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處理重金屬廢水的方法范文1
關鍵詞：重金屬廢水；處理；工藝
中圖分類號： TU992.3 文獻標識碼：A
重金屬廢水是指礦冶、機械制造、化工、電子、儀表等工業生產過程中排出的含重金屬的廢水。實際所需處理的廢水中含有的重金屬并不是單一種類， 往往多種重金屬并存，廢水的分類通常以其中含量最高的重金屬為依據，其中含銅廢水、含鉻廢水、含鎳廢水和含鉛廢水等較為多見。廢水中所含重金屬能對環境及人體產生長遠的不良影響，是對環境污染最嚴重和對人類危害最大的工業廢水之一，未經處理直接排放，一方面將對環境造成污染，另一方面也浪費了大量的水資源和貴重金屬資源， 其水質水量與生產工藝有關，因此對廢水處理工藝的研究具有十分重要的意義。
1 廢水處理操作方法
廢水中的重金屬一般不能分解破壞，只能轉移其存在位置和轉變其物化形態。處理方法是首先改革生產工藝，不用或少用毒性大的重金屬。對已經形成的重金屬廢水處理方法很多，一般分為物理法、化學法和生物法， 每種處理方法都有各自的特點和適用條件， 根據不同的原水水質和處理后的水質要求， 可單獨應用，亦可幾種方法組合應用。重金屬廢水處理的主要原理是利用金屬離子在堿性條件下的沉淀，經分離達到凈化廢水，回收重金屬，進而回用廢水，最終實現降低金屬排放總量，節約水資源回收貴重金屬的目的。對含有機物、絡離子及螯合物量大的廢水， 要先將妨礙處理重金屬的有機物質用氧化、吸附等適當的處理方法除去。然后再把它作無機類廢水處理。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。含重金屬廢水最常采用的是化學沉淀法， 把重金屬離子轉變成難溶于水的氫氧化物或硫化物等的鹽類， 然后進行共沉淀而除去， 處理后的水中重金屬低于排放標準可以排放或回用。加強混凝方法對重金屬的處理也很有效，形成新的重金屬濃縮產物應盡量回收利用或加以無害化處理。
2 重金屬廢水處理工藝
2.1 硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水
硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水其原理是利用硫酸鹽還原菌SRB在厭氧條件下產生硫化氫，硫化氫和廢水中的重金屬反應，生成金屬硫化物沉淀以去除重金屬離子。生物反應器是一個厭氧反應系統，微生物在厭氧條件下分解有機物，還原硫酸鹽生成硫化氫，硫化氫與廢水中的鋅離子反應生成不溶性的硫化鋅。生物反應器的類型可以是上流式厭氧污泥床、厭氧接觸反應器等。
反應生成的硫化鋅沉淀同厭氧污泥混在一起，當其濃度達到一定程度以后，為了保證生物反應器的正常運行，就必然排放一部分污泥。由于污泥中鋅含量較高，可以回收。從沉淀池中的出水，雖然鋅離子的去除率很高，但是出水中還含有比較高的COD和硫化氫，因此必須要進行好氧處理去除COD和硫化氫，使最終出水的指標都達到國家排放標準。
2.2 含銅重金屬廢水處理工藝
焦磷酸銅廢水中銅主要以絡合物形式存在，因此該類廢水在強堿條件下投加酸進行破絡反應，再與其他重金屬廢水混合處理。含銅廢水主要來源于電鍍、化學鍍工序。一般有電鍍銅工序產生電鍍廢水， 工件電鍍銅后清洗工序產生清洗水， 化學鍍銅工序產生化學鍍廢水， 工件化學鍍銅后清洗工序產生清洗水， 線路板鍍銅后蝕刻工序產生蝕刻廢水， 線路板鍍銅后微蝕工序產生微蝕水， 線路板鍍銅后棕化工序產生棕化廢水， 線路板鍍銅后采用表面活性劑清洗產生清洗水等。
2.2.1 工作原理
2.2.2 工藝流程
3 電池廠重金屬廢水的污水處理系統
某電池生產廢水排放量650/d。在生產過程中使用含汞鋅、錳和淀粉等原料。在電液配制、糊化、洗碳棒頭等生產過程中排出的廢水重金屬污染物濃度平均為：汞008mg/L、鋅315m1/L。錳73mg/L，如果直接排放會對環境造成較嚴重的污染。由于廢水中含有幾種重金屬污染物，處理難度高，該廠針對水質制定出一套高效經濟的廢水治理方案。
3.1 工藝流程
