络合分组浸出-蒸氨-水解渣硫酸浸出-溶剂萃取-金属盐结晶回收工艺，可从电镀污泥中回收绝大部分有价金属，铜、锌、镍、铬、铁的总回收率分别大于93%，91%，88%，98%，99%[8]。
电解法主要针对含Fe(oH)3和Cr(oH)3组分的污泥，武汉冶炼厂将一定量的水和H2So4加入到污泥中，沸腾后静止、过滤，滤液移至冷却槽，在滤液中加入1~2.5倍的硫酸铵，生成Cr2(So4)3和Fe2(So4)3,根据铬矾和铁矾溶解度的不同而达到铬、铁的分离，可回收90%以上的铬。
熔炼法主要以回收电镀污泥中的铜、镍为目的[9]，以煤炭、焦炭为燃料和还原物，辅料有铁矿石、铜矿石、石灰石等。熔炼以铜为主的污泥，炉温在1300℃以上；熔炼以镍为主的污泥，炉温在1455℃以上。
材料化技术
电镀污泥的材料化技术是指利用电镀污泥为原料或辅料生产建筑材料，制作肥料，或者其它材料的过程。
烧砖法是真正能够大量消纳污泥的电镀污泥处置和利用方法。龙军等人[10]将电镀污泥与黏土按一定比例制成红砖和青砖并对样品进行浸出实验，结果表明青砖浸出液中午Cr6+检出，是安全可行的，但要采用合适的配比，否则其它金属的浓度可能超过国家标准。
含锌、铜的氢氧化物污泥可以加工制成锌、铜复合肥[11].研究表明，锌、铜复合肥能促进早稻的前期生长，而且能够提高水稻叶片中叶绿素含量，对减轻早稻僵苗，有明显作用。
4.分析与展望
电镀污泥的成分和性质十分复杂，其有效处理一直是研究的重点和难点，目前通行的固化污泥的做法，存在着再次污染环境的危险。因此，开发适应可持续发展的电镀污泥处理方法是迫切的，而电镀污泥资源化利用是进展最为迅速的。其中生物技术在环境污染治理方面已显现强大的优势，生物方法将为电镀污泥处理提供新的发展方向。
参考文献：
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处理重金属废水的方法篇9
关键词：化学实验室废水，Fenton试剂，氧化镁，CoD，重金属离子
实验室废水中含有各种酸、碱、重金属和有毒有害有机物,这些废水一般不经处理或简单处理后直接排入地下污水管网，送到大型生活污水处理厂集中处理。由于实验室污水成分复杂，处理难度较大，特别是含有的铅、汞、镉、铬等重金属，生活污水处理厂的设施对其无能为力，最后只能排入江河造成环境污染。重金属进入水源或土壤后，也会通过多种途径进入人类的食物链[1,2]。随着人们环保意识的不断增强和相应环保法规的不断完善，化学实验室废水处理已成为化学实验室建设的环评考核项目之一。因此，探索一条经济可行的化学实验室废水处理方法，有着十分重要的意义[3]。
本实验目的在于探索一种经济、高效、环保的技术路线来处理化学实验室废水，把废水的CoD，重金属离子浓度尽可能的降到最低，达到污水排放的要求，应用于化学实验室的废水处理。
2实验部分
2.1主要仪器及试剂
仪器：pHS-3C型精密酸度计、磁力搅拌器、CoD测定装置、原子吸收分光光度计。
药品：H2So4（分析纯）；H2o2（30%分析纯）；重铬酸钾（优级纯）；硫酸亚铁铵（分析纯）；硫酸亚铁（分析纯）；硫酸银（分析纯）；硫酸汞（分析纯）、氧化镁（分析纯）。废水来自韩山师范学院化学系化学实验室废水池，对其监测的代表性的参数见下表1.
