摘　要： 隨著技術(shù)的進(jìn)步,重金屬?gòu)U水的處理工藝取得了很大的進(jìn)步,從傳統(tǒng)的沉淀法、化學(xué)法、吸附法到現(xiàn)代的微生物處理技術(shù)、反滲透技術(shù)等。傳統(tǒng)的治理含重金屬的廢水的方法,只是把重金屬?gòu)膹U水中轉(zhuǎn)移到了其它得介質(zhì)中,沒(méi)有從根本上杜絕重金屬的污染問(wèn)題。本文主要介紹重金屬?gòu)U水處理現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)的有關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：重金屬;廢水;處理;工藝;發(fā)展;技術(shù);

重金屬?gòu)U水來(lái)源于電鍍、采礦、化工等部門。主要來(lái)自礦山排水、廢石場(chǎng)淋浸水、選礦廠尾礦排水、有色金屬冶煉廠除塵排水、有色金屬加工廠酸洗水、電鍍廠鍍件洗滌水、鋼鐵廠酸洗排水，以及電解、農(nóng)藥、醫(yī)藥、油漆、顏料等工業(yè)的廢水。廢水中重金屬離子的種類、含量及其存在形態(tài)隨不同生產(chǎn)種類而異，差異很大。

1.重金屬?gòu)U水的危害及排放標(biāo)準(zhǔn)

Cu,Zn,Ni都是人體所必需的微量元素。Cu,Zn參與人體糖代謝過(guò)程。Cu對(duì)紅血球的形成十分重要，Zn有助于人體生長(zhǎng)發(fā)育和骨骼成長(zhǎng)，有助于避免動(dòng)脈硬化和皮膚病。Ni與人體催化激素調(diào)節(jié)有關(guān)，避免人體生長(zhǎng)緩慢，而且Ni有助于造血功能。但是Cu,Zn,Ni過(guò)量攝人，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生重大危害。Cu過(guò)量會(huì)刺激消化系統(tǒng)，長(zhǎng)期過(guò)量促使肝硬化.Zn的毒性較弱，但Zn的有機(jī)化合物如檸檬酸鋅、酒石酸鋅等毒性卻較強(qiáng). Zn過(guò)量時(shí)，會(huì)引起發(fā)育不良，新陳代謝失調(diào)、腹瀉等。Ni過(guò)量初期發(fā)生頭暈、頭痛，有時(shí)惡心嘔吐，長(zhǎng)期過(guò)量則發(fā)高燒，呼吸困難等，甚至中樞神經(jīng)障礙，一時(shí)精神錯(cuò)亂。若Ni在水中與撥基化合物結(jié)合形成撥基鎳則毒性很強(qiáng)。

Cr3+在人體中屬于微量元素，參與葡萄糖和脂類代謝。但過(guò)量的Cr3+易積存在肺泡中，引起肺癌，進(jìn)人血液中引起肝和腎的障礙。 Cr6+有很大的刺激和腐蝕性，引起演瘍、喉炎和腸炎。流行病學(xué)研究表明:Cr6+化合物是常見(jiàn)的致癌物質(zhì)，吸人到血液中奪取部分OZ，使血紅蛋白變成高鐵血紅蛋白，紅細(xì)胞攜氣機(jī)能障礙，發(fā)生內(nèi)息。Hermann研究了Cr6+的毒性，討論了Cr6+濃度對(duì)紅細(xì)胞攜氣機(jī)能的影響，與Cr3+相比，Cr6+毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Cr3+。 Cu,Zn,Ni的硫酸鹽、硝酸鹽及氛化物易溶于水，性質(zhì)穩(wěn)定。

重金屬酸洗廢水影響魚類和水生物生長(zhǎng)，妨礙漁業(yè)生產(chǎn)。據(jù)資料報(bào)道，江蘇某廠每年向附近水庫(kù)排放酸洗電鍍廢水47000余噸，造成魚產(chǎn)量從15萬(wàn)斤降至2萬(wàn)斤左右。昆明市每天排放鉻醉40多噸，濱池水體常死魚，珍貴魚種金線魚、桂花魚及海菜花已趨絕跡。

重金屬?gòu)U水排人土壤，植物體內(nèi)重金屬逐步積累，造成植物根部受抑制，葉片退綠發(fā)黃。植物生長(zhǎng)發(fā)育受阻甚至死亡，造成農(nóng)業(yè)、林業(yè)減產(chǎn)l。1974年北京某廠排放的電鍍廢水污染農(nóng)田，造成3000畝小麥死亡。

