重金屬?gòu)U水處理技術(shù)研究進(jìn)展

劉陽(yáng)春?文?輝

山西省候馬北銅銅業(yè)有限公司

重金屬?gòu)U水處理技術(shù)研究進(jìn)展

劉陽(yáng)春?文?輝

山西省候馬北銅銅業(yè)有限公司

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展及科技的進(jìn)步，工業(yè)行業(yè)得到了迅速的發(fā)展。在工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，出現(xiàn)了大量的工業(yè)廢水，工業(yè)廢水的出現(xiàn)直接影響到人們的正常生活，給周邊環(huán)境帶來(lái)了較大的破壞，同時(shí)也是最難處理的廢水之一。這是因?yàn)楣I(yè)廢水中含有大量的有毒有害物質(zhì)，以及易于在環(huán)境中富集的重金屬離子。重金屬對(duì)人體的危害極大。筆者結(jié)合工作實(shí)踐，對(duì)工業(yè)廢水中重金屬的處理技術(shù)及方法進(jìn)行了探討，旨在實(shí)現(xiàn)重金屬零排放的目標(biāo)。

重金屬；廢水處理；技術(shù)應(yīng)用

重金屬?gòu)U水現(xiàn)已成為亟待解決的最主要的環(huán)境污染問(wèn)題之一，同時(shí)，工業(yè)重金屬?gòu)U水的處理具有一定的復(fù)雜性。受行業(yè)影響和生產(chǎn)工藝的差異性，重金屬?gòu)U水中的污染源-重金屬，在物質(zhì)類(lèi)別、存在形式、含量多少等諸多方面存在很大的不同。對(duì)其的處理，只能從物理和化學(xué)方面，轉(zhuǎn)變其存在位置和存在形態(tài)，而不能對(duì)其進(jìn)行分解破壞。因此，對(duì)工業(yè)重金屬?gòu)U水的處理技術(shù)進(jìn)行研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值。

1 重金屬?gòu)U水的來(lái)源

重金屬?gòu)U水主要來(lái)自采礦、煉鐵、金屬加工、電鍍、農(nóng)藥、醫(yī)藥、油漆、顏料等企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排出的多種污水。其中包含的重金屬種類(lèi)、含量及其存在形式因生產(chǎn)企業(yè)的不同而有所差異。隨著工業(yè)的發(fā)展，以及人類(lèi)自身活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響，重金屬?gòu)U水的量正逐年增加。

重金屬?gòu)U水是一種具有強(qiáng)毒性、致癌性、致突變性、難降解及易富集等特性的廢水，具有毒效性、長(zhǎng)期持續(xù)性、生物不可降解性等特點(diǎn)，且可通過(guò)食物鏈作用進(jìn)入人體，并在人體內(nèi)累積，從而導(dǎo)致各種疾病和機(jī)能紊亂，最終對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害。除此之外，還有很多類(lèi)似的重金屬?gòu)U水污染事件時(shí)常發(fā)生。對(duì)人民群眾的生命健康帶來(lái)極大地威脅。因此，研究行之有效的重金屬?gòu)U水去除污方法已成為當(dāng)前的工作重點(diǎn)。

2 重金屬?gòu)U水處理技術(shù)

2.1 化學(xué)法

(1)化學(xué)沉淀法。顧名思義，也就是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，使廢水中的重金屬沉淀下來(lái)，達(dá)到從廢水中易于脫離的目的。化學(xué)沉淀法在目前應(yīng)用較多，其中中和沉淀法，因其具有成本低廉、適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，成為目前最常用的處理方法之一。

(2)電化學(xué)法。利用電解的基本原理，使廢水中重金屬離子在電極富集，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，從而從待處理的廢水中去除。電化學(xué)法操作方便、反應(yīng)迅速，可去除的污染物廣泛、而且對(duì)于富集的重金屬可以進(jìn)行回收利用綠色環(huán)保、不會(huì)造成再次污染，因此，電化學(xué)技術(shù)又被稱(chēng)為“環(huán)境友好技術(shù)”。但也存在一些缺點(diǎn)，利用對(duì)廢水的濃度具有一定要求，處理成本較高，能量消耗較多等。

