重金属废水处理技术研究进展_邹照华

我国水资源总量居世界第6位，但人均水量约为世界人均水量的1/4，是水资源严重不足的国家之一，预计到2010年总缺口将达到1140亿吨[1]。近年来随着工业生产和城市现代化水平的发展，废水大量排放，水源中重金属积累加剧，重金属污染越来越严重。对含重金属废水的治理受到国内外科研工作者的高度重视。本文综述了重金属废水的来源危害，几种处理重金属废水的方法，其优缺点和发展趋势。1重金属废水的来源和危害1.1重金属废水的来源重金属废水主要来自矿山坑内排水，选矿厂尾矿排水，废石场淋浸水，有色金属冶炼厂除尘排水，有色金属加工厂酸洗水，电镀厂镀件洗涤水，钢铁厂酸洗排水，以及电解、农药、医药、油漆、颜料等工业。近年来，随着工业发展和人类自身活动的增加，大量含有重金属污染物的工业废水和城市生活污水被排入江河湖泊。据Nriagu[2]估算，全球每年排放到环境中的有毒重金属高达数百万吨，其中砷为12.5万吨，镉为3.9万吨，铜为14.7万吨，汞为1.2万吨，铅为34.6万吨，镍为38.1万吨，并且呈逐年上升的趋势。1.2重金属废水的危害重金属废水污染具有毒效长期持续，生物不可降解的特点，且可通过食物链作用进入人体，并在人体内累积，从而导致各种疾病和机能紊乱，最终对人体健康造成严重危害。其中主要金属污染源有Cu、Zn、Hg、Ni、Cd、Pb和Cr等。日本水俣湾由汞中毒造成的“水俣病”，神通川流域由镉引起的“痛痛病”，就是重金属污染给人体健康带来损害的典型事例。因此有效地去除废水中的重金属已成为当前的迫切任务。2重金属废水的传统处理方法对重金属废水的治理包括传统方法和新技术。其中较传统的治理方法有化学沉淀法、电化学法、吸附法和膜分离法等。较新的技术如：纳米技术、光催化法、新型介孔材料和基因工程。2.1化学沉淀法化学沉淀法指向重金属废水中加入药剂通过化学反应使呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的化合物沉淀而去除。包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、钡盐沉淀法和铁氧体共沉淀法等。其中中和沉淀法是应用最广的一种方法，向重金属废水中投加碱中和剂（通常为Ca(OH)2）使废水中的重金属形成溶解度较小的氢氧化物或碳酸盐沉淀而去除。铁氧体共沉淀法是日本电气公司（NEC）研究出来的一种新技术，是近十年来刚出现的方法。向重金属废水中投加铁盐，通过工艺控制，达到有利于形成铁氧体的条件，使污水中多种重金属离子与铁盐生成稳定的铁氧体晶粒共沉淀，再通过磁力分离等手段，达到去除重金属离子的目的[3]。赵如金[4]采用铁氧体法处理重金属废水处理技术研究进展邹照华1，何素芳2，韩彩芸1，张六一1，罗永明1（1.昆明理工大学环境科学与工程学院，云南昆明650093；2.昆明理工大学分析测试中心，云南昆明650093）摘要：综述了重金属废水的来源、危害及目前常用的处理技术。包括传统方法中的化学沉淀法、电化学法、吸附法和膜分离法；新出现的技术如纳米技术、光催化技术，以及新型介孔材料和基因工程。并对上述方法的机理、研究进展、优缺点进行了评述，同时阐述了处理重金属废水的技术和方法的发展趋势。关键词：重金属废水；传统方法；新技术；展望中图分类号：X75文献标识码：A文章编号：1000-3770(2010)06-0017-004收稿日期：2009-09-03基金项目：国家自然科学基金项目（20867003）；云南省学术技术带头人培养基金项目（2008py010）；昆明理工大学引进人才基金项目（KKZ3200822027）作者简介：邹照华（1981－），女，硕士研究生，主要从事介孔材料对重金属离子的吸附研究联系电话：15911537974；E-mail：zouzhaohua@163.com第36卷第6期2010年6月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.36No.6Jun.,201017DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2010.06.005重金属废水，发现重金属离子的半径接近铁离子、n(Fe2+)/n(M2+)的值越大，磁性产物中金属的回收率、磁性产物的稳定性及饱和磁化率越大，且处理后的废水中各种金属离子的质量浓度均达到污水综合排放指标。化学沉淀法是目前发展时间较长，工艺较成熟的方法。去除范围广、效率高、经济简便。但需要投加大量化学药剂，并以沉淀物的形式沉淀出来，存在二次污染问题。2.2电化学法电化学法指应用电解的基本原理，使废水中重金属离子通过电解在阳-阴两极上分别发生氧化还原反应使重金属富集，然后进行处理[5]。电解法是集氧化还原、分解和沉淀为一体的处理方法，包括电凝聚、电气浮、电解氧化和还原等多种净化过程。按照阳极类型不同，电解法可分为电解沉淀法和回收重金属电解法[6]。其中电解沉淀法主要用于含铬废水的处理，一般采用铁板作为阴极和阳极，在直流电作