摘要：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，处理好重金属废水，是非常必要的。本文论述了重金属废水污染现状，阐述了国内外处理重金属废水技术研究的进展，包括物理方法、化学方法、生物方法，指出了研发新技术和多种技术综合应用是今后处理重金属废水的发展趋势。
关键词：重金属；废水处理
重金属开采、加工活动的日益频繁，为公众生活和社会生产提供了便捷，但也引发了令人堪忧的重金属废水污染，如Pb、Hg、Zn、Cd、Cu等重金属会经食物链不断迁移和累积，不仅影响水体生物正常生存，也威胁着公众的身心健康，严重破坏了生态平衡，故强化治理技术研究，有效治理废水污染刻不容缓。
1、重金属废水污染概述
有色金属在其冶炼的过程中，冲洗液、冲渣水、烟气的净化水以及车间用水等都是废水的主要来源有色金属的冶炼过程中，会用到多种冲洗液。包括各程序中多种酸的洗液、产生的废酸，颗粒清除的洗涤用水，硫酸环节的废液，电解过程的废液等都对车间排除水的污染有非常大的相关性。
冲洗过程带来的废水中也将烟气中的各种杂质都带到了废水中冶炼过程中车间冲洗产生的废水。在有色金属的冶炼过程中，需要用水对各种设备、车间地板、物料等进行冲洗处理。这个过程中设备表面所残留的各种原料和产物以及电解车间电解液的滴漏等情况都使得清洗用的废水中含有大量的重金属和酸性物质，有色冶炼过程中设备冷却过程中的用水。这里主要是指冶炼过程中对炉窑等进行冷却的环节中所产生的废水。
虽然重金属离子或化合物的毒性通常需要积累方能显现，一旦出现，其后果已是十分严重，甚至不可逆转，除了对水生生物的生长、繁殖、洄游等活动构成威胁外，也会影响人体健康，如汞污染易侵害神经系统，影响皮肤功能，导致心脏病等疾病；铅污染则会对神经、消化、心血管、肝肾、造血等诸多组织造成伤害等。因此必须加大重金属废水污染治理技术的研究和实践，以此减轻其不利影响，还生物一份健康。
2、重金属废水污染治理技术研究
在科技力量的推动下，诸多重金属废水污染治理技术应运而生，并在具体实践中取得了一定的成效，在此根据所属学科领域的不同将其划分为下述几类：
2.1物理类治理技术
一是吸附法；该种方法操作简单，主要是利用膨润土、沸石、活性炭、凹凸棒石、硅藻土等吸附剂的多孔吸附功能，在络合、螯合等作用下将废水中的重金属吸附出来，而且成本较低，来源广泛，可循环使用，效果较好，如在处理重金属废水时利用沸石，其Pb2+、Cr2+、Cd2+等离子的吸附率可高达97%以上。二是膜分离法；该种方法选择性强，分离率高，能耗低且环保，主要在施加外界压力，稳定溶液的物化性质的基础上，利用特殊半透膜的反渗透作用，分离或浓缩溶质和溶液。其中超滤膜和反渗透应用十分广泛，常被用于终端处理重金属废水，且分离效果显著，可高达95%以上。
此外，还可借助离子交换去除废水中重金属离子，但其经常作为化学治理技术的后续过程，主要是通过发挥交换离子的效用，降低废水中的重金属浓度，进而使其得以净化，相对而言，该种方法的金属资源回收率几乎接近100%，而且离子交换树脂可多次使用。
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2.2化学类治理技术
一是废水预处理方法氧化还原；既可以将空气、液氯、臭氧等氧化剂或铜屑、铁屑、亚硫酸钠等还原剂加入废水中，使重金属离子转换为沉淀或低毒性的价态后再予以去除，在含铬废水中加入绿矾、电石渣后，铬总量和其他重金属离子浓度均低于了相关标准；也可以通过电解还原重金属离子，使其絮凝沉淀而回收，实践表明电解含镍废水可使其去除率达到97%。虽然其便于操作，但处理量小，易出现废渣。二是应用最为广泛的化学沉淀；当重金属发生化学反应生成不溶于水的沉淀后，再将进行过滤、分离操作是其工作原理，主要包括中和凝聚、钡盐沉淀、中和沉淀、硫化物沉淀等多种方法，但由于受限于环境条件和沉淀剂性质，可能会影响处理效果，甚至造成二次污染，因此应予以综合考虑，科学处理。