很多廢水（如電池的含鋅廢水）經絮凝反應后能分離出大量的污泥，這些絮狀污泥有一定的吸附能力。針對重金屬離子容易被吸附的特性，EWP高效污水凈化器利用Zn在pH=8-9時能生成的Zn（0H）2絮凝沉淀物，在凈化器內形成吸附過濾流化床，并添加重金屬離子吸附劑GPC，對汞和其它重金屬污染物進行吸附過濾，達到同時治理幾種重金屬污染物的效果。廢水從調節池自流至反應池，在反應池的入口與出口處分別加入三組藥劑，再由進流泵將經過混凝反應的廢水泵入凈化器內處理，處理后的清水從頂部流出，污泥從底部排入污泥濃縮罐，經污泥濃縮罐及污泥貯罐濃縮后脫水運走。
3.2 工藝設備及主要構筑物設計參數
（1）調節池 調節池有效容積為200m3。加設一個反應池。
（2）加藥系統 Na2S：用量5×10-5用玻璃鋼作溶藥攪拌器配制成質量分數為5%的溶液；石灰：由固體加藥機投加，用量由pH自動控制器控制；重金屬離子吸附劑GPC：用量3×10，由固體加藥機投加。
（3）主要設備 EWP高效污水凈化器共兩套：EwP-10、EWP-20處理量分別為200m/d和500m/d，污泥脫水機選用10m的板框壓濾機，污泥經脫水后外運至固廢中心。
結語
含重金屬廢水的處理要講求實效，可概括為兩個方面：
（ 1） 控制污染源， 盡量改革工藝， 實現少排放。
（ 2） 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。處理以化學沉淀法為主， 適當輔以其他處理方法。污水處理系統工程投入正常運行后，使得附近大量的陸源污水得到處理，消減了大量的排海污染物，使得整個海域海洋生態環境得到改善。對整個近岸海域的海域生態環境的改善將起到積極的作用，同時對周邊的環境和港區的開發建設也起到積極的促進作用，是正效益工程。
參考文獻
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處理重金屬廢水的方法范文2
關鍵詞：吸附材料 重金屬廢水 吸附率 吸附量
近年來，含有重金屬的廢水對人類的生活環境造成了巨大的危害，重金屬離子隨廢水排出，即使濃度很小，也能造成公害，嚴重污染環境，影響人們的健康。所以，研究如何降低廢水中重金屬的含量，減輕重金屬對環境的污染具有重大意義。目前，去除廢水中重金屬的方法主要有三種：一是通過發生化學反應除去廢水中重金屬離子的方法 [1]；二是在不改變廢水中的重金屬的化學形態的條件下對其進行吸附、濃縮、分離的方法；三是借助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法[2]。其中吸附法是比較常用的方法之一。本試驗采用物理吸附的方法研究幾種吸附材料處理含重金屬廢水的效果，以便找出比較高效和便宜的吸附材料，為降低處理含重金屬的廢水成本和增加經濟效益服務。
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材料與方法
1.1 試驗材料
1.1.1 吸附材料 實驗所用吸附劑除黃褐土外均來自于安徽科技學院資源與環境實驗室，部分吸附材料在查閱文獻的基礎上進行了化學改性[3，4]。 所用的吸附材料包括改性硅藻土、酸改性高嶺土、改性高嶺土、活性炭和黃褐土。改性硅藻土的處理過程為：將40 g硅藻土加入到0.1 mol/L的Na2CO3溶液中，邊攪拌邊慢慢地加入飽和的CaCl2溶液。反應結束后，過濾，置于烘箱內 105 ℃條件下干燥。酸改性高嶺土的處理過程為：將高嶺土過100目篩，在850 ℃煅燒5 h后，取一定量的高嶺土加鹽酸浸沒，在90 ℃恒溫下處理7 h，4000轉下離心分離30 min，洗滌，120 ℃下烘干過夜。改性高嶺土的處理過程為：取5 g高嶺土加入2 g SiO2，1 g Na2CO3，1 g KClO3放入研缽中研細，混勻，置于高溫爐中，控制溫度在800 ℃，恒溫3 h?；钚蕴恐苯尤∽杂谫Y環實驗室。黃褐土采自于安徽科技學院種植科技園，土壤樣品采集后，風干，過100目篩備用[4]。