2.重金屬?gòu)U水處理現(xiàn)狀

目前，重金屬?gòu)U水處理最主要的方法是化學(xué)法和物理化學(xué)法。

(一)化學(xué)法

1.中和沉淀法。投加堿中和劑，使廢水中重金屬離子形成溶解度較小的氫氧化物戴碳酸鹽沉淀而去除。堿石灰等中和劑，價(jià)格低廉，可去除汞以外的重金屬離子，工藝簡(jiǎn)單，處理成本低。但沉渣量大，含水率高，易形成二次污染。

2.硫化物沉淀法。廢水中的重金屬離子與S2一結(jié)合生成溶解度很小的鹽。硫化物沉淀中沉淀劑會(huì)在水中部分殘留，殘留沉淀劑也是一種污染物，會(huì)產(chǎn)生惡臭等，而且遇到酸性環(huán)境產(chǎn)生有害氣體，將會(huì)形成二次污染。

3.鐵氧體沉淀法。FeS04可使各種重金屬離子形成鐵氧體晶體而沉淀析出。該方法能一次脫除多種重金屬離子，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，但不能單獨(dú)回收重金屬。

4.氧化還原法。當(dāng)廢水中有Cr6+在酸性條件下加入還原劑，沉淀反應(yīng)前將Cr6+還原為Cr，然后再沉淀的方法稱為氧化還原法。該方法常用還原劑為水合脅，產(chǎn)生污泥量少，工藝成熟，流程簡(jiǎn)單，效果好，但處理成本高。

5.氣浮法。氣浮法處理電鍍廢水時(shí)，須先將重金屬離子析出，加入表面活性物質(zhì)，使重金屬析出物疏水化，然后粘附于上升氣泡表面，上浮去除。該方法處理重金屬殘留低，操作速度快，占地少，廢水處理量大。生成的渣泥體積小，重金屬含量高，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)低。

6.生化法。利用生物菌種和廢水污染物發(fā)生生化作用而消除重金屬。使用生物菌種進(jìn)行含鉻廢水生化處理是將菌種、生活廢水和含C r6'廢水在厭氧條件下混合，最終形成Cr(OH)3沉淀。該方法所需設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，廢水處理量大，凈化效益高。

(二)物理化學(xué)法

1.離子交換法。它是重金屬離子與離子交換樹脂發(fā)生離子交換的過(guò)程。樹脂上的陰離子主要與廢水的C r6+或-HCrO一交換，從而達(dá)到凈化Cr廢水的目的。

2.吸附法。它是吸附劑活性表面對(duì)重金屬離子的吸引。吸附劑最常見(jiàn)的是活性炭。活性炭可以同時(shí)吸附多種重金屬離子，吸附容量大，對(duì)C r 6+陽(yáng)離子也有較強(qiáng)的還原作用，但其使用周期短，操作費(fèi)用高。

3.反滲透法和電滲析法。反滲透法作為一種新的膜分離技術(shù)，已大規(guī)模用于鍍Zn,Ni,Cr漂洗水及混合重金屬?gòu)U水處理。電滲析法處理重金屬?gòu)U水時(shí)，陽(yáng)離子膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，陰離子膜只允許陰離子通過(guò)，在電流作用下，電鍍廢水得到濃縮和淡化。該方法技術(shù)可靠，操作費(fèi)用低，占地面積小，不產(chǎn)生廢渣。

3.重金屬?gòu)U水處理新工藝

3.1 微生物處理技術(shù)生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進(jìn)行絮凝沉淀的一種除污方法。具有無(wú)機(jī)絮凝劑和合成有機(jī)絮凝法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),處理廢水安全方便無(wú)毒、不產(chǎn)生二次污染,但當(dāng)前也存在著生產(chǎn)成本較高、活體絮凝劑保存困難等難題,大部分生物絮凝劑還處于探索研究階段。

3.2 反滲透技術(shù)反滲透是滲透作用的逆過(guò)程。在實(shí)際應(yīng)用中主要有微濾膜、納濾膜、超濾膜、電生物膜等。且有去除率高,選擇性強(qiáng);在常溫下操作無(wú)相態(tài)變化;能耗低、污染小;自動(dòng)化程度高,可作為重金屬?gòu)U水終端處理,可使廢水中的重金屬離子完全去除,處理后的水質(zhì)優(yōu)良,并可循環(huán)再利用等優(yōu)點(diǎn)。反滲透法由于其本身對(duì)生產(chǎn)工藝要求很高,所以其在應(yīng)用推廣中受到了限制。

