導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇處理重金屬廢水的方法，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

工業廢水的治理是水污染控制的主要任務之一。工業廢水中通常含有大量的重金屬離子，這些離子具有極大的危害性，很容易被有機體吸收，當濃度超過一定限度，就將對人體造成健康損害。因此，對這些廢水在排放前進行適當的處理尤為重要。因廢水中的重金屬離子種類不同，在溶液中存在的形念各異，所以處理方法也不一樣。

一、化學沉淀法

化學沉淀法被廣泛應用于工業廢水重金屬離子的去除。溶解的金屬離子在pH值調整到11后，與沉淀劑(如石灰)轉化為不溶的固體，其中比較典型的是氫氧化物。用石灰分別處理初始濃度為450mg/L與1085mg/L的Zn(II),Mn(II)離子。Zn(II)與Mn(II)雖然初始濃度不同，但當pH值為11時，它們均可降低至5 mg/L以下（這仍然不能滿足苛刻的環境排放要求，還需要進一步采用物理化學方法處理)。雖然試驗的結果不盡相同，但都表明pH值調節到堿性(pH=11)是化學沉淀法有效去除重金屬離子的重要參數，因此，石灰和氫氧化鈣是最普遍使用的沉淀劑?；瘜W沉淀法的突出優點是過程簡單、設備投資少、操作方便安全等。缺點是不僅需要大量的沉淀劑，還必須對其反應所產生的廢漿作進一步處理。

二、生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物的代謝物，進行絮凝沉淀的一種除污方法。微生物絮凝劑是由微生物自身構成的，具有絮凝作用的天然高分子物，它的主要成分是糖蛋白、粘多糖、纖維素和核酸等。通常情況，線性結構的大分子絮凝效果較好，而支鏈或交鏈結構的大分子效果較差。由于多種微生物具有一定線性結構，有的表面具較高的電荷和較強親水性，能與顆粒通過各種作用(如離子鍵、吸附等)相結合，象高分子聚合物一樣起絮凝劑作用。已發現17種微生物有較好絮凝功能，如霉菌、細菌、放線菌和酵母等。有多種微生物可用于重金屬的處理。該方法的優點是安全無毒，不產生二次污染，絮凝效率高，且生長快，易于實現工業化等。此外，微生物可以通過遺傳工程，馴化或生成有特殊功能菌種，發展前景理想。

三、浮選法

浮選法是利用氣泡從液相中分離固體或其他液體的方法，具體是指附著在氣泡上的粒子可隨氣泡的上浮將依附在粒子上的重金屬離子加以分離。浮選法是一種物理分離過程，它在去除廢水中的重金屬離子上很有潛力。浮選法分為以下幾類:分散空氣浮選法；溶解空氣浮選法；真空空氣浮選法；電浮選法，生物浮選法。

其中，溶解空氣浮選法是處理含重金屬離子廢水最普遍的方法。該方法對小粒子有良好的去除效果、處理時間較短、費用較低，是一種有潛力的廢水處理方法。

四、膜過濾法

膜過濾法不僅能去除懸浮固體物與有機物，還能高效地去除無機污染物，比如重金屬物質。在處理無機廢水中，根據保留顆粒的尺寸大小，可選擇超濾、納米過濾以及反滲透法等不同的過濾方法。

（一）超濾法

超濾法應用透過膜分離無機廢水中的重金屬。透過膜的尺寸范圍為5～20nm，可以使水以及低分子量的溶質通過，大分子(分子量1000～100000)以及懸浮的固體顆粒物等其他物質則被截留下來。

（二）反滲透法

反滲透技術是一種由壓力驅動的膜分離技術:溶液中的水通過膜，而金屬離子則被截留下來。與超濾法和納米過濾相比，反滲透法分離無機廢水中的金屬離子效率最高。化學沉淀法中，pH值為影響重金屬離子去除效率的關鍵因素，而反滲透法中則為壓力。壓力越高，離子去除效率越高，但能耗也越大。使用反滲透法，水的通量高、去除離子效率高、對生化毒物不敏感，并且機械強度、化學穩定性、抗高溫性能等均好；不過，污染廢水中存在的陽離子如Cd(II),Cu(II)，使膜不可恢復的污塞，增加了操作費用。膜的分離效率是隨使用時間的延長而降低的，從而也降低了滲透的速率。這種方法的總體缺點就是能耗較高。

（三）納米過濾

納米過濾膜介于超濾膜與反滲透膜之間。它的分離機理包括原子篩分效應與電效應。納米膜上的帶電離子與液體中的離子形成離子對，同時后者被除去。這種膜的小孔道以及表面電荷使得尺寸小于孔道的離子能被去除。納米過濾法比反滲透法需要的壓力低，因此，操作費用也較后者低。一般說來，納米過濾法可以處理含重金屬離子濃度大于2000mg/L的無機廢水。在多種膜分離方法中選擇最合適的，主要考慮以下幾方面因素:廢水的性質、金屬離子在水中的本性與濃度、pH值與溫度。除此之外，膜還要和投料溶液與清潔劑相配套，以使表面污塞最小。

五、離子交換法

離子交換法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法。應用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等。離子交換樹脂有凝膠型和大孔型，前者有選擇性，后者制造復雜、成本高、再生劑耗量大，因而在應用上有很大的局限性。離子交換是靠交換劑本身自由移動的離子與被處理溶液中的離子通過離子交換來實現的。推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力。多數情況下離子先被吸附，再被交換。離子交換劑具有吸附、交換雙重作用。這種材料的應用越來越多，如膨潤土，它是以蒙脫石為主要成分的粘土，具有吸水膨脹性好、比表面積大、較強的吸附能力和離子交換能力。天然沸石是含網架結構的鋁硅酸鹽礦物，其內部多孔，比表面積大，具有獨特的吸附和離子交換能力。研究表明，沸石從廢水中去除重金屬離子的機理，多數情況下是吸附和離子交換的雙重作用。隨流速增加，離子交換將取代吸附作用占主要地位。通過吸附和離子交換再生過程，廢水中重金屬離子濃度可提高30倍。用沸石去除銅，在NaCl再生過程中，去除率達97％以上，可多次吸附交換，再生循環，而且去除率并不降低。

六、電化學處理技術

（一）電滲析

利用只能選擇性地通過陽離子或陰離子的陽離子交換膜和陰離子交換膜，使之互相交替排列，構成多電室電滲析槽。膜堆兩端分別設置有陰、陽電極，進入電滲析器的溶液在外加直流電場作用下，陰、陽離子各向相反方向電極方向移動，因而形成濃室和淡室相間的格局。將濃縮液和淡化液分別從濃室和淡室引出，便可達到重金屬濃縮分離和淡化的目的。

（二）膜電解

膜電解是一種電勢作用下的化學過程。它可被用于金屬離子的純化。陰極有兩類：傳統的金屬陰極、高比表面的陰極。電解發生時，正極發生氧化反應，負極發生還原反應。這一方法被有效地應用于碳電極廢水中Cr(VI)的去除上。缺點是能耗較高。

（三）電沉積

為了更有效地去除廢水中的重金屬離子，研究者將電壓加到傳統的化學沉淀方法中。根據電極的不同，電沉積可以分別應用于酸性和堿性溶液中。

七、處理廢水中重金屬離子的不同物理化學方法的比較

比較不同廢水處理方法的性價比，要充分考慮pH值、投料量、初始離子濃度及金屬離子去除率。綜合分析各項資料，我們得出:當初始濃度為100mg/L時，離子交換法幾乎全部消除了Cd(II),Cr(III) ,Cu(II),Ni(II)和Zn(II)等離子，這一結果可以同反滲透法相比；當初始濃度大于1000mg/L時，石灰沉淀法是最有效的處理方法之一；當離子初始濃度為50mg/L時，浮選法幾乎和反滲透法一樣可以完全處理廢水中的離子，費用則更低。

參考文獻：

篇2

Abstract: in recent years in the general attention, heavy metal waste water treatment. With the development of technology, heavy metal waste water treatment process technology has made great progress, from the traditional precipitation, chemical method, adsorption to modern microbial processing technology, reverse osmosis technology, etc. The traditional management of heavy metals in the method of the waste water, the heavy metal waste from just moved to other have to medium, not radically put an end to the pollution problem of the heavy metal. This paper discusses the principle of heavy metal process, advantages and disadvantages and its application direction studied and discussed.

Keyword: sewage treatment system; Heavy metal; Wastewater treatment processes; Design research

中圖分類號：[R123.3] 文獻標識碼：A文章編號：

引言

重金屬廢水是對環境污染最嚴重和對人類危害最大的工業廢水之一。20世紀60年代震驚世界的日本公害病──水俁病和痛痛病，就是分別由含汞廢水和含鎘廢水污染環境造成的。因此，各國對重金屬廢水的治理都十分重視。

1.水污染現狀

水是一種寶貴的自然資源，隨著工農業的迅速發展和人們生活水平的不斷提高，對水資源的要求，無論是從質而言，還是從量而言，都有了更高的標準。水并非是取之不盡，用之不竭的天然資源，它是有限資源，對于缺水地區來說，水就更加寶貴了，防止水污染，保護水環境，目前已引起廣泛共識。

水污染是指水體因外界某種物質的介入，導致原有質量特性發生改變，從而影響了原有的功能和利用價值，甚至危害人體健康，破壞生態環境。人類社會為了滿足生活及生產的需求，要從各種自然水體中取用大量的水，這些水被利用后，即產生生活污水和工業廢水，并最終又排入天然水體，這樣就構成了一個用水的循環。

2.處理特點和基本原則

廢水中的重金屬是各種常用方法不能分解破壞的，而只能轉移它們的存在位置和轉變它們的物理和化學形態。例如，經化學沉淀處理后，廢水中的重金屬從溶解的離子狀態轉變成難溶性化合物而沉淀下來，從水中轉移到污泥中；經離子交換處理后，廢水中的金屬離子轉移到離子交換樹脂上；經再生后又從離子交換樹脂上轉移到再生廢液中?？傊?，重金屬廢水經處理后形成兩種產物，一是基本上脫除了重金屬的處理水，一是重金屬的濃縮產物。重金屬濃度低于排放標準的處理水可以排放；如果符合生產工藝用水要求，最好回用。濃縮產物中的重金屬大都有使用價值，應盡量回收利用；沒有回收價值的，要加以無害化處理。

重金屬廢水的治理，必須采用綜合措施。首先，最根本的是改革生產工藝，不用或少用毒性大的重金屬；其次是在使用重金屬的生產過程中采用合理的工藝流程和完善的生產設備，實行科學的生產管理和運行操作，減少重金屬的耗用量和隨廢水的流失量；在此基礎上對數量少、濃度低的廢水進行有效的處理。重金屬廢水應當在產生地點就地處理，不同其他廢水混合，以免使處理復雜化。更不應當不經處理直接排入城市下水道，同城市污水混合進入污水處理廠。如果用含有重金屬的污泥和廢水作為肥料和灌溉農田，會使土壤受污染，造成重金屬在農作物中積蓄。在農作物中富集系數最高的重金屬是鎘、鎳和鋅，而在水生生物中富集系數最高的重金屬是汞、鋅等。