1.1.2 含重金屬廢水 本試驗所用含重金屬廢水均為自行配制的不同濃度重金屬溶液。用硝酸銅、硝酸鉻、硝酸鉛和硝酸鋅分別配制鉻、銅、鋅、鉛摩爾濃度分別為0.10、0.05、0.01 mol/L的重金屬廢水。
1.2 試驗方法
分別稱取1 g吸附材料（改性硅藻土、酸改性高嶺土、改性高嶺土、活性炭、黃褐土）加入200 mL不同濃度的含重金屬廢水中，混合，振蕩24 h后，過濾，并測定處理后的濾液中重金屬的含量。用原子吸收分光光度計測定吸附平衡時溶液中的鉻、銅、鋅、鉛的含量（測定需將平衡液稀釋），并計算出溶液中剩余重金屬的量。用差減法計算各種吸附材料吸附重金屬的量。
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結果與分析
處理重金屬廢水的方法范文3
關鍵詞：活性污泥 厭氧污泥 重金屬污水處理 微生物
Study and Development of Activated-Sludge Treatment of Heavy Metal-Containing Wastewater
Abstract：The effects of activated-sludge treatment of heavy metal-containing wastewater are discussed in respect of different types of activated sludge and treatment of different heavy metals．The mechanisms of activated-sludge treatment of heavy metal-containing wastewater are analyzed，with possible ways put forward to improve the treatment capability of activated sludge，which provide some references for the improvement and perfection of the study of activated-sludge treatment of heavy metal-containing wastewater．
Key words：activated sludge; anaerobic sludge; treatment of heavy metal-containing wastewater; microorganism
傳統上處理重金屬廢水的方法主要是物理化學法，如吸附法、離子交換法、化學沉淀法、膜分離法、氧化還原法等，但這些方法都具有二次污染嚴重，處理成本高等問題。近年來人們開始為重金屬廢水的處理尋找新的方法。過去人們普遍認為活性污泥法不宜用來處理重金屬廢水，因為重金屬廢水中有機物質較少，而且重金屬對污泥中的微生物有很強的毒害作用。但近年的研究結果表明，通過改造現行的活性污泥法可以處理重金屬廢水[1-2]。活性污泥法處理重金屬廢水主要是利用活性污泥中的細菌、原生動物等微生物與懸浮物質、膠體物質混雜形成的具有很強吸附分解能力的污泥顆粒來完成的。目前研究主要集中在活性污泥對重金屬吸附能力以及活性污泥處理重金屬廢水的機理等方面。本文旨在通過對活性污泥處理重金屬廢水的工藝現狀及其機理的分析，提出一些能提高活性污泥處理能力的切實可行的途徑，為該方法的進一步研究和推廣應用提供參考。
1 活性污泥對重金屬廢水的處理
不同的活性污泥體系對重金屬的去除效果和機理都不盡相同，選擇一個適應范圍廣、抵抗重金屬能力強的污泥體系是當前研究的重點之一。
1.1 不同類型活性污泥的處理效果
活性污泥可分為厭氧污泥和好氧污泥。好氧污泥主要利用生物絮凝和細菌分泌的胞外聚合物吸附—螯合重金屬，因為好氧污泥含有的胞外聚合物和所帶負電荷均高于厭氧污泥，所以好氧污泥比厭氧污泥更易形成絮凝體，去除水中的重金屬。厭氧污泥主要利用細菌分解產物沉淀重金屬。本人對好氧污泥和厭氧污泥處理含鉻廢水進行了比較，通過兩個月對污泥的馴化，厭氧污泥可以處理Cr(Ⅵ)的質量濃度為600mg／L的廢水，而好氧污泥只能達到100mg／L左右，這主要是因為厭氧條件下，Cr(Ⅵ)被細菌產生的強還原性物質硫化氫還原成Cr(Ⅲ)，Cr(Ⅲ)以氫氧化物的形式從水中沉淀去除，而在好氧條件下，污泥中的氧化還原電位高，Cr(Ⅵ)不易被還原。
