重金属废水处理技术进展

第24卷第4期2004年7月河北大学学报(自然科学版)JoumalofHebeiUniversity(NaturalScienceEdition)V01．24No．4Jul．2004学科综述重金属废水处理技术进展孙建民，于丽青，孙汉文(河北大学化学与环境科学学院，河北保定071002)摘要：主要对各种现行的化学法、物理化学法处理重金属废水技术的基本原理和特点进行了综述．同时指出在多数方法的处理过程中由于不同程度地加入了某些化学试剂，所以在选用处理方法时应考虑有可能对环境造成的二次污染．关键词：重金属；废水处理；二次污染中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1000—1565(2004)04—0438—06重金属废水主要来自电镀厂镀件洗涤水、矿山坑道排水、有色金属冶炼厂除尘排水、有色金属加工厂酸洗废水、钢铁厂酸洗排水及电解、农药、医药、油漆、染料等各种生产加工场，而电镀是重金属废水的主要来源．大多数金属离子及其化合物易于被水中悬浮颗粒所吸附而沉淀于水底的沉积层中，长期污染水体．某些重金属及其化合物能在鱼类及其他水生生物体内以及农作物组织内富集、累积并参与生物圈循环．人通过饮水及食物链的作用，使重金属在体内富集而中毒，甚至导致死亡．震惊世界的“骨痛病”就是由于镉慢性中毒，导致镉代替了骨骼中的钙而使骨质变软，最后发生废用性萎缩、并发性肾功能衰竭和感染等合并症而死亡．重金属污染还常常伴随着有氰、砷、氟等有害物质的污染，对人体造成很大危害，如氟化物可导致骨质疏松、骨质增殖或变形，还可引起湿疹及各种皮炎；砷及所有含砷的化合物在人体内积累是致癌、致畸物质．人们在逐渐认识到重金属废水对环境特别是对人类自身产生的危害后，采取了多种措施治理重金属废水污染，综合近年来各种处理重金属废水技术将其归纳为：化学处理法、物理化学处理法和生物处理法3类．1化学处理法化学处理法包括混凝法、氧化还原法、电解法、气浮法、中和沉淀法和化学沉淀法等，这类方法的特点是重金属不以原化学形态回收．1．1混凝法混凝沉淀的反应机理是废水中不易沉降的细小悬浮物带有同性电荷，所以在废水中呈胶体状态，使废水混浊．将废水中加入混凝剂后，产生了电性相反的电荷，根据异性电荷相互吸引的原理，使废水中的胶体失去稳定性，此时，废水中的悬浮物凝聚成絮状颗粒物沉降下来．常用的絮凝剂是铝盐和铁盐．铝盐主要有：硫酸铝[Al。(S04)，·18H：O]、明矾[Al。(SO。)。·K：S04·2H：O]、铝酸钠[Na，AlO，]、三氯化铝[AlCl，]及碱式氯化铝[Al。(oH)。C1，一。，]．铁盐主要有：硫酸亚铁[Fes04]、硫酸铁[Fe2(S04)。]及三氯化铁[FeCl3]．该类无机絮凝剂由于加入了大量铝盐，如对沉积物处理不当，会造成铝向环境的大量排放，有可能使土壤、水体铝含量增高，造成二次污染．收稿日期：20030928作者简介：孙建民(1956一)，男，河北保定人，河北大学副教授，主要从事环境分析化学研究万方数据第4期孙建民等：重金属废水处理技术进展·439·近年来高分子混凝剂有了很大发展．如聚丙烯酰胺、壳聚糖及其衍生物等．壳聚糖是天然高分子聚合物，是一种天然可食用物质，在自然条件下可降解，其来源丰富，价格较低，尤其是对环境无污染，所以是一种很有发展前途的高分子絮凝剂⋯．壳聚糖交联成树脂可用于吸附重金属离子，除去溶液中的铀和重金属离子心“1．杨智宽1等应用羧甲基壳聚糖对水中cd2+离子进行絮凝处理，研究了溶液的酸度、温度、絮凝时间等因素对除镉率的影响．研究表明，在最佳条件下，用此法处理含镉30～50mg／L的水样，除镉率可达99．9％以上．文献[8]报道了用脱乙酰基壳聚糖为絮凝剂，在电解质Na：sO。的作用下絮凝除镉的方法．当水样含镉浓度不大于40mg／L，pH=8～9和壳聚糖的含量为10g／L时，镉的去除率达到99．95％以上．1．2氧化还原法氧化还原法主要用于处理废水中的cr6+，Cd2+和H92+等重金属离子．常用的还原剂有气态的SO，，烟道气中的sO：，液态的水合肼以及固态的亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、硫酸亚铁、硼氢化钠，金属铁、锌、铜、锰、镁等金属也可作为还原剂．如用铁屑作还原剂，处理含cr6+，H92+的废水等．有文献报道阳‘1叫于含铬废水中按一定比例投入硫酸亚铁或硫酸氢钠等还原剂，将废水中六价铬离子还原成三价铬离子，酸化还原的pH值为2～3；然后投加碱剂，如石灰、氢氧化钠等，调节pH值为7．5～9．0，使三价铬形成氢氧化铬沉淀去除．氧化还原法的优点是原料来源容易，处理效果好，适用于水量少的小厂，其缺点是占地面积大，污泥体积大，处理重金属后的污水呈碱性，若直接排放会使土壤碱化，对环境造成二次污染．1．3电解法电解处理法是指应用电解的基本原理，使废水中重金属离子通过电解过程在阳一阴