广州巨邦环保工程设备有限公司 510510
摘要：重金属污染是目前较为突出的环境问题，以污染水环境最为常见。为此，国内外对重金属废水处理技术进行了大量的研究。本文分别从化学、物理、生物三方面对处理重金属废水的几种典型方法进行了综述。并对未来开展相关研究进行了展望。
关键词：重金属；废水；处理技术
引言
随着工农业的迅速发展及人们对环境、健康的日益重视，人类对水资源的质与量的要求都有了更高标准。面对日益短缺的水资源，保护水环境，防止水污染，治理水污染已经成为全人类普遍关心的问题。
目前，重金属废水处理的方法大致可以分为三大类：
（1）化学处理法，即废水中重金属离子通过发生化学反应除去的方法；
（2）物理处理法，使废水中的重金属离子在不改变其化学形态的条件下进行吸附、浓缩、分离的方法；
（3）生物处理法，借助微生物或植物的絮凝、吸收累积、富集等作用去除废水中重金属离子的方法。
1 重金属废水的来源和危害
1.1 重金属废水的来源
随着工业的快速发展和城市化进程的加快，越来越多的工矿业废水、生活污水等未经适当处理就直接排放，引起水域的重金属污染。同时，也造成土壤污染，以及富含重金属的大气沉降物的输入，在降雨作用下，都使得地下水中重金属含量急剧升高，引起地下水重金属污染。
重金属废水来源于电镀、采矿、化工等部门。重金属废水主要来自矿山坑内排水、 废石场淋浸水、选矿厂尾矿排水、有色金属冶炼厂除尘排水有色金属加工厂酸洗水、 电镀厂镀件洗涤水、钢铁厂酸洗排水，以及电解、农药、医药、烟草、油漆、颜料等工业。废水中重金属种类、含量以及存在形态随不同生产种类而异，变化很大。
1.2 重金属废水的危害
废水中的重金属能被土壤作物吸收，且性质稳定，难降解，又能抑制作物生长发育，造成早衰、减产甚至死亡，并通过根系进入植物体。重金属废水及其化合物能在水生生物体内以及植物体组织内累积富集，通过饮水和食物链的生物积累、生物浓缩、生物放大等作用，最终对人体健康造成严重危害。重金属废水是污染性很强的一类废水，即使浓度很小，也能造成危害，且毒性具有长期持续性。重金属无论采用何种处理方法都不能被降解，只能改变其状态，或与阴离子配体形成配合物或螯合物，使水中重金属浓度增大，从受污染水体中分离出来。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2重金属废水的传统处理方法
2.1 化学沉淀法
化学沉淀法指向重金属废水中加入药剂通过化学反应使呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的化合物沉淀而去除。包括中和沉淀法、 硫化物沉淀法、钡盐沉淀法和铁氧体共沉淀法等。其中中和沉淀法是应用最广的一种方法，向重金属废水中投加碱中和剂（通常为 Ca（OH）2）使废水中的重金属形成溶解度较小的氢氧化物或碳酸盐沉淀而去除。铁氧体共沉淀法是日本电气公司（NEC）研究出来的一种新技术，是近十年来刚出现的方法。向重金属废水中投加铁盐，通过工艺控制，达到有利于形成铁氧体的条件，使污水中多种重金属离子与铁盐生成稳定的铁氧体晶粒共沉淀，再通过磁力分离等手段，达到去除重金属离子的目的。赵如金采用铁氧体法处理重 金属废水，发现重金属离子的半径接近铁离子、n（Fe2+）/n（M2+）的值越大，磁性产物中金属的回收率、 磁性产物的稳定性及饱和磁化率越大，且处理后的废水中各种金属离子的质量浓度均达到污水综合排放指标。
化学沉淀法是目前发展时间较长，工艺较成熟的方法。去除范围广、效率高、经济简便。但需要投加大量化学药剂，并以沉淀物的形式沉淀出来，存在二次污染问题。
2.2生物吸附法