此外，不同類型的污泥吸附重金屬的效果也不盡相同。E．Bux等[3]，對剩余活性污泥和消化污泥吸附鋅作了對比研究。當處理鋅的質量濃度為1 200mg／L的廢水時，剩余活性污泥與消化污泥各自的最大吸附量為22.65和16.8mg／g，剩余污泥吸附鋅的能力要強于消化污泥，同時隨著鋅濃度的提高剩余污泥的吸附總量也提高了，這是因為剩余污泥比消化污泥具有更高電負性。
1.2 活性污泥對不同重金屬的去除效果
不同重金屬對活性污泥的毒害機制是不同的，這就決定了活性污泥對其去除效果的差異性。
1.2.1 鋅
B．W．Atkinson等[4]研究了剩余活性污泥處理電鍍廢水，該電鍍廢水中主要含有110mg／L鋅，同時還含有少量的Cu2+，Cd2+，Ni2+，Cr3+和Cr6+戶，其研究結果表明活性污泥對鋅的去除率高達96％，其他金屬平均去除率均為80％以上。馬曉航等[5]，研究了用SRB(硫酸鹽還原菌)處理含鋅廢水的活性污泥床工藝及影響運行的主要因素，該工藝可在進水COD和鋅的質量濃度分別為320mg／L與100mg／L時有效運行，有機物和Zn2+的去除率分別達到73.8％和99.63％。在水力滯留時間降至6h時，Zn2+的去除率仍可達94.55％。進水Zn2+的質量濃度低于500mg／L時裝置可以穩定運行，而當質量濃度達到600mg／L時，硫酸鹽還原菌受到Zn2+的明顯毒害，去除效果顯著降低。
1.2.2 鉛
王士龍等[6]利用活性污泥對含鉛廢水進行了研究。結果表明，當廢水pH值控制在4-9范圍內，ρ(Pb2+)小于100mg／L，鉛與活性污泥的質量比為1：300時，鉛的去除率均在99％以上，而其它酸度范圍去除率均較低。
1.2.3 鉻
王士龍等[7]還利用活性污泥處理含鉻廢水，當Cr(Ⅵ)在20mg／L以內的電鍍廢水，pH值控制在3—10之間時；其去除率達到95％以上。
Song等[8]研究了硫酸鹽還原菌處理含鉻廢水的能力。在厭氧條件下，硫酸鹽還原菌可以還原130mg／L Cr(Ⅵ)，同時還可降解廢水中的硫酸鹽。
當前的研究情況表明，活性污泥幾乎可以應用到所有重金屬廢水的處理中，其中以培養含有SRB的厭氧活性污泥最具有發展潛力，這與其能同時處理多種重金屬和硫酸根的特點有關。
2 活性污泥法處理重金屬的機理
活性污泥處理重金屬廢水機理很復雜，通常認為活性污泥對重金屬的作用包括沉淀，吸附和胞內吸附等。
2.1 重金屬的沉淀機理
重金屬的沉淀主要是利用污泥中微生物新陳代謝產物與重金屬離子直接生成難溶性的沉淀，或將重金屬還原后再生成難溶性的沉淀，從而達到從水相去除的目的。用SRB處理重金屬廢水是近年發展很快的方法。其原理是利用SRB在厭氧條件下產生的H2S和廢水中的重金屬反應，生成金屬硫化物沉淀以去除重金屬離子。Van等[9]研究以蔗糖作為有機源，利用SRB還原硫酸根，去除重金屬銅，鉛等重金屬離子，從而提出以下的反應過程：
①產酸菌將復雜有機物質分解生成氫和簡單有機酸，如丙酸、乙酸等。
②SRB利用氫作為電子供體將硫酸根還原成負二價硫。
③負二價硫與重金屬離子生成難溶于水的金屬硫化物。
當前對利用氫作為電子供體的SRB的研究比較多，但對其它類型SRB的研究則相對較少。加上影響SRB對硫酸根作用的因素眾多，這就使對SBR處理重金屬機制的研究變得復雜和艱難。目前研究還僅限于對單一菌種，多種細菌共存的體系還未見報道。研究多種細菌共存對處理效果影響以及其作用機制將是下一步研究的重點。
2.2 重金屬的吸附機理
