污水的研究现状和发展动态

2010年9月（下）污水中的重金属离子排入江河湖海，对水体产生严重污染，对人体造成很大危害。基于对环境问题的关注与人类的保护，人们对含重金属离子污水的治理愈加重视，在进行大量深入而细致的研究后，提出了许多处理方法。在选择治理污水中重金属离子的方法之前，应当对各种处理方法的效果、投资、占地面积、原材料要求等方面有较为全面的了解。重金属离子种类繁多，处理方法多样。常用的治理污水中的重金属治理的方法为物理法、化学法、生物法、物理化学法。1物理法污水处理常用的物理法包括过滤法、重力沉淀法、气浮法、蒸发浓缩等方法。1.1过滤法过滤法是以具有孔粒状粒料层截留水中杂质，主要是降低水中的悬浮物。1.2重力沉淀法重力沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉淀性能，在重力场的作用下自然沉降，以达到固液分离的过程。1.3气浮法气浮法是通过生成吸附微小气泡附裹携带悬浮颗粒而带出水面并将之除去的方法。1.4蒸发浓缩法蒸发浓缩的实质是加热污水，由于水分子大量气化，使溶质得到浓缩，浓缩后的溶液回收利用，浓缩过程中产生的蒸汽冷却、凝结成为蒸馏水。固进行蒸发浓缩的必要条件是不断供给热能，气化出来的二次蒸汽须不断排出，否则溶液与二次蒸汽达到平衡，使气化不能继续进行。2化学法2.1化学混凝法化学混凝法作用对象主要是水中微小悬浮物和胶体物质，通过投加化学药剂产生的凝聚和絮凝作用，使胶体脱稳，形成沉淀而去除。该方法受水温、pH值、水质、水量等因素的影响大，对某些可溶性好的有机、无机物质去除率低。2.2氧化还原法1）用强氧化剂氧化分解污染物，通常是以空气、O2、Cl2、O3等为氧化剂对污水中的污染物进行氧化去除，这种方法是净化污水的一种化学治理方法。它几乎可以处理各种工业污水。2）在污水处理中，采用还原剂改变有毒、有害污染物质的价态，可消除或减轻其污染的程度。常采用铁粉（屑）、锌粉（屑）、电解时的阴极反应作为还原剂，此外还有硫酸亚铁、亚硫酸氢钠以及二氧化硫等也得到了应用。目前，还原法主要用于含铬污水及含汞污水的处理。采用硫酸亚铁-石灰法除铬，硼氢化钠法或铁粉还原法除汞，都已经在污水处理中被采用。3生物法生物法处理污水中的重金属可分为以下三种：生物絮凝法、生物吸附法和植物整治法。3.1生物絮凝法生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。微生物絮凝剂是由微生物自身构成的、具有高效絮凝作用的天然高分子物，它的主要成分是糖蛋白、粘多糖、纤维素和核酸等。一般来讲，线性结构的大分子絮凝效果较好，而支链或交联结构的大分子絮凝效果较差[6]。微生物表面的线性结构能与颗粒通过各种作用结合，起到很好的絮凝效果。藻类和菌体对重金属离子具有较强的富集能力，利用其生物吸附作用可从工业污水中除去重金属并回收贵重金属。3.2生物吸附法生物体借助化学作用吸附金属离子称为生物吸附。凡具有从溶液中分离金属能力的生物体或生物体制备的衍生物均称为生物吸附剂。生物吸附剂主要有菌体、藻类、淀粉、纤维等。3.3植物整治法利用植物处理重金属，主要有三部分组成：一是利用植物从污水中吸取、沉淀或富集有毒金属；二是利用植物降低金属活性，从而可减少重金属渗透到地下或通过空气载体扩散；三是利用植物将土壤中或水中的重金属萃取出来，富集到植物根部、可收割部分和植物地上枝条部分。4物理化学法4.1吸附法吸附法是利用吸附剂吸附污水中重金属离子的一种方法。经常使用的吸附剂有腐植酸吸附剂、活性炭吸附剂和硅酸盐类吸附剂等。用腐植酸物质处理污水中的重金属，国内外开展了很多研究工作，已产生了一批硝基腐植酸类物质的吸附剂，在处理电镀污水、染料污水、含表面活性剂污水等中均取得很好的效果。此外，国内已有十多种形式的活性炭吸附法处理电镀含铬污水的成套装置。4.2萃取法萃取的实质是溶质在水中和在有机溶剂中有着明显不同的溶解度。只有溶质在溶剂中的溶解度远大于其在水中的溶解度时，溶质方能从水中转入溶剂中。这是一种传质的过程，推动力便是污水中的实际浓度与平衡浓度之差。4.3电渗析在外加直流电场作用下，利用具有离子交换性能的阴、阳离子交换膜对水中离子的选择透过性，使一侧溶液中的离子迁移到另一侧溶液中去，达到浓缩、纯化、合成和分离的目的。电渗析过程的基本条件：一是水中的离子必须带电，在直流电场中阴、阳离子可做定向迁移；二是离子交换膜要有选择性，阳膜只允许水中的阳离子透过而具有排斥阴离子的能力；阴膜则相反，它只允许阴离子透过而具有排斥阳离子的能力。由于要求处理水具有足够的电导性以提高渗析效率，因此处理水中的电解质浓度不能过低。多种多样的污水中重金属离子的处理方法，可适用于处理不同类型、不同来源、成分各异的含重金属离子的污水。在实际处理过程中，应根据具体的条件，工艺上合理组合，科学地选择，以高效、低耗的原则，迅速达到污水净化的目的。污水的研究现状和发