表1实验室废水参数
处理重金属废水的方法篇10
微电解技术，又被称为内电解技术，是把金属材料容易被腐蚀的电化学现象作为理论依据，然后将处于不一致电极的金属材料同非金属材料放在一起，由于工业废水中含有大量的工业生产材料，会造成工业废水具有良好的电传导作用，最后电极电位以及金属材料在废水中构成一个电池的工作形态和流程，从而产生电池效应来对工业废水进行处理。其中涉及两种应用原理，分别是：一将一部分化学形态的物质进行氧化作用，使其进行另外一种成分的转换或者还原，二将废水中一些形状较大的物质进行凝结沉淀，从而进行过滤。在对工业废水的处理中，由于工业废水中所含的物质和成分非常复杂，所以需要将很多的应用原理融合在一起，才能实现工业废水的有效处理和净化，而微电解技术可以将这些应用原理进行结合，因此，要重视微电解技术在工业废水中的处理作用。
2微电解技术在工业废水处理中的应用
利用微电解技术对工业废水进行处理，能够有效处理工业废水中的污染物和杂质，减少工业废水的化学需氧量，同时还能增强工业废水中的有机物被微生物溶解的程度，和其他的化学处理、生物处理等原理向结合，能够实现对工业废水处理的积极作用。
2.1对含有有色物质的废水进行处理
由于有色物质是进行工业生产制作必不可少的原材料，造成的工业废水量较大，因此也是工业废水处理中的重点，在这类废水中含有大量难以溶解和消除的物质，并且这些物质都具有毒害性，如果对这类废水不进行处理，会对环境以及人身造成严重影响。微电解技术对含有有色物质的废水进行处理时，通常需要进行以下三个方面的流程来实现处理目的，分别是：一使用活性炭将废水中可以溶解的物质进行吸引和凝结；二通过电极为阴生出的氧气和氢气来稀释废水中的pH程度，损坏废水中的发色物质构成，使废水的颜色变浅；三经过各种铁元素的组合、水解出现络元素，将废水中的有色物质以及形态较大的物质进行凝结，使其沉淀，增强废水中有机物被微生物溶解的程度。
2.2对化学工业废水进行处理
化工产品是需要量较大的一种产品，由于里面加入了很多化学物质，因此，会出现较大的工业废水量、较大的毒害性、较高的化学需氧量、废水的发色程度较严重、较多难以进行溶解的物质、对其进行处理价位困难等，但是在这类废水中也存在很多有用的物质，对这类废水的处理是现阶段探讨的关键。化学工业废水中含有许多苯类化学合成物，一般使用物理方法进行吸收、综合、沉淀以及滤除等处理，使用化学方法进行混合、凝结、氧化还原等处理。微电解技术主要是利用铁碳层的滤除原理、活性炭的沉附作用、氢气和氧气的氧化还原效应来对化学工业废水进行处理。
2.3对工业中的电镀废水进行处理
在进行很多工业产品的制作中，会对一些材料进行电镀，从而造成工业生产中出现大量的工业废水。进行产品的电镀时，会在水中加入大量色料和化学物质，因此，出现的工业废水就具有非常严重的毒害性，有的有害物质可以引发人体出现畸形和癌变，对人身的危害较大。在电镀水中，通常会存在铬、镍、铜、锌等金属材料，如果对其不进行合理处理，就会对环境以及人身造成严重影响，加大资源的消耗。通常利用氧化还原、凝结沉淀、吸收脱离等方法进行处理。目前，将微电解技术应用在电镀工业废水的处理中，取得了明显的废水处理效果，可以使电镀的工业废水的污染性降低，不会出现再次污染现象，还可以将沉淀的金属物质进行回收。经过大量的研究表明，使用铁屑微电解对电镀废水进行处理，能够达到良好的金属物质的去除效果。利用微电解技术对电镀废水进行处理一般包括两个方面的内容，分别是：一依据金属活动的顺序性以及铁元素的化学作用，可以将铁之后的金属物质进行置换还原，沉淀在铁的表层；二铁离子进行的络综合产出物和重金属离子进行综合，会产生金属物质的沉淀。
3结语