3.處理方法可分為兩類：

3.1使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變成不溶的重金屬化合物或元素，經沉淀和上浮從廢水中去除，可應用中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分離法、離子浮選法、電解沉淀或電解上浮法、隔膜電解法等；

3.2將廢水中的重金屬在不改變其化學形態的條件下進行濃縮和分離，可應用反滲透法、電滲析法、蒸發法、離子交換法等。第一類方法特別是中和沉淀法、硫化物沉淀法和電解沉淀法應用最廣。從重金屬廢水回用的角度看，第二類方法比第一類優越，因為用第二類方法處理，重金屬是以原狀濃縮，不添加任何化學藥劑，可直接回用于生產過程。而用第一類方法，重金屬要借助于多次使用的化學藥劑，經過多次的化學形態的轉化才能回收利用。一些重金屬廢水如電鍍漂洗水用第二類方法回收，也容易實現閉路循環。但是第二類方法受到經濟和技術上的一些限制，目前還不適于處理大流量的工業廢水如礦冶廢水。這類廢水仍以化學沉淀為主要處理方法（見廢水化學處理法），并沿著有利于回收重金屬的方向改進。

4重金屬廢水處理發展趨勢及展望

4.1生物法將成為主導方法 雖然化學法、物理化學法、生物法都可以治理和回收廢水中的重金屬，但由于生物法處理重金屬廢水成本低、效益高、易管理、無二次污染、有利于生態環境的改善。另外，通過基因工程、分子生物學等技術應用，可使生物具有更強的吸附、絮凝、整治修復能力。因此生物法具有更加廣闊的發展前景。

4.2幾種技術集成起來處理重金屬廢水 重金屬廢水是一種資源，許多重金屬都比較昂貴。如果將廢水中的重金屬作為一種資源來回收，不但解決了重金屬的污染，而且還具有一定的經濟效益。電化學法就可以滿足這些要求處理重金屬廢水，但由于廢水中重金屬的濃度一般較低，用傳統的電化學法來處理，電流效率較低，電能消耗較高。因此，為滿足日益嚴格的環保要求，實現廢水回用和重金屬回收,可將幾種技術集成起來處理重金屬廢水，同時發揮各種技術的長處。Tung Chung-Ching等[19] 集成采用膠束增強超濾法去除水溶液中的銅離子取得了顯著效果。張永鋒[20]采用絡合-超濾-電解集成技術處理重金屬廢水，超濾的濃縮液可通過電解回收重金屬，從而實現廢水回用和重金屬回收的雙重目的，為重金屬廢水的根治找到了新的出路。

5.重金屬濃縮產物的無害化處理

重金屬廢水經處理形成的濃縮產物，如因技術、經濟等原因不能回收利用，或者經回收處理后仍有較高濃度的金屬物未達到排放標準時，不能任意棄置，而應進行無害化處理。常用方法是不溶化和固化處理，就是將污泥等容易溶出重金屬的廢物同一些重金屬的不溶化劑、固定劑等混合，使其中的重金屬轉變成難溶解的化合物，并且加入如水泥、瀝青等膠結劑，將廢物制成形狀有規則、有一定強度、重金屬浸出率很低的固體；還可用燒結法將重金屬污泥制成不溶性固體。

6結束語

我們應該充分利用自然界中的微生物與植物的協同凈化作用，并輔之以物理或化學方法，尋找凈化重金屬的有效途徑。對重金屬的污染源頭進行嚴格的控制和監督，利用物理和化學的辦法處理好源頭的含較高濃度的重金屬廢水，不讓高含量的重金屬廢水進入城市排水管網。這樣可以減少治理成本，又減輕了二級污水廠的處理難度，取得較好的經濟效益和環境效益。在已建成的環境治理項目中，可以考慮進行對重金屬處理的改進和改造以達到對相應重金屬的處理，而在有必要進行重金屬處理的未建成環境治理項目，應該在立項時即考慮對重金屬的去除，以達到更好的治理污染，修復環境的目的。

參考文獻

1.馬士軍.微生物絮凝劑的開發及應用[J].工業處理,1997,12(1):7~10

2.陳天,汪士新.利用殼聚糖為絮凝劑回收工業廢水中蛋白質、染料以及重金屬離子[J].江蘇環境科學,1996(1):45~46.

3.李明春,姜恒,侯文強等.酵母菌對重金屬離子吸附的研究[J].菌物系統,1998,17(4):367~373

篇3

關鍵詞：

重金屬；廢水處理技術；電解法；膜集成技術；資源化；環境污染

根據我國衛生部的全國污染源普查結果，2015年，我國重金屬廢水中含砷、鉻、汞、鉛等重金屬的量約為2.21萬t，廢水排放總量為869萬t，在造成嚴重環境污染的同時，也導致了重金屬資源本身的極大浪費。在此背景下，加強對重金屬廢水處理技術和資源化利用的研究，已成為當前環境治理工作開展過程中的首要任務。

1重金屬廢水處理的必要性

重金屬廢水中的砷、鉻、汞、鉛等元素及其化合物會被水中的植物、魚類等收集并沿食物鏈傳遞，對此類重金屬及其化合物進行分析可知，其能夠導致蛋白質與活性酶失活，從而引發代謝紊亂，而由于其無法自然降解或經由生物代謝而排除，故極容易對人類健康與其他生物的生存和發展帶來嚴重威脅，因此有必要也必須加強對重金屬廢水處理技術的研究。

2重金屬廢水處理技術

2.1電解法

電解法處理重金屬廢水的原理為：在直流電作用下，廢水中帶正電的重金屬離子遷移至陰極，且在陰極獲得電子而被還原，所產生的金屬單質則沉淀至反應器的底部或是吸附到電極表面，實現廢水除鹽與水中重金屬的回收。以電化學鍍鎳液為例，利用電解法對溫度T＝80℃、pH＝9且電流密度為8.0mA/cm2的鍍鎳液進行電解，結果發現，在循環條件下通電2h后，可從廢水中回收97.9%的金屬鎳。對基于電解法的重金屬廢水處理技術進行分析可知，該方法無需添加任何化學試劑，故不會產生二次污染，但在溶液（廢水）內部，隨著反應的逐漸進行，原溶液中金屬離子的濃度也逐漸下降，從而導致溶液電阻率升高，耗電量也隨之增加，故電解法并不適用于低濃度的重金屬廢水處理。

2.2化學沉淀法

化學沉淀法，即將硫化物、氫氧化物、鋇鹽等沉淀劑投入到重金屬廢水當中，使其與廢水中重金屬離子發生反應并形成沉淀，達到取出廢水中游離的重金屬離子目的的一類技術。對化學沉淀法進行分析可知，該方法具有操作便捷、工藝簡單的優點，但在對重金屬處理過程中會產生大量的廢渣，若不對其進行二次處理，將很有可能產生二次污染。近年來，化學沉淀法在工藝和沉淀劑方面取得了顯著進展，例如，目前，一種新型的有機螯合劑——二丙浮選劑被大量應用于廢水中重金屬的去除工作當中，由于該螯合劑的重金屬去除不會受到pH與多重金屬離子的干擾，故基于該螯合劑的廢水中的重金屬去除率高達99.9%。

2.3生物吸附法

生物吸附法是近年來新興的一種重金屬廢水處理方法，對生物吸附進行分析可知，其是生物通過靜電作用、共價作用或分子力作用吸附在生物體表面的一種現象，而基于該方法的重金屬廢水處理主要包括兩個步驟：首先，重金屬離子與細胞表面大分子物質與官能基團的結合；其次，生物體細胞對廢水中的重金屬離子進行主動運輸和吸收。2013年，湖南某鉛鋅銅礦工作人員從礦石中分離獲得地衣芽孢桿菌，通過觀察，此種桿菌的表面電荷會隨其pH值的下降而增加，使得Cr6+離子同生物吸附劑結合點位間的相互作用大幅增強，從而強化了對金屬離子的去除效率，表明生物吸附法能夠增強重金屬離子的去除效果。同年，該工作人員從湖南某鎘污染地分離純化獲得的嗜麥芽窄食單胞菌在對地區含鎘廢水進行處理時發現，廢水樣本中的鎘的初始質量濃度為1.0mg/L，pH為6～7，在利用嗜麥芽窄食單胞菌吸附2h后，廢水中約有82.9%的鎘被吸附至嗜麥芽窄食單胞菌表面，表明嗜麥芽窄食單胞菌能夠有效吸附廢水中的鎘。

2.4離子交換法

離子交換法去除廢水中重金屬離子的原理為，使離子交換劑的功能基團同廢水中重金屬離子進行交換，從而將廢水中的重金屬離子去除，具體來說就是，當重金屬廢水經過離子交換器時，重金屬離子間的濃度差與交換劑的功能基團形成較強的離子親和力，由此來推動二者間的離子交換，進而達到去除廢水中重金屬離子的目的。目前，基于離子交換法的重金屬廢水處理過程中，常用到的離子交換劑包括了陰陽離子交換沸石和樹脂等，特別是陰陽離子交換樹脂的應用效果尤為顯著。例如，河北省某鋼鐵廠所排廢水中含有大量的銅、鉛等重金屬離子，該公司通過向其待處理廢水中加入1，1二羧酸酯-2-乙酸磷酸酯功能團樹脂，從而有效去除了其中的銅、鉛等金屬陽離子，從而確保了其處理后的廢水滿足鋼鐵生產的廢水處理和排放要求。

3重金屬廢水的資源化利用的實例分析

利用相關技術對重金屬廢水進行處理并非重金屬廢水處理的最終目的，重金屬廢水處理要求廢水中重金屬含量達到相關標準后，應對重金屬廢水進行資源化處理，即廢水的資源化處理和重金屬的資源化處理。現階段，我國在重金屬廢水資源化領域已取得了一系列重大研究成果且被成功運用至部分實際重金屬廢水處理工程當中，相關資源化技術主要包括兩方面：

3.1基于膜集成技術的含銅廢水處理

2013年，浙江省某工程施工后產生了大量的含膠體和重金屬Cu2+的工業廢水，地方環保部門和該工程單位環境部門根據所選納濾膜的分離特性與納濾處理前后水樣的導電率，進而對廢水中含有的Cu2+進行截留，節流范圍為85.3%，相應的截留分子量的范圍為756Da，在膜集成技術處理后，廢水中的Cu2+濃度由138.2mg/L降至1.79mg/L，且廢水的導電率也降至5.7us/cm，使出水水質較好地達到了生產用水要求。同時，經處理后的濃縮廢水被轉移至回收濃縮系統和萃取系統進行回收和萃取，最后經由電解將水中殘留的Cu予以回收，基本實現了該工程廢水處理的閉路循環，而后該重金屬廢水資源化工藝被臨近地區的相關工程所使用，且地區基于該工藝的含銅廢水中可回收的電解銅約為100t/年，較好地實現了含銅廢水的資源化處理。

3.2基于混凝沉淀與膜處理相組合的蓄電池廢水處理

2014年，廣東省某化工企業利用混凝沉淀與膜處理相組合的工藝對廠內蓄電池廢水進行處理，通過在蓄電池廢水中加入石灰、NaOH對廢水的pH進行調節，并使重金屬離子形成沉淀，而后利用將沉淀物同廢水進行分離，在此基礎上借助微濾和納濾等膜處理技術將蓄電池廢水中殘留的重金屬離子進一步分離。結果表明，經過混凝沉淀后，廢水中的大部分重金屬離子被去除，而膜處理后，廢水中鉛、鎘的濃度分別為0.3mg/L和0.02mg/L，回收率也達到72.5%，能夠基本滿足工業生產和排放的標準。

4結語

本文通過對重金屬廢水處理的必要性進行說明，進而對重金屬廢水處理的電解法、化學沉淀法和生物吸附法等相關技術方法做出了系統探究，并對重金屬廢水的資源化實例展開了詳細的論述和分析。研究結果表明，重金屬廢水處理和資源化的方法較多，未來應結合重金屬廢水的實際情況選擇恰當的方法對其進行處理和資源化利用，從而為提高重金屬廢水資源利用效率和強化環保效果奠定良好基礎。

參考文獻

[1]陶琨，廖志民．新型高效重金屬廢水資源化處理技術研發與應用[J]．印制電路信息，2011，11（13）.