(3)電去離子技術(shù)。將離子交換與電滲析結(jié)合，是未來(lái)很有發(fā)展前景的重金屬分離技術(shù)。在直流電場(chǎng)作用，對(duì)重金屬離子進(jìn)行脫除，同時(shí)樹(shù)脂連續(xù)電再生。電去離子技術(shù)，避免了傳統(tǒng)離子交換的二次污染，具有高效低成本的優(yōu)點(diǎn)。但在處理過(guò)程中，存在適用性不廣，穩(wěn)定性不好控制等缺點(diǎn)，目前仍在對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行不斷的完善和改進(jìn)。

2.2 膜處理技術(shù)與零排放技術(shù)

重金屬的零排放技術(shù)是為了去除金屬離子。膜處理技術(shù)由于具有高效率的去除效果而在重金屬?gòu)U水處理中得到廣泛應(yīng)用。在重金屬?gòu)U水處理中，主要以膜處理為零排放的核心單元。在電鍍廢水治理過(guò)程中，盧月紅等通過(guò)運(yùn)用超濾反滲透膜集成技術(shù)，在萃取濃縮液中通過(guò)采用萃取劑進(jìn)行萃取，并重新使用濃縮液。陳業(yè)鋼采用電鍍廢水零排放方案，該方案是一套自主研發(fā)的方案，主要由三部分組成：重金屬析出劑、微孔膜過(guò)濾預(yù)處理和反滲透凈化分離。其中，重金屬析出劑所產(chǎn)生的離子能夠迅速反應(yīng)，并與固液產(chǎn)生分離，當(dāng)分離以后，重金屬析出率達(dá)到了99%，可以重新使用重金屬和反復(fù)使用水循環(huán)，從而滿(mǎn)足了重金屬離子零排放的要求。

2.3 氧化還原法

氧化還原法一般作為重金屬?gòu)U水的預(yù)處理方法。向重金屬?gòu)U水中加入氧化劑或還原劑，通過(guò)氧化還原反應(yīng)使重金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘暂^小或容易生成沉淀的價(jià)態(tài)，然后沉淀去除。常用的還原劑有鐵屑、硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、等，常用的氧化劑有雙氧水、液氯、空氣、臭氧等。當(dāng)廢水中含有Cr6+時(shí)，在酸性條件下加入鐵屑、硫酸亞鐵等還原劑，將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，然后再將三價(jià)鉻沉淀去除。鐵屑是常用的還原劑，鐵屑可來(lái)源于機(jī)械加工的廢鐵屑或還原鐵粉的廢渣，來(lái)源廣，具有以廢治廢、效率高、操作簡(jiǎn)單、投資少、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)。采用鐵屑固定床反應(yīng)器去除工業(yè)廢水中的鉛，在pH=6.0～7.0，HRT=5h，采用連續(xù)曝氣，曝氣量為0.2L/min時(shí)，鐵屑固定床處理含鉛廢水運(yùn)行穩(wěn)定，去除率高，出水可以達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 生物法

生物法是利用微生物或植物體的生理特性來(lái)處理重金屬?gòu)U水，包括生物絮凝法、生物吸附法和植物修復(fù)法。生物法處理重金屬?gòu)U水成本低、不造成二次污染，但微生物需要培養(yǎng)和馴化，周期較長(zhǎng)，多數(shù)研究還處于實(shí)驗(yàn)室或中試階段，工業(yè)化應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究驗(yàn)證。生物絮凝法是利用微生物本身或微生物新陳代謝產(chǎn)生的代謝物，絮凝沉淀廢水中重金屬的方法。生物絮凝劑一般由蛋白質(zhì)、黏多糖、纖維素和核糖等高分子物質(zhì)構(gòu)成。生物吸附是經(jīng)過(guò)一系列生物化學(xué)作用使重金屬離子被微生物細(xì)胞吸附的過(guò)程，這些作用包括吸附、離子交換、絡(luò)合、鰲合等。植物修復(fù)法是利用重金屬積累或超積累水生植物，將水體中的重金屬提取出來(lái)，富到植物體內(nèi)，然后通過(guò)收割植物將重金屬?gòu)乃w去除的方法。

綜上所述，重金屬?gòu)U水污染的情況因重金屬種類(lèi)不同而有所差異，所采用的處理方法也不盡相同，根據(jù)其種類(lèi)、性質(zhì)、組成以及要求標(biāo)準(zhǔn)等選擇相應(yīng)的合適處理方法，只有因地制宜地選擇重金屬?gòu)U水的處理技術(shù)，才能取得良好的效果。重金屬?gòu)U水污染治理與重金屬的回收利用相結(jié)合是未來(lái)治理的發(fā)展之路，也是技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的方向。

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