关于重金属废水处理技术要点的探究

关于重金属废水处理技术要点的探究

王兰, ,阴艳华

武汉芳笛环保股份有限公司  430205

摘要：重金属工业废水属于较强复杂性的混合体系，因为涉及到多种重金属离子，所以在重金属工业废水处理技术比较多的情况下，要了解各种技术的优缺点，再从废水实际特点出发，结合经济与技术条件的实际情况，探索出理想的重金属工业废水处理技术，缓解重金属工业废水问题。本文主要探究了重金属废水的常规处理技术以及新型处理技术。

关键词：重金属；废水处理；常规处理技术；新型处理技术

引言：重金属离子的废水主要来自于化工工业以及矿山开采以及机械加工等行业，其所排放的重金属废水由于不能通过被生物降解的方式进行处理，长期沉积便会对于存在的水体产生相当严重的危害。因此，污水处理企业必须高度重视重金属废水的排放，并采取科学有效的方式进行污水有效处理，从根本上保障重金属污水处理的科学性和有效性，保障水质安全。

一、重金属废水的危害

工业废水的种类较多，而重金属废水主要是指在工业废水生产时添加了金属元素。通过调查研究发现，重金属废水来自于矿山排水和有色金属的加工废水等环节中，重金属废水对于水质污染较为严重，并且还会对人体健康造成严重损伤。当前，大多数重金属废水中的金属离子及其化合物相比于其他污染源更容易被水中颗粒所吸附和沉淀，而沉淀之后的重金属污染源会停留于水体中，从而造成严重的污染问题。且水中的部分生物还会吸收富集水中的重金属，如果流入到市场中会影响人体的身体健康。例如，汞及其化合物，这些物质都属于剧毒物质，一旦进入人体就会破坏中枢神经系统，还会损伤消化道和口腔等器官。因此，科学、合理地处理重金属废水十分重要，相关部门需要整合不同的技术方案，全面优化当前的处理模式，以此减少对人体所产生的损伤。

二、重金属废水的常规处理技术

1、物理处理技术

重金属废水的物理处理方法主要包括：膜分离法和吸附法。膜分离法具有处理效率高、占用空间少的特点，应用原理是借助特有的薄膜，通过外力作用，在不改变重金属污染物化学形态的基础上，对重金属废水进行处理，以达到分离重金属的目的。常用的膜分离方法主要包括超滤、反渗透、纳滤以及液体膜渗析等技术。对于超滤主要是指在低压坏境下，将废水中的胶状物进行去除的过程，该方法对大分子物质具有一定的局限性；对于反渗透主要是在外力作用下将溶剂穿过半透膜，使溶质阻隔在半透膜的另一面，以达到废水分离的效果。吸附法具有灵活性强、出水率高的特点，主要被应用在镍离子、砷离子中。应用原理是借助多孔吸附材料，如活性炭、吸附粉剂对废水中的重金属物质进行吸附，在螯合、离子络合等作用下使其废水达到排放指标的过程。在材料使用过程中活性炭吸附剂具有吸附能力较强，效果显著的优势，但因其属于不可再生资源，成本较高，在应用方面受到了一定的限制。在此基础上，生物吸附剂由于投入成本低、吸附效果显著的特点，逐渐被应用在吸附法中，但由于其还属于研发阶段，要对其进行更深入的探究。

2、化学处理技术

使用化学方法对重金属工业废水进行处理，可分为化学沉淀法、电解法以及氧化还原法。首先，在化学沉淀法方面，在实际处理工作中，可在废水中加入可溶性化学药剂，使其与废水中处于离子状态的无机污染物相接触，进而发生化学反应，形成不溶于水或者难以溶于水的其他化合物。化合物可以在水中沉淀，最终可以让工业废水得到很好的净化。这一方法适用于汞、锌、铅和铬等重金属离子的净化处理。其次，在电解法方面，主要是通过电解槽中所发生的电化学反应，对重金属工业废水中的污染物进行处理。废水中含有的可溶解性污染物能够在电解中的氧化还原反应作用下，析出沉淀物或者溢出气体，进而达到净化废水的目的。这一方法主要适用于氰和铬等重金属离子废水的净化处理。最后，在化学还原法方面，若废水中的重金属离子处于高价态，具有较大的毒性，则可以运用这一方法对其进行还原至低价态，将其分离后除去。