篇4

1　引言

重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環境污染，主要指鉻、鉛、銅汞及類金屬砷等生物毒性顯著的重金屬造成的環境污染。當這些元素進入人體后會使蛋白質失活，嚴重危害健康。近年來，隨著人類對重金屬的開采、加工等活動的增多，排出了大量含重金屬的廢水，使得環境中的重金屬含量增加，超出正常范圍，對環境造成了嚴重的污染，并危害著人類的生存和發展。在一些河流中，曾發生銅污染引起水生生物急性中毒的事件；在某些海岸和港灣地區，也發生銅污染引起牡蠣肉變綠的事件。2011年8月，云南一化工廠發生鉻污染，致數萬立方米水的水質變差、牲畜接連死亡，此事件引發社會各界的極大關注。

因此，對這些含有微量重金屬元素的廢水的處理就成為一個亟待解決的問題。目前對重金屬廢水的處理工藝主要依靠傳統技術（化學沉淀，氧化還原法等），這些技術工藝相對簡單。但傳統處理方法表現出處理效率不高，且存在出水金屬濃度偏高的問題。另外原材料獲取費用昂貴，并且可能會引起其他方面的污染。為了尋找能夠更好的處理重金屬廢水的工藝，人們對利用生物去除重金屬的方法進行了研究。與傳統方法相比，生物法的原材料來源廣泛，價格低廉，而且其去除速度快，去除效果明顯。另外，生物法更具有環境友好性，處理后不會產生二次污染等問題。

2　生物法

生物法主要利用植物或微生物及其代謝產物的特性來處理重金屬，在廢水處理領域漸漸引起了人們的普遍關注。目前的研究表明，生物法主要分為生物吸附法、生物沉淀法、生物轉化法、生物絮凝法和植物修復法。

2.1　生物吸附法

生物吸附法的原理主要是因為微生物的細胞壁可以通過物理化學作用將重金屬吸附在胞外聚合物的結合位點上，這使微生物對重金屬有較強的吸附能力，并將它們螯合在多聚物或產生基團，并與重金屬離子形成絡合物。然后再在水中沉降，從而得到了去除重金素的效果。生物吸附法是一種新興的技術，可以選擇性的吸附水中的重金屬離子，處理效率較高，能夠解吸從而達到重復利用。并且操作的pH值和溫度條件范圍廣。這類吸附劑主要是藻類，還有細菌和真菌及其代謝產物（如幾丁質和多糖）等。但是吸附容量有限，只適合低濃度的重金屬廢水的處理。

Kuhu用海藻酸鈉對生枝動膠菌進行固定后，用它對含鎘廢水進行處理，發現可以吸附近96%的鎘。國內李清彪等通過研究發現白腐真菌菌絲球對于鉛有一定的吸附作用，另外還探討了黃泡展齒革菌對鉛的吸附。發現它光滑均勻，具有一定機械強度，并有較好的吸附能力。在不同種類的廢水的處理上，研究也有很大進展。我國利用一種SRV菌株吸附電鍍廢水中的銅離子，吸附率達到99.2%。吳啟堂等研究活性污泥對城市污水中重金屬的處理效果，發現了當優勢污泥為60mg/L時，對污水的銅、鋅、鎳的吸附率分別是82%、69%、51%。

2.2　生物沉淀法

生物沉淀法主要是利用微生物新陳代謝產物，將廢水中的重金屬離子沉淀固定，進而得以除去。目前發展最廣的方法是用硫酸鹽還原菌（SRB）來處理重金屬。SRB在厭氧的條件下，可以將硫酸鹽還原產生H2S。而它可以和重金屬離子反應生成金屬硫化物沉淀。因大多數硫化物沉淀的溶度積常數很小，所以可以較高效地去除重金屬。該技術處理金屬種類多，對含銅、鉛、鉻、鎘、汞的廢水處理取得了較好的效果。而且它還有處理徹底的優點。另外，由于廢水中重金屬多以硫酸鹽的形式存在，應用SRB處理廢水能夠達到“以廢治廢”的目的，大幅的降低了成本。

2.3　生物轉化法

生物轉化法是利用微生物的新陳代謝來轉化重金屬的過程。主要分成兩類：一類是通過氧化還原等作用來降低重金屬化合物的毒性，形成了微生物對重金屬的解毒作用，如細胞內的半胱氨酸殘基上的疏基與重金屬結合成絡合物，達到清除其毒害的效果；另一類是通過生物吸收作用，將重金屬積累在細胞的原生質內。微生物的轉化的特性部分菌種有較高的耐受性，對重金屬的生物毒性產生抗性，可以應用到高濃度的重金屬廢水的處理。

吳乾菁等從活性污泥中分離出了對汞、鉻、銅有耐受性的微球菌屬和假單胞桿菌屬的細菌，使用這類細菌制作的活性污泥對廢水的處理效果優良。隨著基因工程技術的完善，它已經被應用到許多方面。由于重金屬污染具有復合性，基因工程技術可以使人們對菌種進行改性，從而得到所需的菌種。馬曉航等認為采用DNA重組技術將金屬結合蛋白基因導入活性污泥優勢菌群中，可以有效的處理重金屬污染。目前，這種處理方法已得到一定的應用，在錦江電機廠便建成了以復合功能菌為主的生物凈化回收電鍍廢水和污泥中鉻等金屬的示范工程。

2.4　生物絮凝法

許多微生物具有一定的線性結構，有的表面的具有高電荷和強疏水性或親水性，能夠與重金屬通過離子鍵等作用相結合。因此微生物本身能起到絮凝劑的作用。另外，微生物尤其是細菌可以分泌黏性物質與細胞外，有一定的吸附能力和絮凝性，因此也可以依此原理對重金屬進行絮凝除污。但目前該項工尚缺乏具體的研究

2.5　植物修復法

植物修復技術，主要是利用植物來提取、吸收、分解、轉化或固定土壤、沉積物、污泥或地表、地下水中污染物。目前植物修復技術主要應用在處理重金屬等難降解的物質上。其具體的工藝內容包括植物萃取、植物穩定、植物揮發、根系過濾、種苗過濾等。與其他技術相比，植物修復法具有經濟上的巨大優勢，同時它的實施較為簡單，對環境的擾動少。在治理之后，還可以從植物的殘留物中回收重金屬，取得一定的經濟效益。但是植物修復法在應用中不靈活，而且治理效率不高，比較適合污染土壤的修復，不能治理重污染的土壤。

2.6　其他方法

隨著物理法、化學法去除重金屬工藝的完善，可以將生物法與傳統方法結合使用，充分發揮兩者的優點，彌補各自的不足。張子間采用微電解—生物法組合工藝處理含鉻電鍍廢水。在實驗過程中，電鍍廢水中的重金屬離子通過微電解法預處理，可去除90%以上。實驗結果表明，Cr6+、Cu2+、Ni2+的含量分別為50mg/L、15mg/L和10mg/L的廢水，進過微電解—生物法處理后，重金屬離子的去除率達到99.9%。且這種方法成本低廉，操作簡單，無二次污染。

4　結論及展望

近年來，針對含重金屬的廢水的處理技術進行了大量的研究，傳統處理方法雖然可以有效地去除重金屬，但是處理工藝復雜，費用昂貴，廢水回收困難。而且處理工程中加入的物理或化學試劑進入環境后也可能會引起二次污染。作為一種新興工藝，生物法對重金屬離子的去除技術具有經濟高效性，且工藝簡單、原料來源廣泛，以及環境友好性等優點，另外，Saglam發現用Phanerochaete　chrysosporium吸附重金屬后，可以利用鹽酸進行解吸，這說明了生物法還有利于污水中重金屬的回收。因此，生物法有廣闊的應用前景。

但是，生物工藝目前主要局限于實驗室，實踐較少。pH、溫度和重金屬濃度也會影響生物的活性，從而降低了去除效果。此外，生物去除過程往往耗時較長。今后的研究方向應主要集中于以下幾個方面：（1）逐漸增加生物工藝在實際中的應用，早日實現工業生產和環保領域；（2）運用生物工程加強研制可以適用極端環境的新菌種；（3）合理的結合物理、化學方法，從分發揮各個工藝的優越性，找到最有效最經濟的處理技術。

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中圖分類號：X75； TQ170.9 文獻標識碼：A

一、引言

隨著社會的不斷發展，人們比以往任何時候都更加崇尚工業與自然環境的和諧發展，這種理念已不斷滲透到各學科之中，在治理污染技術的開發上也應該尋求這種綠色產業。充分發揮自然界的天然自凈化功能，是在污染治理與環境修復領域開發綠色環保技術的體現，更是完整地利用天然自凈化功能的反應。本文闡述了重金屬的危害、來源及其存在形式，并重點論述了處理重金屬污染物的方法。

二、廢水中重金屬污染物的來源

1.鉛的來源。鉛常被用作原料應用于蓄電池、電鍍、顏料、橡膠、農藥、燃料等制造業。鉛板制作工藝中排放的酸性廢水(pH

2.鎘的來源。鎘是一種灰白色的金屬，自然界中主要以二價形式存在。鎘電鍍可以為鋼、鐵等提供一種抗腐蝕性的保護層，具有吸附性好且鍍層均勻光潔等特點，因此工業上90%的福用于電鍍、顏料、塑料穩定劑、合金及電池等行業，含鎘廢水的來源還包括金屬礦山的采選、冶煉、電解、農藥、醫藥、電鍍、紡織印染等行業的生產過程中。

