重金属废水处理方法综述_门彬

65水工业市场2011年第8期一、引言重金属废水主要来源于矿山开采、机械加工、有色金属冶炼、废旧电池垃圾处理，以及农药、医药、油漆、颜料等生产过程排放的废水。重金属进入水体后，在食物链上具有放大作用，可在人体的某些器官积蓄起来造成慢性中毒，危害人体健康。重金属对健康的影响通常表现为对神经系统的长期损害，以及对消化系统、泌尿系统的细胞、脏器、皮肤及骨骼的破坏。水体重金属污染已经成为我国和世界上最严重的环境问题之一，对重金属废水的治理受到国内外科研工作者的高度重视。二、重金属废水处理方法不同于有机物可以被分解破坏，重金属只能转移其存在位置和改变它们的物理和化学状态。目前常用的重金属废水处理方法主要包括化学沉淀法、还原法、吸附法、膜分离法、混凝法、离子交换法、电化学法等。1、化学沉淀法(1)氢氧化物沉淀法氢氧化物沉淀法是通过调节pH值使重金属离子生成难溶的氢氧化物而沉淀分离，具有操作简单、价格低廉、pH值易于控制等特点，是重金属废水处理中最常应用的方法[1]。氢氧化物沉淀法虽然得到了广泛的应用，但是在操作时还需要注意以下几个方面[2]：①中和沉淀后，废水中若pH值高，需要中和处理后才可排放；②废水中常常有多种重金属共存，当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时，pH值偏高，可能有再溶解倾向，因此要严格控制pH值，实行分段沉淀；③废水中有些阴离子如：卤素、氰根等有可能与重金属形成络合物，因此要在中和之前需经过预处理；④有些颗粒小，不易沉淀，则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。(2)硫化物沉淀法硫化物沉淀法是用硫化物去除废水中溶解性重金属离子的一种有效方法。与氢氧化物沉淀法相比，硫化物沉淀法可以在相对低的pH值条件下（7-9之间）使金属高度分离，处理后的废水一般不用中和，形成的金属硫化物具有易于脱水和稳定等特点[3]。硫化物沉淀法也存在着一些缺点，硫化物沉淀剂在酸性条件下易生成硫化氢气体，产生二次污染，另外硫化物沉淀物颗粒较小，易形成胶体，会对沉淀和过滤造成一定的不利影响[4]。(3)铁氧体法铁氧体法处理重金属废水就是向废水中投加铁盐，通过控制pH值、氧化、加热等条件，使废水中的重金属离子与铁盐生成稳定的铁氧体共沉淀物，然后采用固液分离的手段，达到去除重金属离子的目的[5]。该法是日本NEC公司首先提出的[6]，用于处理重金属废水及实验室污水的处理，得到较好的效果。铁氧体共沉淀可一次去除废水中多种重金属离子，形成的沉淀颗粒大，容易分离，颗粒不返溶，不会产生二次污染，而且形成的是一种优良的半导体材料。但是这种方法在操作中需要加热到70ºC左右或重金属废水处理方法综述文/门彬王东升（中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085）摘要：本文介绍了几种典型的重金属废水处理方法，主要包括化学沉淀法、还原法、吸附法、膜分离法、混凝法、离子交换法、电化学法等，并对上述几种方法的机理、优缺点进行了综述。关键词：重金属废水处理方法机理优缺点INDUSTRIALWATERTREATMENT工业水处理66INDUSTRIALWATERTREATMENT工业水处理水工业市场2011年第8期更高，并且在空气中慢慢氧化，操作时间长，消耗能量多[7]。(4)化学沉淀法与其他方法的混合应用化学沉淀法常常与其他水处理方法相结合，互相取长补短，构成新工艺，使重金属废水处理更加完善。González-Muñoz等[8]用硫化物沉淀法回收和回用重金属离子，并将纳米过滤作为重金属废水处理的第二个步骤，研究结果显示硫化物沉淀法能有效去除废水中的重金属离子，废水再经纳米过滤后能直接回用。铁氧体法也被用来和电解法、离子交换法、活性炭吸附法、过滤吸附法、磁流体法等方法相结合来处理特定的污水[5]。2、还原法还原法是利用还原剂和含重金属离子废水接触反应，将重金属离子由高价还原至低价的一种废水处理方法。国内外使用的还原剂包括：二氧化硫、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、铁屑、硼氢化钠、连二亚硫酸钠等[9-12]。目前还原法一般用作废水处理的预处理方法使用。3、吸附法(1)物理化学吸附法物理化学吸附法主要是通过吸附材料的高比表面积的蓬松结构或者特殊官能基团对水中重金属离子进行物理吸附或者化学吸附的一种方法。该方法用到的吸附剂包括活性炭、膨润土、沸石、壳聚糖，以及廉价吸附剂—工农业废弃物等。活性炭装备简单，吸附能力强，去除效率高，在废水治理中应用广泛，但活性炭再生效率低，处理水质很难达到回用要求，一般用于电镀废水的预处理[13]；膨润土是以蒙脱石为主要矿物的粘土岩，有巨大的表面积，因而具有巨大的吸附能力[14]。研究发现，沸石可以处理含Cr、Cd、Pb、Ni、Zn、Cu等重金属离子的废水[13,15-16]；壳聚糖分子中含有很多氨基和羟基，可与大多数过渡金属离子形