3、生物处理技术

重金属废水的生物处理方法主要包括：微生物法和植物法。微生物法主要借助真菌、细菌等微生物的代谢作用，降低或分离重金属离子，常见于有机物含量较高，但重金属浓度较低的废水中。可以借助具有吸附性能的菌体细胞壁用于去除重金属，如苍白杆菌可用于吸附废水中的铜、铬、镍等；可以利用微生物代谢活动分离重金属离子，如以SRB为主的厌氧类微生物可用于处理废水中高浓度的硫酸根；可以利用微生物的絮凝能力去除重金属离子，如实践中的复合絮凝剂不仅成本大幅较低，效果也提升了20%左右，而硅酸盐细菌絮凝技术也取得了较大进展。植物法是指蓝藻、绿藻、褐藻等藻类植物在重金属废水治理中发挥吸附功能，如环绿藻适于吸附铜离子，马尾藻可适于吸附铜、铅、铬等，同时还可以利用重金属废水中植物的根系或整个系统用于稳定、挥发、降低、去除重金属离子的毒性，以此达到清除污染、治理水体的目的，即植物修复技术，当下已发现了400余种重金属超积累植物，如芦苇、香蒲等挺水植物在处理高浓度的镉、镍、锌、银、铜、钒等矿区重金属废水中效果良好，但一般适用于面积较大的废水处理。

三、重金属废水的新型处理技术

1、光催化技术

光催化法是一种环境友好型水处理方法，利用光催化剂表面的光生电子或空穴等活性物种，通过还原或氧化反应去除重金属。目前，光催化法降解废水中的重金属大多还处于实验研究阶段，实验室最常用的光催化剂是二氧化钛（TiO2）。TiO2光催化去除重金属离子有3种机理：（1）光生电子直接还原金属离子；（2）间接还原，即由空穴先氧化被添加的有机物，然后由产生的中间体来还原金属离子；（3）氧化去除金属离子。近年来，利用半导体TiO2光催化法去除或回收废水中的Se4+、Cu2+、Hg2+、Ag+和Cr6+等金属离子的研究备受关注，尤其对Cr6+的研究最为广泛。光催化法耗能低、无毒性、选择性好、常温常压、快速高效，在重金属废水处理中前景广阔且日益受到重视，但从实际应用的角度出发，光催化法还存在着许多问题，如重金属离子在光催化剂表面的吸附率低，光催化剂的吸光范围窄等。

2、纳米技术

纳米技术作为一门新兴学科，对其研究才处于起步阶段。但纳米技术在水污染治理方面的巨大潜力已得到广泛认同。纳米过滤是一种由压力驱动的新型膜分离过程，介于反渗透与超滤之间。纳滤膜主要存在以下两个特点：（1）膜的截留相对分子质量为100~1000，纳滤膜存在真正的微孔，孔径处于纳米级范围。（2）纳滤膜对不同价态离子的截留效果不同，对单价离子的截留率低，对二价及多价离子的截留率则相对较高，由于让大部分单价离子自由通过，使得纳滤膜只需使用较低的操作压力（一般为0.5~1.5MPa）；同时纳滤膜的通量高，与反渗透相对，纳米过滤具有设备投资低、能耗低的优点。目前，采用纳米过滤技术可有效去除镍﹑铬（Ⅵ）﹑镉﹑铜等重金属污染物（主要来源于工业废弃物泄漏和工业废水排放）。

四、结束语

综上所述，重金属污水的大量排放对生态坏境和人们的生命财产安全具有严重的影响，为将危害降到最低，必须要重视重金属废水治理工作，对其处理技术进行深入研究，对各项处理技术的优缺点进行详细掌握，根据不同的污染情况，采取合适的处理技术，发挥其最大的应用价值。

参考文献

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[3]姜立萍.重金属废水处理技术综述[J].上海环境科学，2019（5）：224-229.