3.鎳的來源。廢水中鎳的來源廢水中的鎳主要以二價離子存在，比如硫酸鎳、硝酸鎳以及與許多無機和有機絡合物生成的鎳鹽。含鎳廢水的工業來源很多，其中主要是電鍍業，此外，采礦、冶金、石油化工、紡織等工業，以及鋼鐵廠、印刷等行業排放的廢水中也含有鎳。

4.銀的來源。常見銀鹽中唯一可溶的是硝酸銀，也是廢水中含銀的主要成分。硝酸銀廣泛應用于無線電、化工、機器制造、陶瓷、照相、電鍍以及油墨制造等行業，含銀廢水的主要來源是電鍍業和照相業。

三、重金屬污染物在環境中的存在形式

重金屬污染物在大氣、水、沉積物、土壤、植物等體系中均有分布，在不同體系中的存在形式不同。重金屬在土壤中的存在形式、土壤重金屬污染主要是由于使用污泥和污水灌溉造成的，污水中工業廢水占60%～80%，且成分復雜，都不同程度含有生物難以降解的重金屬。

1.重金屬在水中的存在形式。近年來，中科院等對長江水環境中重金屬的背景值進行了較深入的考察，結果表明河水中大部分元素主要以懸浮顆粒態存在，而溶解部分的重金屬濃度較低，并且總量越是偏高的元素，以懸浮顆粒態存在的比例也越高。這一特征與區域條件有密切聯系，當地理風化強烈時，懸浮質含量直接影響水環境中元素濃度分布。同時，化學風化微弱使元素難以釋放，河水堿性偏低更使溶解態重金屬濃度偏低。

2.重金屬在沉積物中的存在形式。通過各種途徑進入水環境的重金屬，絕大部分隨物理、化學、生物及物理化學作用的進行，迅速轉移到沉積物中或通過懸浮物轉移到沉積物中。沉積物中重金屬賦存狀態及特征為：Pb主要趨向于同Fe/Mn水合氧化物、碳酸鹽相結合，Cu主要形成殘渣相和有機質相，而Zn易同Fe/Mn水合氧化物、碳酸鹽相結合；Pb、Zn以非殘渣相為主要成分，Cu以殘渣相為主要成分。

四、常用的重金屬廢水處理方法

重金屬廢水處理的方法有很多，可分為兩大類：一類是使溶解性的重金屬轉變為不溶或者難溶的金屬化合物，從而將其從水中除去。另一類是在不改變重金屬化學形態的情況下進行濃縮分離，例如反滲透法、電滲析法、離子交換法、蒸發濃縮法等。

1.氫氧化物沉淀法。該方法是通過向重金屬廢水投加堿性沉淀劑(如石灰乳、碳酸鈉液堿等)，使金屬離子與輕基反應，生成難溶的金屬氫氧化物沉淀，從而予以分離的方法。

2.硫化物沉淀法。該方法是通過向廢水中投加硫化劑，使金屬離子與硫化物反應，生成難溶的金屬硫化物沉淀從而得以分離的方法。硫化劑可采用硫化鈉、硫化氫或硫化亞鐵等。此法的優點是生成的金屬硫化物的溶解度比金屬氫氧化物的溶解度小，處理效果比氫氧化物沉淀更好，而且殘渣量少，含水率低，便于回收有用金屬。缺點是硫化物價格高。

3.還原法。該方法是通過向廢水中投加還原劑，使金屬離子還原為金屬或低價金屬離子，再投加石灰使其成為金屬氫氧化物沉淀從而得以分離的方法。還原法可用于銅、汞等金屬離子的回收，常用于含鉛廢水的處理。

4.離子交換法。離子交換法是利用離于交換劑的交換基團，與廢水中的金屬離子進行交換反應，將金屬離子置換到交換劑上予以除去的方法。用離子交換法處理重金屬廢水，如Cu2+、Zn2+、Cd2+等，可以采用陽離子交換樹脂；而以陰離子形式存在的金屬離子絡合物或酸根 (HgCl2-、Cr2O72等)，則需用陰離子交換樹脂予以除去。

5.鐵氧體法。鐵氧體是由鐵離子、氧離子以及其它金屬離子所組成的氧化物，是一種具有鐵磁性的半導體。采用鐵氧體法處理重金屬廢水是根據鐵氧體的制造原理，利用鐵氧體反應，把廢水中的二價或三價金屬離子，充填到鐵氧體尖晶石的晶格中去，從而得到沉淀分離的方法。

6.電解法。電解法是利用電極與重金屬離子發生電化學作用而消除其毒性的方法。按照陽極類型不同，將電解法分為電解沉淀法和回收重金屬電解法兩類。電解法設備簡單、占地小、操作管理方便、而且可以回收有價金屬。但電耗大、出水水質差、廢水處理量小。

7.膜分離方法。該方法是利用一種特殊的半透膜，在外界壓力的作用下，在不改變溶液中化學形態的基礎上，將溶劑和溶質進行分離或濃縮的方法。膜分離法包括反滲透法、電滲析法、擴散滲折法、液膜法和超濾法等。

8.吸附法。該方法是利用吸附劑將廢水中的重金屬離子除去的方法。吸附法由于占地面積小、工藝簡單、操作方便、無二次污染，特別適用于處理含低濃度金屬離子的廢水。

五、結語

重金屬的污染問題已成為今世界各國共同關注的問題，國內外對重金屬的處理方面的研究正在全面進行中。我國也在這方面取得了矚目的成績。

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中圖分類號：P618.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2013）-12-0264-02

前言：

水是人類賴以生存和發展的物質，維系著整個社會的發展。近年來隨著工業生產和城 市現代化水平發展。各種廢水大量排放，水中重金屬加劇積累，重金屬污染嚴重，因此重金屬廢水的治理備受國內外科研工作者的重視。本文對重金屬廢水的來源、 危害，幾種處理重金屬廢水的方法及其優缺點和發展趨勢進行了綜述。

1 重金屬廢水的來源和危害

1.1 重金屬廢水的來源

重金屬廢水主要來自礦山坑內排水，選礦廠尾礦排水，有色金屬冶煉廠除塵排水，有色金屬加工廠酸洗水，鍍廠鍍件洗滌水，鋼鐵廠酸洗排水，以及電解、農藥、醫藥、油漆、顏料等各種工業廢水。

1.2 重金屬廢水的危害

重金屬廢水污染具有毒效長，不可降解的特點，可通過食物鏈作用進入人體，并在人體內累積。從而導致各種疾病和機能紊亂。最終對人體健康造成嚴重損害。日本水俁灣由汞中毒造成的“水俁病”，就是重金屬污染給人體健康帶來損害的典型事例?？梢?，對含重金屬廢水的治理刻不容緩。

2 重金屬廢水的傳統處理方法

2.1 化學沉淀法

2.1.1中和沉淀法

此法是目前工業上應用最廣的方法。向廢水中投加堿中和劑，使廢水中的重金屬形成 溶解度較小的氫氧化物或碳酸鹽沉淀而去除。含銅、鎘、鉻、鉛等電鍍廢水均可采用此法處理，常用的沉淀劑有石灰、碳酸鈉和氫氧化鈉等。其中氫氧化物應用較 多。該法具有技術成熟、投資少、成本低、自動化程度高等優點，在國內外已廣泛應用。例如楊富新[1]在處理廣州銅材廠含銅、鋅離子的污水時，采用了氫氧化物沉淀法，污水pH 從2.17 升至8.50時，Cu2+質量濃度由15.48 mg/L 降至0.39 mg/L，Zn2+質量濃度由107.8 mg/L 降至3.2 mg/L；當pH 從1.82升至9.38 時，Cu2+質量濃度由24.6 mg/L 降至0.1mg/L 以下，Zn2+由10.4 mg/L 降至未檢出；當pH 從2.06 升至10.65 時，Cu2+質量濃度由22.7 mg/L 降至0.13 mg/L，Zn2+質量濃度由112.0 mg/L 降至3.18 mg/L。但該法對于高濃度的廢水分離困難效果較差且會產生含重金屬污泥，并有可能產生二次污染。若廢水中重金屬離子以絡合物形式存在，則有可能使出水中重金屬離子含量不達標。

2.1.2硫化物沉淀法

此法是加入硫化物使廢水中重金屬離子生成硫化物沉淀而除去的方法，與中和沉淀法相比其的優點是：重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低。反應pH值在7-9之間處理后的廢水處理效果更好。其缺點是：硫化物沉淀顆粒小，易形成膠體，硫化物沉淀在水中殘留，遇酸生成氣體，可能造成二次污染。

2.1.3鐵氧體共沉淀法

此法是根據生產鐵氧體的原理處理重金屬廢水能一次脫除多種金屬離子，尤其適用于混合重金屬電鍍廢水的一次性處理，具有設備簡單，投資少，操作方便等特點，同時形成的污泥有較高的化學穩定性，容易進行微分離和脫水處理。此法在國內電鍍業中應用較廣，但在形成鐵氧體過程中需要加熱（約70℃）能耗高，處理后鹽度高，而且不能脫除汞和絡合物。

2.2電化學法

此法指應用電解的基本原 理使廢水中的重金屬通過電解在陽、陰兩極上分別發生氧化還原反應使重金屬富集的方法。根據陽極類型電解法可分為電解沉淀法和回收重金屬電解法。電化學法工 藝成熟，設備簡單，占地面積小，無二次污染，所沉淀的重金屬可回收利用；其缺點：水處理量小，耗電量大，出水水質差，不適合處理低濃度廢水。

2.3 吸附法

2.3.1物理吸附

物理吸附法主要是利用比表面積高或表面具有高空隙結構的物質，如分子篩、礦物質和活性炭等?；钚蕴渴亲钤?、應用最廣的吸附劑，但其價格昂貴使用壽命短。近年來，發現礦物材料也具有很強的吸附能力，如蛇紋石、沸石、硅藻土等。其中，沸石是目前發現的礦物材料中比表面積最大、吸附能力最強的礦物?，F今，沸石可用于處理含鉻（主要來源于電鍍鉻、鈍化工序）的工業廢水。采用沸石吸附處理含鉻廢水，要求廢水總鉻質量濃度

2.3.2樹脂吸附

樹脂中含有的羧基、羥基、氨基等活性基團可與重金屬離子進行螯合形成網狀結構的籠形分子，故能有效地吸附重金屬。其中殼聚糖及其衍生物是處理重金屬廢水的理想材料，學者對此研究甚多。王茹等[3]以工業級殼聚糖（脫乙酰度為83%）為吸附劑，去除水溶液中的Pb2+，在室溫條件下，處理質量濃度為100mg/L的Pb2+溶液時。最佳條件是殼聚糖投加質量濃度2g/L、粒度20～40目、pH6～8、吸附時間15小時，在該條件下Pb2+的去除率99.7%以上，殘余Pb2+的質量濃度不高于0.6mg/L。已達到國家廢水排放標準。近年來，對改性殼聚糖的研究也大量浮現。改性后的殼聚糖吸附容量大速度快、易洗脫、應用范圍廣等優點，但目前大多集中在改性殼聚糖的靜態吸附研究上，實際應用還有一些問題。