2.3生物类治理技术
一是微生物法；该种方法主要是借助真菌、细菌等微生物的代谢作用，降低或分离重金属离子，常见于有机物含量较高，但重金属浓度较低的废水中。可以借助具有吸附性能的菌体细胞壁用于去除重金属，如苍白杆菌可用于吸附废水中的铜、铬、镍等；可以利用微生物代谢活动分离重金属离子，如以SRB为主的厌氧类微生物可用于处理废水中高浓度的硫酸根；可以利用微生物的絮凝能力去除重金属离子，如实践中的复合絮凝剂不仅成本大幅较低，效果也提升了20%左右，而硅酸盐细菌絮凝技术也取得了较大进展。二是植物法；蓝藻、绿藻、褐藻等藻类植物在重金属废水治理中也发挥了吸附功能，如环绿藻适于吸附铜离子，马尾藻可适于吸附铜、铅、铬等，同时还可以利用重金属废水中植物的根系或整个系统用于稳定、挥发、降低、去除重金属离子的毒性，以此达到清除污染、治理水体的目的，即植物修复技术，当下已发现了400余种重金属超积累植物，如芦苇、香蒲等挺水植物在处理高浓度的镉、镍、锌、银、铜、钒等矿区重金属废水中效果良好，但一般适用于面积较大的废水处理。
3、重金属废水处理新工艺
3.1微生物处理技术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。具有无机絮凝剂和合成有机絮凝法无法比拟的优点，处理废水安全方便无毒、不产生二次污染，但当前也存在着生产成本较高、活体絮凝剂保存困难等难题，大部分生物絮凝剂还处于探索研究阶段。
3.2反渗透技术反渗透是渗透作用的逆过程。在实际应用中主要有微滤膜、纳滤膜、超滤膜、电生物膜等。且有去除率高，选择性强；在常温下操作无相态变化；能耗低、污染小；自动化程度高，可作为重金属废水终端处理，可使废水中的重金属离子完全去除，处理后的水质优良，并可循环再利用等优点。反渗透法由于其本身对生产工艺要求很高，所以其在应用推广中受到了限制。
3.3植物修复法植物修复法是指利用植物通过吸收、沉淀和富集等作用降低被污染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。植物修复法与其他的方法相比具有技术和经济上的双重优势，实施较简便、成本较低和对环境扰动少。缺点是治理效率较低，不能治理重污染土壤。由于一种植物只吸收一种或两种重金属，难以全面清除土壤中的所有污染物。另外施加有机螯合剂虽能增强对重金属的富集能力，却可能会造成有毒元素地下的渗漏，形成潜在的污染风险，且增加了运行成本。
3.5化学品替代法目前有此使用重金属化学品企业，利用替代法解决重金属污染，效果较好。
结束语：
上述各种处理重金属废水的方法有很多优点，但是存在技术、经济效益和环境保护等问题，为了满足日益严格的环保要求，对于研发新技术势在必行。重金属废水水质复杂，金属种类繁多，加强各种处理技术的综合应用，将处理后的重金属充分回收、废水回用，以达到经济效益和环境效益相统一，将是今后重金属废水处理技术的发展趋势。
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论文作者:李积贤
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/7
标签：重金属论文; 废水论文; 离子论文; 水中论文; 技术论文; 方法论文; 絮凝论文; 《基层建设》2017年第30期论文;