重金屬的吸附是通過利用微生物本身結構或其分泌物和代謝產物來實現的，如動膠菌、藍細菌等能夠產生胞外聚合物(ECP)，如多糖、糖蛋白、脂多糖等。革蘭氏陰性細菌分泌的胞外聚合物是由脂多糖、莢膜多聚糖和其他的蛋白質等組成。這些分泌物在細胞表面上易于脫落。革蘭氏陽性細菌所分泌的則是由脂磷壁酸、多聚糖和游離蛋白質組成。這些胞外聚合物含有大量的陰離子基團，如羧基、磷?；⒘蛩岣纫着c金屬離子結合。天然多聚糖上陽離子能與水辮液中二價重金屬離子進行離子交換，如藻酸鹽中K+，N a+，Ca2+，Mg2+就能夠與相應的陽離子如Co2+，Cu2+，Cd2+和Zn2+進行交換，從而達到生物吸附重金屬的目的。Aksu等[10]還通過實驗證明了C.Vulgari和Z.Ramigera是通過細胞壁的多聚糖上氨基和羧基與金屬之間韻吸附和配位作用來吸附銅的。但生物吸附機理仍不是十分清楚，當前對其比較有影響的解釋是巴斯韋爾，麥金尼等所提出的粘液學說和含能說。
2.3 重金屬的胞內積累機理
一般金屬離子要進入細胞體必須經過胞外結合與運輸到胞內兩個步驟[11]，前者迅遺且不需能量，后者緩慢并依賴能量及代謝系統調空。由于大部分的重金屬對微生物都有害，所以很難研究高濃度下重金屬的吸附機理。通常認為重金屬進入細胞膜的傳送機制與代謝作用必須的離子鉀、鎂、鈉的相類似。但當有時相同電荷和離子半徑近似的重金屬離子共存時，這種傳送系統就可能會將這幾種共存金屬同時傳人到細胞體內，使細胞新陳代謝功能出現障礙。如Cr(VI)在pH=7-9范圍內主要以CrO42-的形式存在。而CrO42-，硫酸鹽和磷酸鹽結構相似，較易經過一般陰離子的傳輸渠道穿過細胞膜。在有還原性質物質存在的條件下，Cr(Ⅵ)作為電子受體，在酶的作用下，進行細胞內還原。
3 活性污泥法的改進
活性污泥處理高濃度的重金屬廢水是一種全新的處理方法。在過去的二十多年里，人們研究集中在微生物處理重金屬的機制、優化活性污泥處理重金屬廢水的工藝參數等方面。但由于研究還不夠透徹，使活性污泥應用受到了限制。如何提高活性污泥法的應用范圍，提高活性污泥的處理效果，降低活性污泥法的生產成本，可以從以下幾個方面進行改進。
3.1 改變活性污泥的形態
將絮狀活性污泥培養成顆粒污泥，為微生物提供一個穩定的微生態系統，有利于微生物抵抗高濃度的重金屬離子；顆粒污泥形成有利于細菌對營養的吸收；顆粒污泥能維持一個相對穩定的微環境，有利于抵抗廢水的突變[12]。
3.2 生物強化技術
生物強化技術是通過向廢水處理系統中直接投加H-自然界中篩選的優勢菌種或通過基因重組技術產生的高效菌種，以改善原處理系統的能力，達到對某一種或某一類有害物質的去除或某方面性能的優化目的。其實現需要三個步驟：①高效菌種的獲得；②高效菌種在投加系統中保持及活力的表達；③對目標物的有效去除或原系統性能的有效改善。生物強化技術有利于減少活性污泥的馴化時間，增強活性污泥處理效果，并可以根據廢水特性有選擇性地投加特定菌種，從而使活性污泥適應能力顯著增強。但目前主要是針對單一菌種處理重金屬效果的研究，對復合功能菌的研究較少。復合功能菌借助不同菌種之間相互協調共生，有利于增強茁群整體對于環境的抵抗能力，保持在系統中的活力，提高與系統中固有菌對營養物的競爭能力，從而保證強化技術有效實施。
3.3 促進微生物胞外聚合物(ECP)的分泌
活性污泥形成過程是先由細菌形成菌膠團，再進一步絮凝成活性絮凝體，絮體的形成和細胞產生的胞外聚合物有很大關系。細菌產生的胞外聚合物越多，絮凝聚合作用就進行得越快。胞外聚合物的形成與細菌的生長階段有關。在細菌生長對數期，細菌開始絮凝，到穩定生長期時，胞外聚合物大量形成。
目前對微生物產生ECP的機制和生物絮凝過程研究不是十分清楚，針對提高分泌ECP能力的研究還處于試驗探索階段，這一方面研究還有待于進一步加強。
4 結語
活性污泥法處理重金屬廢水具有成本低，環境友好等優點，是一種較有發展前途的方法。但活性污泥法尚有許多的不足之處，如利用沉淀機制處理重金屬廢水，則剩余活性污泥需要進行再處理回收其中的金屬成分。當前活性污泥法大多還處在實驗室和中試階段，進行了大規模工業應用的研究成果還很少，若想在此領域有所突破，還必須加強在生物強化技術等方面的研究，同時提高工業過程和設備自動化水平。
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處理重金屬廢水的方法范文4