2.3.3生物吸附法

此法指借助生物體的化學結構或成分特性來吸附水中的重金屬。生物吸附劑是指凡具有從溶液中分離重金屬能力的生物體及其衍生物。藻類、菌體及一些細胞提取物是主要的生物吸附劑?，F今，利用生物吸附去除廢水中重金屬的研究越來越受重視。

2.4膜分離法

此法指利用一種特殊的半透膜在外界壓力下且不改變溶液中化學形態的基礎上，將溶劑和溶質進行分離或濃縮。目前，膜技術包括反滲透、電滲析、超濾、液膜和滲透蒸發等。其中反滲透和超濾膜在電鍍廢水處理中已廣泛使用。大連化物所利用芳香聚酰胺型高分子化合物作為膜材料（DP―1）組裝成反滲透器對去除電鍍廢水中的鎳、鎘效果極佳[4]。液膜法耗能少、分離快，重金屬資源可回收，近年來也已用于小型電鍍廠含Cr3+、Zn2+廢水處理。膜技術設備簡單，占地面積少，使用范圍廣，處理效率高，節能并能實現重金屬的回收，無需化學試劑，不造成二次污染。但膜組件昂貴、使用過程中膜的回受污染和通量會下降。隨著膜技術在廢水領域中的深入研究，將膜技術與其他工藝組合來處理重金屬廢水將成為今后發展趨勢。

3重金屬廢水處理新技術

3.1納米技術及材料

此技術是一門剛開始被研究的新興技術。此技術在水污染治理方面有巨大潛力。納米過濾是一種由壓力作用的新型膜分離過程，介于反滲透與超濾之間。目前，采用納米過濾技術可有效去除鎳、鉻（Ⅵ）、鎘、銅等重金屬污染物（主要來源于工業廢棄物泄漏和工業廢水排放）。

3.2光催化技術

此法是一種環境友好型處理方法，利用光催化劑表面的光生電子或空穴等活性物種，通過還原或氧化反應去除重金屬。目前，光催化法降解廢水中的重金屬還處于實驗研究階段，實驗室最常用的光催化劑是二氧化鈦（TiO2）[5]。近年來，利用半導體TiO2光催化法去除或回收廢水中的Se4+、Cu2+、Hg2+、Ag+和Cr6+等金屬離子的研究備受關注，尤其對Cr6+的研究最為廣泛[6]。光催化法耗能低、無毒性、選擇性好、常溫常壓、快速高效，在重金屬廢水處理中前景好且日益受重視，但實際應用中發光催化法仍還存在諸多問題。

3.3新型介孔材料

據國際理論和應用化學聯合會定義，孔徑介于2～50nm的多孔材料才是介孔材料。介孔材料具有結構有序、孔徑分布窄、孔隙率高、比表面大且水熱穩定性好等優點。因此，介孔材料是當今國際上的研究熱點和前沿之一。現今利用新型高效介孔材料吸附劑處理重金屬廢水仍處于實驗研究階段，吸附劑的價格限制其在工業上的發展。

3.4基因工程技術

Wilson在20世紀90年代嘗試用基因工程技術對微生物進行改造，并將其應用于含汞廢水的治理，取得了較好結果?；蚬こ碳夹g應用于重金屬廢水的治理指通過轉基因技術，將外源基因轉入微生物細胞中。使之表現出一些野生菌沒有的優良遺傳性狀，從而實現對重金屬Hg、Cu、Cd等高效的生物富集?；蚬こ烫幚碇亟饘購U水目前尚處于實驗研究階段。

4.綜合處理法

4.1絡合-超濾-電解集成技術

該技術[6]的原理圖如右：

圖1絡合-超濾-電解集成技術原理圖

該種方法重金屬可達到100%的去除，超濾的濃縮液可通過電解回收重金屬，從而實現廢水回用和重金屬回收的雙重目的，為重金屬廢水的根治找到了新的出路，十分具有研究意義。

4.2膠束增強超濾處理法

這是一種將表面活性劑和超濾膜耦合起來的新技術[7]。目前，膠束增強超濾使用的表面活性劑主要是有機合成的，如十六烷基氯化吡啶、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉等，但這些有機合成的表面活性劑都有一定的毒性，它們隨著透過液進入到處理過的廢水中，造成了二次污染。因此，有人研究使用天然有機物，如卵磷脂等[8-9]具有表面活性劑功能的天然物來代替這些有機物，這樣即使它進入到處理過的廢水中去，由于它們無毒、易于生物降解，也不會對環境造成二次污染。其優點：工藝簡單、處理效果好、適用于處理濃度較低的重金屬廢水，且其能耗低，處理后的水可回用，通過后處理還可從濃縮液中回收重金屬，因此具有一定的經濟效益。但在已處理的水中會出現少量表面活性劑，相當于有了新的污染。

4.3微電解-生物膜法復合工藝

此工藝將弱電場下的微電解和生物膜吸附重金屬耦合起來，通過復雜的協同作用，達到在同一電生物反應器內有效凈化重金屬電鍍廢水的目的。張敬、姜斌等[10]詳細研究了該工藝。得出在反應循環量和壓縮空氣用量分別為15～30mL/min和0.3m3/h，電鍍廢水pH=4.53，廢水儲槽容積為210L，直流電場電壓3.5V，電流密度為0.877A/m2的情況下對廢水中Zn2+、Cr6+和CN-的去除率均有不同程度的提高，最顯著的是Zn2+的去除率由50.5%提高到72%。此工藝過程簡單，去除重金屬離子效果較好，具有一定的實際意義。

5.展望

（1）重金屬廢水的傳統處理工藝普遍存在成本高、反應慢、易造成二次污染、低濃度廢水處理難等缺點。因此應致力于傳統工藝的改造和新工藝的開發。

（2）吸附法處理重金屬廢水具有高效、簡便和選擇性好等優點，特別是對低濃度、污染性強、其他方法難以有效處理的重金屬廢水具有獨特的應用價值。但目前工業上使用的吸附劑價格昂貴廣泛應用受限，開發廉價、高效的吸附劑將是研究的一個重要方向。同時吸附劑的再生和二次污染也是吸附法處理重金屬廢水中需著重考慮的問題。隨著吸附法在廢水領域研究的進一步深入，對這些控制因素的解決，將會使吸附法進入新的階段。

（3）綜合處理法處理廢水的工藝具有很大的優勢與前景，適合于處理低濃度金屬離子的廢水，具有重大的研究意義。

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篇7

[中圖分類號] X52 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-11-147-1

重金屬開采、加工活動的日益頻繁，為公眾生活和社會生產提供了便捷，但也引發了令人堪憂的重金屬廢水污染，如Pb、Hg、Zn、Cd、Cu等重金屬會經食物鏈不斷遷移和累積，不僅影響水體生物正常生存，也威脅著公眾的身心健康，嚴重破壞了生態平衡，故強化治理技術研究，有效治理廢水污染刻不容緩。

1重金屬廢水污染概述

無論是石油、煤炭等工業能源生產，農藥化肥、污水灌溉等農業生產，還是隨意堆放的生活垃圾，層出不窮的重金屬污染事件，均為重金屬廢水污染提供了渠道，已然成為當下備受關注的環境課題。

雖然重金屬離子或化合物的毒性通常需要積累方能顯現，但一旦出現，其后果已是十分嚴重，甚至不可逆轉，除了對水生生物的生長、反之、洄游等活動構成威脅外，也會影響人體健康，如汞污染易侵害神經系統，影響皮膚功能，導致心臟病等疾病；鉛污染則會對神經、消化、心血管、肝腎、造血等諸多組織造成傷害等。因此必須加大重金屬廢水污染治理技術的研究和實踐，以此減輕其不利影響，還生物一份健康。

2重金屬廢水污染治理技術研究

在科技力量的推動下，諸多重金屬廢水污染治理技術應運而生，并在具體實踐中取得了一定的成效，在此根據所屬學科領域的不同將其劃分為下述幾類：

2.1物理類治理技術

一是吸附法；該種方法操作簡單，主要是利用膨潤土、沸石、活性炭、凹凸棒石、硅藻土等吸附劑的多孔吸附功能，在絡合、螯合等作用下將廢水中的重金屬吸附出來，而且成本較低，來源廣泛，可循環使用，效果較好，如在處理重金屬廢水時利用沸石，其Pb2+、Cr2+ 、Cd2+等離子的吸附率可高達97%以上。

二是膜分離法；該種方法選擇性強，分離率高，能耗低且環保，主要在施加外界壓力，穩定溶液的物化性質的基礎上，利用特殊半透膜的反滲透作用，分離或濃縮溶質和溶液。其中超濾膜和反滲透應用十分廣泛，常被用于終端處理重金屬廢水，且分離效果顯著，可高達95%以上。

此外，還可借助離子交換去除廢水中重金屬離子，但其經常作為化學治理技術的后續過程，主要是通過發揮交換離子的效用，降低廢水中的重金屬濃度，進而使其得以凈化，相對而言，該種方法的金屬資源回收率幾乎接近100%，而且離子交換樹脂可多次使用。

2.2化學類治理技術

一是廢水預處理方法氧化還原；既可以將空氣、液氯、臭氧等氧化劑或銅屑、鐵屑、亞硫酸鈉等還原劑加入廢水中，使重金屬離子轉換為沉淀或低毒性的價態后再予以去除，在含鉻廢水中加入綠礬、電石渣后，鉻總量和其他重金屬離子濃度均低于了相關標準；也可以通過電解還原重金屬離子，使其絮凝沉淀而回收，實踐表明電解含鎳廢水可使其去除率達到97%。雖然其便于操作，但處理量小，易出現廢渣。

二是應用最為廣泛的化學沉淀；當重金屬發生化學反應生成不溶于水的沉淀后，再將進行過濾、分離操作是其工作原理，主要包括中和凝聚、鋇鹽沉淀、中和沉淀、硫化物沉淀等多種方法，但由于受限于環境條件和沉淀劑性質，可能會影響處理效果，甚至造成二次污染，因此應予以綜合考慮，科學處理。

此外浮選法也在重金屬污水治理中有所應用，即先析出重金屬離子，然后在表面活性劑的作用下促使重金屬上浮，最后加以去除。但其一般適用于稀有重金屬，且渣液處理和水質凈化尚未得到妥善解決。

2.3生物類治理技術

一是微生物法；該種方法主要是借助真菌、細菌等微生物的代謝作用，降低或分離重金屬離子，常見于有機物含量較高，但重金屬濃度較低的廢水中。可以借助具有吸附性能的菌體細胞壁用于去除重金屬，如蒼白桿菌可用于吸附廢水中的銅、鉻、鎳等；可以利用微生物代謝活動分離重金屬離子，如以SRB為主的厭氧類微生物可用于處理廢水中高濃度的硫酸根；可以利用微生物的絮凝能力去除重金屬離子，如實踐中的復合絮凝劑不僅成本大幅較低，效果也提升了20%左右，而硅酸鹽細菌絮凝技術也取得了較大進展。

二是植物法；藍藻、綠藻、褐藻等藻類植物在重金屬廢水治理中也發揮了吸附功能，如環綠藻適于吸附銅離子，馬尾藻可適于吸附銅、鉛、鉻等，同時還可以利用重金屬廢水中植物的根系或整個系統用于穩定、揮發、降低、去除重金屬離子的毒性，以此達到清除污染、治理水體的目的，即植物修復技術，當下已發現了400余種重金屬超積累植物，如蘆葦、香蒲等挺水植物在處理高濃度的鎘、鎳、鋅、銀、銅、釩等礦區重金屬廢水中效果良好，但一般適用于面積較大的廢水處理。

3結束語

總之，重金屬廢水污染危害嚴重，來源廣泛，不利于我國經濟社會的可持續發展。因此必須科學利用治理技術，加以及時有效的處理，并加大研究，積極創新，以此為其提供有力的技術支持，促進環境效益和經濟效益和諧發展。

參考文獻

[1]高長生，夏娟.重金屬廢水處理技術研究[J].綠色科技，2012（06）.

