表面廢水的處理方法綜述

周 磊，周 坤

（1.江蘇泰斯特生態環保研究院有限公司，江蘇 宿遷 223800；2.蘇州大學軟凝聚態物理及交叉研究中心，江蘇 蘇州 215006）

表面處理是一種在基體材料表面上人工形成一層與基體的機械、物理和化學性能不同的表層的工藝方法。表面處理方法主要有電鍍、氧化、磷化、發黑等，其生產過程產生的廢水中含有銅、鎳、鉻、鎘、鋅等重金屬，以及氰化物、光亮劑、添加劑等有毒有害污染物［1-2］。我國每年排放表面廢水達到40億噸，占工業廢水總量的1/5［3］。這些表面廢水中污染物質（重金屬）進入環境后難以被降解，長期在自然界中存在，并通過食物鏈再生富集，長此以往會導致中毒、癌癥、畸形、突變。因此，表面廢水的處理與回收利用對節約水資源以及保護環境起著至關重要的作用［4］。目前常用于表面廢水處理的方法有傳統化學法、生物法、膜法、吸附法、蒸發法、電化學法等，每種方法都有各自優缺點及應用領域。

1 表面廢水的處理方法

1.1 化學法

化學法處理表面廢水主要是通過中和法和沉淀法，去除表面廢水中的酸堿和重金屬。中和法［5］主要是中和處理低濃度的酸堿廢水。有酸堿之類的條件時，可利用廢堿中和酸性廢水，利用廢酸中和堿性廢水，或酸堿廢水相互中和，即遵循“以廢治廢”的原理。當然，若沒有這些條件時，也可適當采用中和劑廢水來進行酸堿廢水的處理。沉淀法則是利用重金屬與氫氧根離子在較高pH下，形成比較穩定的氫氧化物沉淀，一般表面廢水處理都是采取這種方法除去重金屬離子。

目前，表面廢水處理方法以化學法為主，早期環保意識不高，對于表面廢水一般只要求重金屬達到排放標準即可，化學法處理重金屬具有操作方法穩定、處理效率高、處理水質穩定、處理成本低等優點［6］。

1.2 生物法

利用微生物處理重金屬工業廢水的研究源于20世紀80年代，此后采用生物法處理金屬廢水成為國內外科研人員研究的新課題［7］，它具有效率高、選擇性強、吸附容量大等優點，不會造成二次污染，且廢水處理成本低，面世后便引起廣泛注意，得到了較快的發展。它的特殊作用正在不斷得到挖掘，一些具有特異性的優勢菌種不斷得到創造或改進；同時生物處理法也存在著一些缺陷和不足，需要不斷完善和改進現有技術和方法：提高功能菌的反應效率，降低功能菌的培養成本，實現處理設施的設備化和自動化；對微生物與重金屬反應的動力機理進行深入研究，提高微生物對重金屬的負荷能力，以提高重金屬離子的去除效果。

1.3 膜法or膜分離法

膜分離法是一種新型的高分離、提純濃縮及凈化技術。目前來看，工業上應用較多且應用較為成熟的有反滲透、超濾、液膜、電滲析。張斌閣［8］以預處理后的表面廢水為原水，采用UF-RO集成裝置對電鍍廢水進行回用處理，可實現回收率為65%，且產水水質優于《城市污水再生利用-工業用水水質》（GB19923-2005）中敞開式循環水系統補充水水質標準，UF-RO系統產水水質穩定，對水中 COD、BOD5和電導率去除率很高，分別在95%、95%和97%以上。

雖膜技術發展較為迅猛，但仍未處于廣泛應用階段，其技術還未完全成熟，尚且需要科研工作者進一步的努力。膜法 or膜分離法處理表面廢水一般只作為補充方法，尚無單一運用。

1.4 吸附法

吸附法是利用活性炭優良的吸附功能實現表面廢水處理。活性炭在工業中的應用日益廣泛，其發達的孔隙結構和較大的表面積使其具備優良的吸附性能，其且化學性能也比較穩定。在處理廢水過程中，其先對吸附材料進行處理活化，然后對重金屬進行吸附，最后對吸附材料進行再生處理。吸附法的優點是成本低、材料來源廣泛，但是制得的吸附劑重金屬吸附后很難再生，較難再回收重金屬，吸附劑使用壽命短。

吸附法在電鍍廢水處理中也可以使用天然沸石作為吸附劑，此種方法效率較低，同時活性炭處理成本較高，不適于大規模推廣應用。

1.5 蒸發法

蒸發法是利用熱量把表面廢水蒸發，所得到的溶質再進一步處理及利用，此方法耗能較高，主要用于超高濃度的表面廢水的處理，且一般用于廢水量很少，或者作為膜過濾濃液、超高濃度廢液蒸發用［9］。

1.6 電化學法

電化學法是利用電化學原理實現表面廢水處理。近年來，電化學法作為重金屬廢水處理技術之一備受關注，其具有電解、絮凝、氣浮、氧化還原和微電解等作用，這些作用在廢水處理中常常同時進行。

李萌等［10］采用電絮凝法處理電鍍廢水中的重金屬，考察了電極種類、溶液初始pH值、電流強度、電絮凝時間等因素對重金屬離子去除效果的影響。結果表明：金屬鐵、鋁分別作為電極，鋁電極對重金屬的的處理效果優于鐵電極的處理效果；在初始pH＝6、電流強度為30A、電絮凝時間為2min的條件下，電鍍廢水中Cu和Ni的去除率分別為98.98%和95.29%，出水重金屬離子質量濃度均滿足GB21900-2008（電鍍污染物排放標準》的規定。

電化學方法處理表面廢水具有處理徹底、工藝簡單等諸多優點。但也存在耗能較高，成本較大等缺點。

2 結語與展望

隨著社會發展，環保標準逐年提高，環保監管也日趨嚴格，傳統的表面廢水處理技術已經不能滿足表面處理行業相關排放標準，采用新型表面廢水處理技術勢在必行。電化學法、膜法處理電鍍廢水具有很大的發展空間和發展前景。目前，隨著膜技術、電化學法等技術的發展，應用組合表面廢水處理技術逐漸成為一種趨勢，可以避免或者減少二次污染的產生，提高表面廢水重金屬處理效率；同時，對于其他污染物的去除也有較高的效率。