1.1離子交換法離子交換法是利用離子交換樹脂把廢水中的重金屬離子交換出來，重金屬離子在通過H型離子交換樹脂時，被H+取代，從而除去重金屬離子。離子交換法的處理效率會隨著樹脂中可交換的H+被消耗而降低，需定期對樹脂進行再生，離子交換法占地面積較大，會產生大量的再生廢液。
1.2吸附法吸附法是應用多孔吸附材料吸附處理廢水中重金屬的一種方法。傳統吸附劑有活性碳和硫化煤等。近年來，隨著人們逐漸開發出具吸附能力的材料。包括硅藻土、泥煤、礦渣、浮石、麥飯石及各種改良型材料?；钚蕴际悄壳皬U水中普遍采用的吸附劑，其比表面積大，吸附能力強。利用活性碳的吸附和還原，可以處理電鍍行業和礦山冶煉產生的重金屬廢水，但造價較高。
1.3電滲析法電滲析法是在外加直流電場的作用下，以電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，重金屬離子在陰極得到電子被還原，這些重金屬或沉淀在電極表面，或沉淀到反應槽底部，從而降低廢水中重金屬含量。該方法操作簡單，但耗電量大，易極化、結垢。
1.4反滲透法反滲透法于70年代應用于電鍍廢水的治理，現已應用于鍍鋅、鎳、鉻漂洗水以及多種重金屬混合的廢水治理[1]。UJANGZ.采用復合低壓反滲透膜對Zn2+和Cu2+的廢水進行處理研究，在適宜的溫度、PH和操作壓力條件下，水回收率為40%，Zn2+和Cu2+的去除率可達到90%以上；投加適宜的EDTA時，兩種金屬的截留率均達到99%以上[2]。納濾又稱松散型反滲透，對二價離子具有很高的截留率，利用納濾膜處理鍍鎳漂洗水可達到出水循環回用和鎳回收的目的[3]。反滲透法雖然去除效果好，但膜易堵塞，周期短，需定期更換反滲透膜，造價較高。
1.5生物修復法重金屬在生物體內，有累積，富集的現象，且一些生物對特殊的重金屬元素，有明顯的耐受性。鑒于這種特性，生物被用來對重金屬廢水進行富集，回收分離。由于生物處理具有成本相對較低，易于管理等特點，在低濃度重金屬廢水領域，生物修復法被認為是最具有發展前景的重金屬廢水處理技術[4]。由于高濃度重金屬廢水對生物具有毒害作用，生物法一般用來處理低濃度重金屬廢水。按照生物的種類不同，生物處理法可被分為植物處理、動物處理和微生物處理三種。
1.5.1植物處理植物處理是利用天然或者遺傳工程培育的植物對污染物進行處理的技術。利用植物實施污染環境修復的觀念并不新穎，很早以前人們就認識到一些水生植物（如鳳眼蓮、浮萍等）能夠吸收污染水體中的Pb、Cu、Cd、Fe和Hg等重金屬污染物。上世紀80年代中期Gersberg等對加利福尼亞的一人工濕地進行人工添加高濃度zn、cd和Cu，通過為期一年對濕地凈化重金屬的效果調查研究發現，濕地對這三種重金屬的去除效果顯著，去除率均達到90%以上[5]。Groudeva等人研究發現蘆葦、香蒲、燈心草對污水中銅、鉛、鎘、鐵都有一定的富集作用[6]。超積累植物在富集重金屬方面優勢更為明顯，超積累植物可以在不影響正常生長的情況下積累高于普通植物百倍濃度的重金屬，并可對富集于植物中經濟價值較高的重金屬進行回收。研究中發現，鳳眼蓮根部對水中8.0μg/kg的銀的富集系數達到60多萬倍，灰分銀含量達到18.5%，在動態實驗中72.5μg/kg的含銀廢水處理后鳳眼蓮根部灰分中含銀63.5%，從這些灰分中提煉銀得到成功[7]。由此可見植物在富集去除污水中重金屬有著很大的開發前景。
1.5.2動物處理水生動物對水體的重金屬也有一定的富集能力，尤其是無脊椎動物對鋅和鎘具有很大的富集能力（富集系數達到104～105）。龐艷春等人調查表明，利用河蚌處理重金屬廢水，在重金屬濃度為3.125mg/L時，其對重金屬Cu2+、Pb2+、Zn2+、Ag+的脫除系數達到72.0％～89.9％。[8]