篇8

概述

電鍍是利用化學和電化學方法在金屬或在其它材料表面鍍上各種金屬。電鍍技術廣泛應用于機器制造、輕工、電子等行業。

電鍍廢水的成分非常復雜，除含氰(CN-)廢水和酸堿廢水外，重金屬廢水是電鍍業潛在危害性極大的廢水類別。根據重金屬廢水中所含重金屬元素進行分類，一般可以分為含鉻(Cr)廢水、含鎳(Ni)廢水、含鎘(Cd)廢水、含銅(Cu)廢水、含鋅(Zn)廢水、含金(Au)廢水、含銀(Ag)廢水等。電鍍廢水的治理在國內外普遍受到重視，研制出多種治理技術，通過將有毒治理為無毒、有害轉化為無害、回收貴重金屬、水循環使用等措施消除和減少重金屬的排放量。隨著電鍍工業的快速發展和環保要求的日益提高，目前，電鍍廢水治理已開始進入清潔生產工藝、總量控制和循環經濟整合階段，資源回收利用和閉路循環是發展的主流方向。

1電鍍重金屬廢水治理技術的現狀

1 .1化學沉淀

化學沉淀法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶于水的重金屬化合物的方法，包括中和沉法和硫化物沉淀法等。

1.1.1中和沉淀法

在含重金屬的廢水中加入堿進行中和反應，使重金屬生成不溶于水的氫氧化物沉淀形式加以分離。中和沉淀法操作簡單，是常用的處理廢水方法。實踐證明在操作中需要注意以下幾點[1]：(1)中和沉淀后，廢水中若pH值高，需要中和處理后才可排放；(2)廢水中常常有多種重金屬共存，當廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時，pH值偏高，可能有再溶解傾向，因此要嚴格控制pH值，實行分段沉淀；(3)廢水中有些陰離子如：鹵素、氰根、腐植質等有可能與重金屬形成絡合物，因此要在中和之前需經過預處理；(4)有些顆粒小，不易沉淀，則需加入絮凝劑輔助沉淀生成。

1.1.2硫化物沉淀法

加入硫化物沉淀劑使廢水中重金屬離子生成硫化物沉淀除去的方法。與中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的優點是：重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低，而且反應的pH值在7—9之間，處理后的廢水一般不用中和。硫化物沉淀法的缺點是[2]：硫化物沉淀物顆粒小，易形成膠體；硫化物沉淀劑本身在水中殘留，遇酸生成硫化氫氣體，產生二次污染。為了防止二次污染問題，英國學者研究出了改進的硫化物沉淀法，即在需處理的廢水中有選擇性的加入硫化物離子和另一重金屬離子(該重金屬的硫化物離子平衡濃度比需要除去的重金屬污染物質的硫化物的平衡濃度高)。由于加進去的重金屬的硫化物比廢水中的重金屬的硫化物更易溶解，這樣廢水中原有的重金屬離子就比添加進去的重金屬離子先分離出來，同時防止有害氣體硫化氫生成和硫化物離子殘留問題。

1.2氧化還原處理

1.2.1 化學還原法

電鍍廢水中的Cr主要以Cr6+離子形態存在，因此向廢水中投加還原劑將Cr6+還原成微毒的Cr3+后，投加石灰或NaOH產生Cr(OH)3沉淀分離去除?；瘜W還原法治理電鍍廢水是最早應用的治理技術之一，在我國有著廣泛的應用，其治理原理簡單、操作易于掌握、能承受大水量和高濃度廢水沖擊。根據投加還原劑的不同，可分為FeSO4法、NaHSO3法、鐵屑法、SO2法等。

應用化學還原法處理含Cr廢水，堿化時一般用石灰，但廢渣多；用NaOH或Na2CO3，則污泥少，但藥劑費用高，處理成本大，這是化學還原法的缺點。

1.2.2 鐵氧體法

鐵氧體技術是根據生產鐵氧體的原理發展起來的。在含Cr廢水中加入過量的FeSO4，使Cr6+還原成Cr3+， Fe2+氧化成Fe3+，調節pH值至8左右，使Fe離子和Cr離子產生氫氧化物沉淀。通入空氣攪拌并加入氫氧化物不斷反應，形成鉻鐵氧體。其典型工藝有間歇式和連續式。鐵氧體法形成的污泥化學穩定性高，易于固液分離和脫水。鐵氧體法除能處理含Cr廢水外，特別適用于含重金屬離子的電鍍混合廢水。我國應用鐵氧體法已經有幾十年歷史，處理后的廢水能達到排放標準，在國內電鍍工業中應用較多。

鐵氧體法具有設備簡單、投資少、操作簡便、不產生二次污染等優點。但在形成鐵氧體過程中需要加熱(約70oC)，能耗較高，處理后鹽度高，而且有不能處理含Hg和絡合物廢水的缺點。

1.2.3 電解法

電解法處理含Cr廢水在我國已經有二十多年的歷史，具有去除率高、無二次污染、所沉淀的重金屬可回收利用等優點。大約有30多種廢水溶液中的金屬離子可進行電沉積。電解法是一種比較成熟的處理技術，能減少污泥的生成量，且能回收Cu、Ag、Cd等金屬，已應用于廢水的治理。不過電解法成本比較高，一般經濃縮后再電解經濟效益較好。

近年來，電解法迅速發展，并對鐵屑內電解進行了深入研究，利用鐵屑內電解原理研制的動態廢水處理裝置對重金屬離子有很好的去除效果。

另外，高壓脈沖電凝系統(High Voltage Electrocagulation System)為當今世界新一代電化學水處理設備，對表面處理、涂裝廢水以及電鍍混合廢水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有顯著的治理效果。高壓脈沖電凝法比傳統電解法電流效率提高20%—30%；電解時間縮短30%—40%；節省電能達到30%—40%；污泥產生量少；對重金屬去除率可達96%一99%[3]。

1.3 溶劑萃取分離

溶劑萃取法[4]是分離和凈化物質常用的方法。由于液一液接觸，可連續操作，分離效果較好。使用這種方法時，要選擇有較高選擇性的萃取劑，廢水中重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在，例如在酸性條件下，與萃取劑發生絡合反應，從水相被萃取到有機相，然后在堿性條件下被反萃取到水相，使溶劑再生以循環利用。這就要求在萃取操作時注意選擇水相酸度。盡管萃取法有較大優越性，然而溶劑在萃取過程中的流失和再生過程中能源消耗大，使這種方法存在一定局限性，應用受到很大的限制。

1.4 吸附法

吸附法是利用吸附劑的獨特結構去除重金屬離子的一種有效方法。利用吸附法處理電鍍重金屬廢水的吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹脂等?；钚蕴垦b備簡單，在廢水治理中應用廣泛，但活性炭再生效率低，處理水質很難達到回用要求，一般用于電鍍廢水的預處理。腐植酸類物質是比較廉價的吸附劑，把腐植酸做成腐植酸樹脂用以處理含Cr、含Ni廢水已有成功經驗。有相關研究表明，殼聚糖及其衍生物是重金屬離子的良好吸附劑，殼聚糖樹脂交聯后，可重復使用10次，吸附容量沒有明顯降低[5]。利用改性的海泡石治理重金屬廢水對Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力，處理后廢水中重金屬含量顯著低于污水綜合排放標準。另有文獻報道蒙脫石也是一種性能良好的粘土礦物吸附劑，鋁鋯柱撐蒙脫石在酸性條件下對Cr 6+的去除率達到99%，出水中Cr 6+含量低于國家排放標準，具有實際應用前暑[6]。

1.5 膜分離技術

膜分離法是利用高分子所具有的選擇性來進行物質分離的技術，包括電滲析、反滲透、膜萃取、超過濾等。用電滲析法處理電鍍工業廢水，處理后廢水組成不變，有利于回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理，已有成套設備。反滲透法已大規模用于鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬廢水處理。采用反滲透法處理電鍍廢水，已處理水可以回用，實現閉路循環。液膜法治理電鍍廢水的研究報道很多，有些領域液膜法已由基礎理論研究進入到初步工業應用階段，如我國和奧地利均用乳狀液膜技術處理含Zn廢水，此外也應用于鍍Au廢液處理中[7]。膜萃取技術是一種高效、無二次污染的分離技術，該項技術在金屬萃取方面有很大進展。

1.6 離子交換處理法

離子交換處理法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法，應用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等等，離子交換樹脂有凝膠型和大孔型。前者有選擇性，后者制造復雜、成本高、再生劑耗量大，因而在應用上受到很大限制。離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現的。推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力，多數情況下離子是先被吸附，再被交換，離子交換劑具有吸附、交換雙重作用。這種材料的應用越來越多，如膨潤土[11]，它是以蒙脫石為主要成分的粘土，具有吸水膨脹性好、比表面積大、較強的吸附能力和離子交換能力，若經改良后其吸附及離子交換的能力更強。但是卻較難再生，天然沸石在對重金屬廢水的處理方面比膨潤土具有更大的優點：沸石[9]是含網架結構的鋁硅酸鹽礦物，其內部多孔，比表面積大，具有獨特的吸附和離子交換能力。研究表明[10]，沸石從廢水中去除重金屬離子的機理，多數情況下是吸附和離子交換雙重作用，隨流速增加，離子交換將取代吸附作用占主要地位。若用NaCl對天然沸石進行預處理可提高吸附和離子交換能力。通過吸附和離子交換再生過程，廢水中重金屬離子濃度可濃縮提高30倍。沸石去除銅，在NaCl再生過程中，去除率達97%以上，可多次吸附交換，再生循環，而且對銅的去除率并不降低。