3.3 MEUF去除廢水中的金屬離子膠團(tuán)強(qiáng)化超濾(MEUF)是一種表面活性劑和超濾相結(jié)合的技術(shù),用于處理低濃度的金屬離子。MEUF 技術(shù)中還有待解決的問(wèn)題:①M(fèi)EUF 在表面活性劑濃度高于CMC以上時(shí)才能去除污染物,表面活性劑用量較大;②MEUF 的滲透液中含有一定濃度(低于CMC)的表面活性劑單體,造成浪費(fèi)。如何從濃縮液中回收有價(jià)值的金屬和有機(jī)物也是MEUF技術(shù)的重要研究方向。

3.4 植物修復(fù)法植物修復(fù)法是指利用植物通過(guò)吸收、沉淀和富集

等作用降低被污染土壤或地表水的重金屬含量,以達(dá)到治理污染、修復(fù)環(huán)境的目的。植物修復(fù)法與其他的方法相比具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的雙重優(yōu)勢(shì),實(shí)施較簡(jiǎn)便、成本較低[8]和對(duì)環(huán)境擾動(dòng)少。缺點(diǎn)是治理效率較低,不能治理重污染土壤。由于一種植物只吸收一種或兩種重金屬,難以全面清除土壤中的所有污染物。另外施加有機(jī)螯合劑雖能增強(qiáng)對(duì)重金屬的富集能力,卻可能會(huì)造成有毒元素地下的滲漏,形成潛在的污染風(fēng)險(xiǎn)[,且增加了運(yùn)行成本。

3.5 化學(xué)品替代法目前有此使用重金屬化學(xué)品企業(yè),利用替代法解決重金屬污染,效果較好。舉例吉林省汪清東光電子有限公司化成箔腐蝕工序從傳通的鉻酸法生產(chǎn)鋁箔改為希硫酸法生產(chǎn)鋁箔,徹底解決了重金屬六價(jià)鉻的污染問(wèn)題。

4.重金屬?gòu)U水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

鑒于重金屬?gòu)U水濃度稀，成分復(fù)雜，處理達(dá)標(biāo)要求又非常嚴(yán)格，傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)均有優(yōu)缺點(diǎn)。主要表現(xiàn)在處理劑使用量大、價(jià)格昂貴、反應(yīng)較慢、不易控制、效果不理想、水質(zhì)差、殘?jiān)环€(wěn)定、回收貴金屬難。合后社會(huì)重金屬?gòu)U水處理發(fā)展趨勢(shì):一是應(yīng)對(duì)環(huán)境無(wú)影響、無(wú)毒無(wú)害藥劑的開發(fā)和利用;二是物理處理新技術(shù)、生物處理新技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用;三是功效好、成本低的水處理技術(shù)和藥劑的開發(fā);四是加強(qiáng)對(duì)各種水處理技術(shù)綜合應(yīng)用等研究具有重要意義。

結(jié)束語(yǔ)

目前,對(duì)重金屬?gòu)U水的處理工藝還處存在技術(shù)、運(yùn)行成本、產(chǎn)生二次污染等問(wèn)題,在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)重金屬的種類、技術(shù)、工程成本、等方面綜合考慮,選擇最優(yōu)的技術(shù)方案。根據(jù)實(shí)際情況將兩種或多種工藝組合,達(dá)到最優(yōu)的效果。目前我們應(yīng)該致力于新工藝的開發(fā)與傳統(tǒng)工藝的改造,努力開發(fā)出既降低成本、不產(chǎn)生二次污染又能夠達(dá)標(biāo)排放,使重金屬得到有效回收利用,同時(shí)注重考慮替代重金屬化學(xué)品的工藝,從源頭上杜絕重金屬污染,這是我們今后應(yīng)該努力與探討的方向。

參考文獻(xiàn)

[1]趙如金,吳春篤.常溫鐵氧體處理金屬離子廢水研究[J].化工環(huán)保,2005,25(4):263-266.

[2]李賓.化學(xué)法處理含重金屬?gòu)U水的應(yīng)用介紹[J].材料保護(hù),2000,33(10):18-19.

[3]胡艷海.活性沸石對(duì)重金屬離子的吸附及再生性研究[J].無(wú)機(jī)鹽工業(yè),1997,2:5-6.

[4]李國(guó)清,羅生全.海藻酸鈉-腐殖酸鈉吸附法處理重金屬?gòu)U水的研究[J].集美大學(xué)學(xué)報(bào),2007,12(3):226-231.

[5]馬前,張小龍.國(guó)內(nèi)外重金屬?gòu)U水處理新技術(shù)的研究進(jìn)展[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2007,1(7):10-13.

[6]袁建軍,盧英華.高選擇性重組基因工程菌治理含汞廢水的研究[J].泉州師范學(xué)院學(xué)報(bào),2003,21(6):71-75.

[7]周正立.反滲透水處理應(yīng)用技術(shù)及膜水處理劑[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:1-86.

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