1.5.3微生物及藻類處理微生物通過生物絮凝，生物吸附，生物沉淀等作用實現廢水中重金屬的轉化，沉積和固定。研究發現，少量的活性污泥可以起到明顯的去除重金屬的作用。另外，微生物還可以代謝產生由多糖、蛋白質、纖維素、聚氨基酸等天然高分子物質，該類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。另一方面，濕地系統土壤中的微生物，對重金屬的去除具有間接作用。成水平等人的研究指出，濕地系統中的微生物代謝放熱，可能是系統冬季出水溫度（5℃）高于進水溫度（0℃）的原因，即微生物的作用使得濕地系統具有保溫作用[9]。這對于濕地系統冬天防冰具有重要意義。微生物與植物協同作用則可以強化植物對污染物的吸收。
2結論
處理重金屬廢水的方法范文5
關鍵詞：反滲透技術；廢水處理；回用；應用原理分析
中圖分類號：TQ028 文獻標識碼：A
我國經濟的發展，離不開我國工業的快速發展。工業的快速發展帶給我國的不僅僅是經濟的騰飛，還有對于環境的污染。目前我國工業生產過程中的廢水排放以及處理問題是工業發展過程中的最大問題，也是我國環境保護工作遇到的重要問題。伴隨著越來越嚴重的廢水排放形勢，我國政府以及工業企業要有決心進行處理。在工業廢水中含有大量的重金屬，例如我國礦山行業的開采工作；冶金行業的冶煉過程都能夠產生大量的廢水，廢水中的大量重金屬物質能夠對我國的環境造成嚴重的破壞。要想有效地對工業廢水進行處理以及回用，需要很多的條件以及辦法。由于重金屬廢水中的金屬含量以及分子結構不同，在處理的過程中需要進行區別處理和回用，這樣就無形中加大了廢水的處理難度。目前我國對于廢水處理效果較好的處理方式就是反滲透技術。作為一項新型的廢水處理技術能夠在處理工業廢水的同時保護環境，也避免了重金屬離子的大量流失。因此反滲透廢水處理技術在我國的廢水處理工作中應用得較為廣泛。下面就進行詳細的論述以及闡析。
1.在廢水處理過程中應用的反滲透廢水處理技術的基本原理
目前我國在工業廢水的處理過程中有很多的方法。例如離子交換以及化學等方法都能夠對工業廢水進行有效處理。但是由于在工業廢水中存在大量的重金屬離子，重金屬離子的成分也非常復雜。因此在工業廢水的實際處理過程中應用最為廣泛的方法還是反滲透廢水處理方法，這種方法在使用的過程中達到了應有的效果，受到了各個方面的肯定。
反滲透廢水處理技術主要就是通過外作用力迫使廢水中的溶劑通過反滲透半透膜執行過濾動作，這樣就能夠較為明顯的將廢水中的重金屬離子進行隔離，隔離的重金屬離子停留在半透膜的另一側。在實施反滲透廢水處理技術的過程中我們需要注意兩點要求。第一個要求就是要使外界施加的外作用力大于并且遠遠大于廢水溶液的滲透壓力；第二個條件就是要在反滲透技術應用的過程中使用透水性能以及選擇性能都非常優良的半透膜進行反滲透處理。通常情況下，參與反滲透廢水處理的半透膜表面微孔必須小于一納米這個基本要求尺寸，這樣的尺寸才能夠在反滲透廢水處理的過程中隔離大部分的重金屬離子。反滲透廢水處理技術的核心原理就是通過滲透以及節流廢水中的重金屬離子來對金屬離子進行相應的拆分以及辨別。因此我們在使用反滲透廢水處理技術的過程中要對廢水中重金屬離子的各種價態有非常周全的考量，最大限度地實現反滲透廢水處理技術的功能和作用。
反滲透廢水處理技術最早出現在20世紀的70年代，當時只是通過反滲透技術來處理電鍍廢水，通過不斷地發展和創新，反滲透廢水處理技術已經開始在重金屬廢水中開始應用，并且取得了非常好的效果。需要注意的是反滲透廢水處理技術在處理的過程中并不需要在廢水中添加任何添加劑，同時也不需要其他的輔助技術來完成反滲透操作。正是由于反滲透廢水技術上述的優點，才在日后的應用中取得了廣泛的認可，并且達到了良好的廢水處理效果。
2.在廢水處理過程中反滲透廢水處理技術的主要應用
2.1 簡述反滲透廢水處理技術在電鍍水處理過程中的應用。
在工業企業中，生產過程中會產生大量的電鍍廢水以及金屬漂白水等工業廢水，這些工業廢水中含有大量的重金屬離子，尤其是金屬鉻離子，鉛離子以及鎳離子的含量非常大，同時工業廢水中還含有非常多的氯化物以及氰化物。上文提及反滲透廢水處理技術最早就是應用在電鍍工業廢水的處理過程中。在處理電鍍工業廢水的過程中，最主要的就是要通過脫鹽以及局部滲透的方式將電鍍工業廢水中的重金屬離子進行隔離回收。尤其是電鍍工業廢水中的汞離子，汞離子含有劇毒，對于人們的身體健康有著非常大的危害，因此在工業廢水的處理過程中我們首先就需要將電鍍工業廢水中的汞離子進行隔離回收。在反滲透廢水處理中，對于重金屬離子鎳離子的回收處理處于環境保護的角度，還能夠取得較好的經濟效益。因此在處理過程中的工作效率更好。目前我國已經針對反滲透電鍍廢水處理技術有了一套非常完成的體系以及理論。在處理的過程中還可以輔助相應的處理工業，取得更好的處理效果。