1.7 生物處理技術

由于傳統治理方法有成本高、操作復雜、對于大流量低濃度的有害污染難處理等缺點，經過多年的探索和研究，生物治理技術日益受到人們的重視。隨著耐重金屬毒性微生物的研究進展，采用生物技術處理電鍍重金屬廢水呈現蓬勃發展勢頭，根據生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法以及植物修復法。

1.7.1 生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉淀的一種除污方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產生并分泌到細胞外，具有絮凝活性的代謝物。一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質構成，分子中含有多種官能團，能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉淀。至目前為止，對重金屬有絮凝作用的約有十幾個品種，生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定的鰲合物而沉淀下來。應用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、不產生二次污染、絮凝效果好，且生長快、易于實現工業化等特點。此外，微生物可以通過遺傳工程、馴化或構造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有廣闊的應用前景。

1.7.2 生物吸附法

生物吸附法是利用生物體本身的化學結構及成分特性來吸附溶于水中的金屬離子，再通過固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子，有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質，能使溶液中可溶性的重金屬離子轉化為沉淀物而去除。生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易于分離回收重金屬等特點，已經被廣泛應用。

1.7.3 生物化學法

生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水，將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用，將硫酸鹽還原成H2S，廢水中的重金屬離子可以和所產生的H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物沉淀而被去除，同時H2SO4的還原作用可將SO42-轉化為S2-而使廢水的pH值升高。因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉淀。有關研究表明，生物化學法處理含Cr 6+濃度為30—40mg/L的廢水去除率可達99.67%—99.97%[11]。有人還利用家畜糞便厭氧消化污泥進行礦山酸性廢水重金屬離子的處理，結果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬。趙曉紅等人[12]用脫硫腸桿菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅離子，在銅質量濃度為246.8 mg/L的溶液，當pH為4.0時，去除率達99.12%。

1.7.4 植物修復法[13]

植物修復法是指利用高等植物通過吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量，以達到治理污染、修復環境的目的。植物修復法是利用生態工程治理環境的一種有效方法，它是生物技術處理企業廢水的一種延伸。利用植物處理重金屬，主要有三部分組成：（1）利用金屬積累植物或超積累植物從廢水中吸取、沉淀或富集有毒金屬；（2）利用金屬積累植物或超積累植物降低有毒金屬活性，從而可減少重金屬被淋濾到地下或通過空氣載體擴散：（3）利用金屬積累植物或超積累植物將土壤中或水中的重金屬萃取出來，富集并輸送到植物根部可收割部分和植物地上枝條部分。通過收獲或移去已積累和富集了重金屬植物的枝條，降低土壤或水體中的重金屬濃度。在植物修復技術中能利用的植物有藻類、草本植物、木本植物等。

藻類凈化重金屬廢水的能力，主要表現在對重金屬具有很強的吸附力[14]，利用藻類去除重金屬離子的研究已有大量報道[15]。褐藻對Au的吸收量達400 mg/ g，在一定條件下綠藻對Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金屬離子的去除率達80 %—90 %，馬尾藻、鼠尾藻對重金屬的吸附雖然不及綠海藻，但仍具有較好的去除能力。

草本植物凈化重金屬廢水的應用已有很多報道。鳳眼蓮是國際上公認和常用的一種治理污染的水生漂浮植物，它具有生長迅速，既能耐低溫、又能耐高溫的特點，能迅速、大量地富集廢水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多種重金屬。有關研究發現[16]鳳眼蓮對鈷和鋅的吸收率分別高達97%和80%。此外，還有很多草本植物具有凈化作用，如喜蓮子草、水龍、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。

木本植物具有處理量大、凈化效果好、受氣候影響小、不易造成二次污染等等優點，受到人們廣泛關注。同時對土壤中Cd、Hg等有較強的吸附積累作用，由胡煥斌等[17]試驗結果表明：蘆葦和池杉對重金屬Pb和Cd都有較強富集能力。

轉貼于 2電鍍重金屬廢水治理技術展望

隨著全球可持續發展戰略的實施，循環經濟和清潔生產技術越來越受到人們關注。電鍍重金屬廢水治理從末端治理已向清潔生產工藝、物質循環利用、廢水回用等綜合防治階段發展。未來電鍍重金屬廢水治理將突出以下幾個方面：

(1)貫徹循環經濟、重視清潔生產技術的開發與應用；提高電鍍物質、資源的轉化率和循環使用率；從源頭上削減重金屬污染物的產生量，并采用全過程控制、結合廢水綜合治理、最終實現廢水零排放。

(2)電鍍重金屬廢水的處理技術很多，其中生物技術是具有較大發展潛力的技術，具有成本低、效益高、不造成二次污染等優點。隨著基因工程、分子生物學等技術的發展和應用，具有高效、耐毒性的菌種不斷培育成功，為生物技術的廣泛應用提供了有利條件。對于已經污染的、范圍大的外環境，可采用植物修復技術治理，在治污的同時，不僅美化了環境，還可以獲得一定的經濟效益。

(3)綜合一體化技術是未來電鍍廢水治理技術的熱點。電鍍廢水種類繁多，各種電鍍工藝差異很大，僅使用一種廢水治理方法往往有其局限性，達不到理想的效果。因此，綜合多種治理技術特點的一體化技術應運而生。

3 結束語

綜上所述，雖然化學法、物理化學法、生物化學法都可以治理和回收廢水中的重金屬，但通過生物化學法處理重金屬污水成本低、效益高、容易管理、不給環境造成二次污染、有利于生態環境的改善。但生物化學法也有一定的局限性，無論是植物還是微生物，一般都具有選擇性，只吸取或吸附一種或幾種金屬，有的在重金屬濃度較高時會導致中毒，從而限制其應用。盡管如此生物化學法的研究和發展仍有廣闊前景，許多學者通過基因工程、分子生物學等技術應用，使生物具有更強的吸附、絮凝、整治修復能力。我們應該充分利用自然界中的微生物與植物的協同凈化作用，并輔之以物理或化學方法，尋找凈化重金屬的有效途徑。

[參考文獻]

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篇9

中圖分類號：F407.4 文獻標識碼：A 文章編號：

1 重金屬電鍍廢水的來源及危害

電鍍生產工藝復雜，工序繁多。含重金屬廢水的來源主要有以下幾方面:

前處理廢水。電鍍中普遍采用鹽酸、硫酸進行除銹、除氧化皮及浸蝕處理，工件基體重金屬離子溶解在清洗液中;

電鍍工藝過程中( 包括化學拋光和電化學拋光) 各工序清洗水。清洗水中含有重金屬鹽類、表面活性劑、絡合物和光亮劑等。清洗廢水占電鍍廢水的絕大部分;

廢棄電鍍液。長期使用的鍍液，雜質不斷積累，當難以去除時，不得不將一部分或全部廢棄;化學鍍液超過使用周期也會形成含重金屬廢液;

4) 其他廢液。包括不合格的工件退鍍、鍍液分析、清洗濾芯、清洗生產場地、廢氣治理的廢液及各種設備的“跑、冒、滴、漏”造成的廢水。

電鍍廢水中含有環保方面認定的危害重金屬主要有鉻、銅、鎳、鉛、鋅及鎘等。重金屬在自然界中難以降解，有很強的隱蔽性和富集性。近幾年，我國的重金屬污染事故呈高發態勢，如不進行有效處理，其危害難以估量。現代醫學研究表明，一些重金屬離子進入人體會使人致癌、致畸、致染色體突變，潛伏期可達數十年，一旦發病后果不堪設想，有人把重金屬危害形容為“慢刀子殺人”、“生物定時炸彈”。在這種形勢下電鍍行業應該擺正位置，深刻認識重金屬污染的危害，以高度的責任感，變“被動應付”為“主動應對”，認真采取各項措施大幅降低污染，作好重金屬廢水的防治工作。

2、源頭預防是控制重金屬污染的有效手段

根治重金屬污染任重而道遠。在現階段從源頭預防末端治理達標是最現實的，也是可以做到的。源頭預防就是要盡量減少重金屬廢水的產生，或在生產過程中將重金屬污染物回收處理; 末端治理就是通過各種處理方法將不達標的廢水處理達標并排放，預防和達標應該兩手都要抓，兩手都要硬，不應顧此失彼。在前端預防方面，政府有關部門要嚴格審批電鍍廠的建設地點，能不建的盡量不建，必須建的要貫徹環?！叭瑫r”方針，認真作好環境影響評估，并監督環保設施的設計、安裝和竣工驗收，全面落實對重金屬污染的防治措施。對已經取得電鍍生產許可證的企業，要推廣使用低污染甚至無污染的新工藝、新技術，減少廢水的重金屬濃度和排放量，要在生產線上進行科學管理，提高金屬材料轉化率，延長鍍液壽命。在末端治理方面，要加大重金屬廢水治理的科技、人才和資金的投入，加速推進先進治理技術的成果轉化，為電鍍企業重金屬治理提供可靠和切實可行的操作方案，使企業用得上、用得好、用得起，從而實現污染物穩定達標排放。此外，環保部門認真監督執法做到不欠自然生態環境的新帳，也能使重金屬廢水的治理有一個根本性的轉變。

3 加強重金屬廢水治理技術的研發和應用

處理含重金屬電鍍廢水的傳統方法有化學法、物理法、電解法、離子交換法和生物法等。這些單一的處理方法都不同程度存在著成本高、能耗大、達標率低和金屬回收率低的弊端。有資料顯示，我國絕大多數電鍍企業應用化學沉淀法處理重金屬廢水?；瘜W沉淀法的原理是通過化學反應使廢水中的重金屬離子轉變為不溶于水的金屬化合物( 如硫化物沉淀、中和沉淀和鐵氧體沉淀等) 。受沉淀劑和 pH 值的影響，處理后的水質往往不能達標，沉淀物分離困難，尚需進一步處理。另外，單一處理方法還存在產生二次污染的危險。

針對傳統治理方法的缺陷和不足，近年來采用復合處理和自動控制相結合處理電鍍重金屬廢水已形成一種趨勢。其特點是流程集中、設備小型化，節約了治理成本的同時提高了重金屬回收率。復合應用包括化學沉淀、重金屬捕集、膜處理及低能耗濃縮技術等。一批專業從事設計、制造重金屬廢水治理整套設備的企業應運而生，如利用高分子重金屬捕集沉淀劑能在常溫下與廢水中多種重金屬離子反應生成不溶于水的螯合鹽，再加入絮凝劑形成重金屬絮狀沉淀，從而達到去除重金屬的目的。用該方法處理 40mg/LCu2+、28mg/L Ni2+和 26mg/L Zn2+的電鍍廢水，排出水重金屬質量濃度均低于 0.5mg/L。再如，某公司開發研制的集重金屬捕集、轉化、中和、絮凝及沉淀方法為一體處理含 Cr6+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、和Ni2+一步完成的方法，實用性強，出水達標狀態穩定，已成功應用于電鍍生產線中。