生物吸附是指经过一系列生物化学作用使重金属离子被生物细胞吸附，这些作用主要包括络合、鳌合、离子交换、吸附等。生物吸附法是一种新兴的废水处理技术，其中生物吸附剂主要是藻类，还有细菌、真菌、酵母等。由于许多微生物具有一定的线性结构，有的表面具有较高的电荷和较强的亲水性或疏水性，能与颗粒通过各种作用（比如离子键、吸附等）相结合，如同高分子聚合物一样起着吸附剂的作用。
吴涓等研究了黄孢原毛平革菌吸附 Pb2+的机理，通过对吸附前后的黄孢原毛平革菌菌丝球进行电镜观察和 X 射线电子能谱测定，发现黄孢原毛平革菌对 Pb2+的吸附过程是一个以表面络合反应为主要机理的物理化学吸附过程，虽然也存在离子交换机理，但并非主要机理。王亚雄等对细菌吸附的特性研究发现，细菌对 Pb2+的吸附分为两个阶段：一是细胞表面的络合，在3 min 内吸附量达总吸附量的 75%；二是向细菌内部缓慢的扩散过程。此外，活细胞的吸附量并没有因为有能量代谢系统参与而比死细胞高。当水体中含有少量易降解的有机物和重金属时，采用活体微生物处理，既可以吸附重金属，又可以降解有机物。由于重金属对微生物的活性有抑制，该法对重金属含量高的体系不适用。
2.3离子交换法
离子交换是靠交换剂本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扩散来实现的。离子交换法是选择性地去除废水中的重金属离子，因其操作工艺简单、易于再生、除杂效果好已广泛应用于工业废水处理。与沉淀法和电解法相比，离子交换法在低浓度的废水处理方面具有一定的优势，但该法受树脂的吸附容量、废水中杂质的影响以及交换剂品种、产量和成本的限制，且对废水的预处理要求较高，离子交换树脂的再生及再生液的处理也是一个难以解决的问题。
2.4膜分离法
膜分离技术是利用一种特殊的半透膜，在外界压力的作用下，不改变溶液中溶质的化学形态的基础上，将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法。膜分离技术是一项新兴的流体处理工艺。经过膜分离技术处理的废水，可以实现重金属的零排放或微排放，使生产成本大大降低。膜分离法具有高效、节能、无二次污染等优点，但因膜组件的设计较困难，且膜易被污染物堵塞，投资高，运行费用高，薄膜的寿命短，大大阻碍了膜分离法的应用。
3展 望
由于重金属比较昂贵，在处理重金属废水过程中要考虑到重金属的回收和回用问题。另外，鉴于重金属废水浓度低，成分复杂。在选择处理方法时，应先考虑各种方法的优缺点，加强各种水处理技术的综合应用，形成组合工艺，扬长避短。随着科学技术的发展，科学工作者的努力，开发出治理重金属废水更高效，无二次污染且有利于生态环境的新技术。
参考文献：
[1] 贾金平，谢少艾，陈宏锦.电镀废水处理技术及工程实例[M].北京：化学工业出版社，2003：15-30.
[2] 顾雪斤.槽边循环电解法从酸性镀铜废水中回收铜[J].电镀与环保，1984，4（2）：26-28.
[3]沈滨，李尚文.一种新型水处理技术内电解法絮凝床的研究[J].IM&P 化工矿务与加工，2002，12（19）：19-21.
[4] 梁奇峰，曾育才.纳米技术在水处理中的应用[J].科技纵横，2004，2（2）：30-31.
[5] 张建国，罗凯.膜技术在处理重金属废水中的应用[J].矿业工程，2004，2（5）：52- 55.
论文作者:杨青涛
论文发表刊物:《基层建设》2016年14期
论文发表时间:2016/11/2
标签：重金属论文; 废水论文; 离子论文; 水中论文; 方法论文; 废水处理论文; 生物论文; 《基层建设》2016年14期论文;