从工业废水中回收重金属综述_姜萍

环保与安全工程从工业废水中回收重金属综述姜萍＊(青岛科技大学药物研究所,山东青岛266042)摘要:随着我国工业的发展,废水排放量增加,其中重金属污染已成为一个亟待解决的问题。对传统的处理废水重金属的方法如反渗透法、离子交换法进行了回顾,对各自的优缺点与操作条件进行了比较,综述近年来采用这些方法所取得的成就。着重介绍了新兴的生物方法包括活性污泥法、生物膜法处理废水中重金属的作用机制、操作优点及其应用前景。最后得出,虽然传统的物理化学方法已被广泛使用,但由于各有利弊,需要进一步改进,才能更好的应用于大规模生产。相比之下,大规模应用活性污泥及生物滤器从废水中回收有毒重金属将有极好的应用前景。关键词:重金属;反渗透法;离子交换法;活性污泥法;生物膜法中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1002-1116(2008)06-0038-04重金属是一类相对分子质量在63.5到200.6之间的元素。它们在地球表面分布丰富且经常被应用于工农业生产,诸如钴、铜、铁、锰、钼、钒、锶、锌等。重金属废水来源主要是矿山坑内排水、废石场淋浸水、选矿厂尾矿排水、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。废水中重金属的种类、含量及存在形态随不同生产企业变化较大。由于重金属不能分解和破坏,而只能转移它们存在的位置或转变它们的物理和化学形态,一旦过量进入人体,将会产生极大危害[1]。目前,国家规定的重金属排放极限见表1。表1重金属排放指标重金属名称排放极限/(mg·L-1)As0.010Pb0.015Hg0.002Cd0.005Cr0.010Zn5.000Mn0.050Cu1.300Se0.050Ag0.050本文对传统的处理废水重金属的方法如反渗透法、离子交换法进行了回顾,对各自的优缺点与操作条件进行了比较,综述近年来采用这些方法所取得的成就。着重介绍了新兴的生物方法包括活性污泥法、生物膜法处理废水中重金属的作用机制、操作优点及其应用前景。1传统处理重金属物理化学方法1.1反渗透法反渗透是渗透作用的逆过程,一般指借助外界压力的作用使溶液中的溶剂透过半透膜而阻留某种或某些溶质的过程。在该过程中起关键作用的就是反渗透膜。实现反渗透有两个条件:一是操作压力必须大于溶液的渗透压;二是必须有一种高选择性、高透水性的半透膜[2]。1960年,著名的加拿大国家研究院反渗透膜理论创始人索里拉金博士与他的同事劳勃合作,成功地研制出第一张非对称性、具有高脱盐率与高水通量的反渗透膜,从此为该技术研究与应用打开了大门。据报道,咸阳国际机场的地下水中Cr6+最大含量超标514倍,西安美星精密环保设备股份有限公司采用反渗透装置,对咸阳国际机场供水进行净化、淡化处理,Cr6+质量第36卷第6期2008年12月江苏化工JiangsuChemicalIndustryVol.36No.6Dec.2008＊收稿日期:2008-09-12基金项目:山东省自然科学基金资助(Q2006B02);兰州大学功能有机分子国家重点实验室开放基金资助(200708)作者简介:姜萍(1983—),女,山东人,硕士研究生,药物化学专业,研究方向:药物合成、生物制药。电话:13854286854,E-mail:jiangping1120@yahoo.cn。浓度从0.27mg·L-1降低到<0.02mg·L-1,去除率达93%[3]。H.A.Qdais[4]等的实验中,采用聚酰胺卷式膜,操作温度控制在<45℃,pH在4～11,对CdSO4的截留率达到97%。日本某企业从含有铜、锌、铬的3270m3·d-1酸浸漂洗废水中,实现回收水3000m3·d-1,这项实验表明,反渗透膜能够有效地去除污水中的Cd2+。另外,黄万抚等[5]己采用反渗透技术处理紫金山矿含重金属离子酸性废水的试验研究表明,经反渗透技术处理后的净化水中Cu2+质量浓度<0.5mg·L-1,且Cu2+在浓缩液中得到了富集,可进一步回收。反渗透技术是非常有前景的水处理技术,不但因为它可对各种难处理污水进行处理,而且不需投加药剂,设备紧凑易实现自动化。对于处理含重金属离子的废水,它可以回收有价值的重金属,并且在工业废水回收中可以浓缩含有重金属离子的溶液来重新应用于生产。但是利用反渗透处理重金属时也存在一些缺陷,如必须对处理液中的离子浓度有特定要求;反渗透装置长期运行后,膜表面会逐渐积累各种污染物,如无机物垢和金属氧化物等,这些物质沉积在膜表面上,会引起反渗透装置性能的下降[6]。总体来说,应用反渗透及其组合工艺能回收利用重金属离子,实现清洁生产。今后随着制备技术的不断提高,反渗透技术处理重金属废水的工艺将会更有效、更经济,具有广泛的应用前景。1.2离子交换法离子交换法是液相中