值得提出的是，近幾年，利用天然礦物和植物治理重金屬污染技術也有了新的進展。在礦物方面，某專利技術表明，在含有重金屬離子的廢液中，加入能消除、轉化廢水中的有害物，然后經物理化學處理，將重金屬成分轉變為水處理劑，實現了化害為寶。在植物方面，利用植物固定、吸收、提取、分解、轉化、清除水和土壤中的重金屬污染物也取得了可喜的成果。我國生態環境工作者已發現10 余種“超富集”植物。該植物的特點是在其生長過程中，能將被重金屬污染的水體和土壤中的重金屬離子超量( 較一般植物而言) 富集在花、葉、莖部分，其成熟收獲后，通過焚燒等處理實現重金屬回收。如新發現被命名為李氏禾的多年濕生植物，生長期間葉片中 Cr( Ⅵ) 高達 2.977g/kg的2價銅． 129g / kg的1價鎳．對重金屬吸附率達 89.3% 以上。該方法已應用在廣西河池大環江地域生態恢復上，取得了初步成效。

4 開展清潔生產和循環經濟

電鍍企業在不斷提高產品質量和性能的基礎上要不斷追求兩大目標: 一是金屬材料轉化率最大化; 二是重金屬污染物及廢水產生量最小化。開展清潔生產和循環經濟，有利于實現電鍍重金屬污染物的最小化和循環利用。

清潔生產是先進的生產方式，隨著清潔生產的實施和產品出口( 歐盟) 的需要，一批環保型的電鍍工藝取代了有重金屬污染的工藝。如無磷低COD 前處理、三價鉻鍍鉻、無鉻鈍化、代鎳合金及符合歐盟 ROHS 法規的無鉛及無鎘工藝等。這些工藝的推廣使用，既節約了資源又實現了環境友好，降低了電鍍廢水中重金屬的含量。這些產品較傳統產品質量有了提升，金屬有效利用率提高，有害成分降低。電鍍行業的這些變化在一定程度上減輕了重金屬廢水處理的壓力。

2009 年，我國開始實施《循環經濟促進法》，循環經濟是更廣泛意義上的清潔生產，是涉及全社會的系統工程。循環經濟是傳統經濟“資源產品廢棄物”向“資源產品廢棄物再生資源產品”的轉變，是建立在資源回收和循環利用基礎上的發展生產模式。簡單的說，就是將一個企業的廢棄物用作另一個企業的原料，通過廢棄物交換和使用，將不同企業聯系在一起，形成“資源產品資源再利用”的良性循環過程。如將含重金屬電鍍廢水處理后的污泥用于水泥、瀝青的固化工藝中; 含鉻污泥作為陶瓷顏料、鞣革劑及高分子材料的改性劑，這都是有益的嘗試?？傊?，通過清潔生產和循環經濟的持續開展，電鍍行業要堅持做到不斷使重金屬廢水數量和危害最小化。少量的重金屬污染物在社會經濟的大循環中開辟新途徑，實現回收利用、變廢為寶的目標是值得期待的。

結 束 語

降低重金屬材料的消耗，減少重金屬廢水是無止境的，不可能靠一朝一夕解決所有污染問題，世上無難事，只要肯登攀。創新重金屬污染的處理技術，使電鍍產生的重金屬廢水數量和危害最小化，最終實現回收利用的目標，實現重金屬污染物無害化、資源化。我們要從電鍍行業持續發展的角度考慮，加強重金屬污染治理技術的研發和應用，在清潔生產和循環經濟中，實現電鍍重金屬廢水的有效治理，恢復自然生態的本來面貌。

參考文獻

篇10

【中圖分類號】X703.1

【文獻標識碼】A

【文章編號】1672—5158（2012）10-0030-01

電鍍廢水的治理在國內外普遍受到重視，研制出許多治理技術、隨著電鍍工業的快速發展，和環保要求的日益提高，目前，電鍍廢水治理已開始進入清潔生產工藝、總量控制和循環經濟整合階段。

一、重金屬廢水常用處理技術的現狀

（一）　化學法

從近幾十年的國內外電鍍廢水處理技術發展趨勢來看，電鍍廢水有80％采用化學法處理，化學法處理電鍍廢水，是目前國內外應用最廣泛的電鍍廢水處理技術，技術上較為成熟、化學法包括沉淀法，氧化還原法，鐵氧體法等，是一種傳統和應用廣泛的處理電鍍廢水方法，具有投資少，處理成本低，操作簡單等特點，適用于各類電鍍金屬廢水處理、但化學法的最大不足之處，是生產用水不能回收利用，浪費水資源且占用場地較大。

1　化學沉淀法

化學沉淀法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶于水的重金屬化合物的方法，包括中和沉淀和硫化物沉淀等、該法是一種較為成熟實用的電鍍廢水處理技術，且處理成本低，便于管理，處理后廢水可達標排放。

（1）　中和沉淀法、在含重金屬的廢水中加入堿進行中和反應，使重金屬生成不溶于水的氫氧化物沉淀形式加以分離、中和沉淀法操作簡單，是常用的處理廢水方法。

（2）　硫化物沉淀法、加入硫化物使廢水中重金屬離子生成硫化物沉淀而除去的方法、與中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的優點是：重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低，反應PH值在7-9之間，處理后的廢水一般不用中和，處理效果更好、但硫化物沉淀法的缺點是：硫化物沉淀顆粒小，易形成膠體，硫化物沉淀在水中殘留，遇酸生成氣體，可能造成二次污染。

2　氧化還原法

向廢水中投加還原劑將高價重金屬離子還原成微毒的低價重金屬離子后，再使其堿化成沉淀而分離去除的方法、該法原理簡單，操作易于掌握，但存在處理出水水質差，不能回用，處理混合廢水時，易造成二次污染，而且通用氧化劑還有供貨和毒性的問題尚待解決。

3　鐵氧體法

鐵氧體法是根據生產鐵氧體的原理發展起來的處理方法、該法處理重金屬廢水，能一次脫除多種金屬離子，尤其適用于混合重金屬電鍍廢水的一次性處理，具有設備簡單，投資少，操作方便等特點，同時形成的污泥有較高的化學穩定性，容易進行微分離和脫水處理、此法在國內電鍍業中應用較廣，但在形成鐵氧體過程中需要加熱（約70℃），能耗高，存在著處理后鹽度高，而且不能處理含Hg和絡合物廢水的缺點。

（二）　蒸發濃縮法

蒸發濃縮法是對電鍍廢水進行蒸發、使重金屬廢水得以濃縮，并加以回收利用的一種處理方法，一般適用于處理含鉻、銅、銀、鎳等重金屬廢水，對含重金屬離子濃度低的廢水，直接應用蒸發濃縮回收法能耗大，成本高、蒸發濃縮處理重金屬廢水一般是與其它方法并用，如常壓蒸發器與逆流漂洗系統的聯合使用處理電鍍廢水，可實現閉路循環，效果很好、蒸發濃縮法處理電鍍重金屬廢水，工藝成熟簡單，不需要化學試劑，無二次污染，可回用水或有價值的重金屬，有良好的環境效益和經濟效益，但因能耗大，操作費用高，雜質干擾資源回收問題還待研究，使應用受到限制、目前，一般將其作為其它方法的輔助處理手段。

（三）　電解法

電解法是利用金屬的電化學性質，在直流電作用下而除去廢水中的金屬離子，是處理含有高濃度電沉積金屬廢水的—種有效方法，處理效率高，便于回收利用、但該法缺點是不適用于處理含較低濃度的金屬廢水，并且電耗大，成本高，一般經濃縮后再電解經濟效益較好。

（四）　離子交換法

離子交換法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法，含重金屬廢水通過交換劑時，交換器上的離子同水中的金屬離子進行交換，達到去除水中金屬離子的目的、此法操作簡單，便捷，殘渣穩定，無二次污染，但由于離子交換劑選擇性強，制造復雜，成本高，再生劑耗量大，因此在應用上受到很大限制。

（五）　吸附法

吸附法是利用吸附劑的獨特結構去除重金屬離子的

一種方法、傳統吸附劑有活性炭，腐植酸、聚糖樹脂、碴藻土等、實踐證明，使用不同吸附劑的吸附法，不同程度地存在投資大，運行費用高，污泥產生量大等問題，處理后的水難于達標排放。

（六）　膜分離法

膜分離法是利用高分子所具有的選擇性進行物質分離的技術，包括電滲析、反滲透、膜萃取等、利用膜分離技術一方面可以回收利用電鍍原料，大大降低成本，另一方面可以實現電鍍廢水零排放或微排放，具有很好的經濟和環境效益。

（七）　生物處理技術

生物處理技術是通過生物有機物或其代謝產物與重金屬離子的相互作用達到凈化廢水的目的，具有成本低，環境效益好等優點、由于傳統處理方法有成本高、對大流量含低濃度重金屬的廢水難于處理等缺點，隨著重金屬毒性微生物的研究進展，生物處理技術日益受到人們的重視，采用生物技術處理電鍍金屬廢水呈發展勢頭。

1　生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物

進行絮凝沉淀的一種除污方法、所用的微生物絮凝劑是由微生物產生并分泌到細胞外，具有絮凝活性的代謝物，一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質構成，分子中含有多種官能團，能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉淀、目前，對重金屬有絮凝作用的約有十幾個品種，生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定的鰲合物而沉淀下來、微生物絮凝法處理廢水具有安全方便、易于實現工業化等特點、具有廣泛應用前景。

2　生物吸附法

生物吸附法指利用生物體的化學結構及成分特

性來吸附溶于水中的金屬離子，再通過固液分離而去除金屬離子的方法、利用胞外聚合物分離金屬離子，有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質，能使溶液中可溶性的重金屬離子轉化為沉淀物而去除、該法具有原料易得、處理成本低等特點。

3　生物化學法

生物化學法是通過微生物處理含重金屬廢水，將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。

例如：有人利用脫硫腸桿菌（SRV）去除電鍍廢水中的銅離子，在含銅質量濃度為246.8mg／L的溶液，當PH為4.0時，去除率達99.12％。

二、重金屬廢水處理技術的展望

隨著電鍍工業的快速發展和環保要求的日益提高，電鍍重金屬廢水治理已開始進入清潔生產工藝，總量控制和循環經濟整合階段，未來電鍍重金屬廢水處理將突出以幾個方面：

（1）　實施循環經濟、推行清潔生產，提高電鍍物質、資源的轉化率和循環利用率，從源頭上削減重金屬污染物的產生量，同時采用全過程控制，結合廢水綜合治理，最終實現廢水零排放。

（2）　重金屬廢水的處理技術很多，其中生物技術是具有較大發展潛力的技術，具有成本低、效益高、不造成二次污染等優點，未來將廣泛應用于電鍍廢水的治理工藝。

（3）　綜合一體化技術是未來重金屬廢水處理技術的熱點、各種重金屬也因其行業和工藝的差異，僅使用一種廢水處理方法往往有其局限性，達不到理想的效果、只有綜合多種處理技術特點的一體化技術應用，才能達到理想效果。