2.2 簡述反滲透廢水處理技術在其他重金屬廢水處理過程中的應用
在工業廢水中，電鍍廢水的處理是非常關鍵的一項工作，但是還有其他的金屬廢水需要我們加大力度進行處理。冶金行業中的冶煉廢水處理，采礦行業的采礦廢水等等都需要我們采用反滲透廢水處理技術進行相應的處理。在這些重金屬離子的處理的過程中主要有兩個目的，第一個是有效的工業廢水回收能夠對我國的環境起到保護作用；同時有效的廢水處理能夠有效地回收重金屬離子作為他用，有一定的經濟效益。應用反滲透廢水處理技術能夠分離95%以上的重金屬離子并且回收，因此反滲透廢水處理技術在重金屬離子的處理以及回收過程中具有非常高的工作效率。
3.在廢水處理過程中反滲透處理技術存在的主要問題
3.1 簡述反滲透廢水處理技術在處理過程中的成本
隨著反滲透技術在重金屬廢水處理中的應用，我們還必需要考慮的一個問題是反滲透技術的成本問題。反滲透技術中非常關鍵的一個環節就是反滲透膜的選擇，滲透膜的選擇對于反滲透技術的運用有非常關鍵的影響作用。在反滲透膜的種類上，現在市場上已經研發出了幾百種，而且價格也高低不等。不同的滲透膜在廢水處理過程中的污染去除能力，以及自身抗污染能力都是不一樣的。所以盡管對于重金屬廢水的反滲透技術處理效果非常令人滿意，但必須認識到的一點是它的價格也是比較昂貴的。
3.2 簡述反滲透廢水處理技術的預處理問題
在對重金屬廢水的處理過程中，合理地運用預處理的方法可以提高滲透膜的使用壽命，從而降低因更換滲透膜而帶來的成本。在反滲透技術處理過程中，非常關鍵的一個技術要點是要保證處理時進水的水質必須要符合要求，否則很快會造成滲透膜的污染，這會嚴重影響滲透技術的處理效果，并對滲透膜的使用壽命也造成嚴重影響。所以在處理重金屬廢水過程中，合理進行預處理可以有效提高滲透膜的滲透率，從而提高對重金屬廢水的處理效果。
⒖嘉南
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處理重金屬廢水的方法范文6
關鍵詞：有色金屬冶煉 廢水處理 研究現狀 展望
當前，有色金屬的冶煉過程所排出的廢水是的污染是非常嚴重的，已被列入高污染的領域中。其中，廢水中重金屬的污染是最為常見的，對環境以及人們的生活都造成了很大的困擾[1]。國家也針對有色金屬行業的特殊性，制定并頒布了法規來治理廢水的污染。所以，針對有色金屬及其冶煉過程中產生的廢水的水質特點，研究切實可行、成本低、便捷的廢水處理方式，徹底解決當前有色金屬冶煉過程中廢水對環境和人們的影響，確保有色金屬行業能良好的發展下去以及解決重金屬廢水的污染是非常關鍵的[2]。本文從有色金屬在其冶煉過程中排放廢水及廢水的特點出發，對當前有色金屬冶煉領域的污水處理的相關研究進行了統計，并以此為依據對其發展和趨勢進行了展望。希望本文能對相關從業人員有所幫助。
一、冶煉過程中的廢水
1.廢水來源和性質
有色金屬在其冶煉的過程中，沖洗液、沖渣水、煙氣的凈化水以及車間用水等都是廢水的主要來源[3]有色金屬的冶煉過程中，會用到多種沖洗液。包括各程序中多種酸的洗液、產生的廢酸，顆粒清除的洗滌用水，硫酸環節的廢液，點解過程的廢液等都對車間排除水的污染有非常大的相關性。該過程中排出的各種廢水在其理化性質上具有pH值低，重金屬含量大的等特點火法冶煉過程中的沖渣水。在有色金屬的火法冶煉過程中，需要對熔融態的殘渣進行淬冷處理，這個過程通常是用水進行，相應的產生的廢水也具有殘渣顆粒多、重金屬含量高以及水溫度高的特點
沖洗過程帶來的廢水中也將煙氣中的各種雜質都帶到了廢水中冶煉過程中車間沖洗產生的廢水。在有色金屬的冶煉過程中，需要用水對各種設備、車間地板、物料等進行沖洗處理。這個過程中設備表面所殘留的各種原料和產物以及點解車間電解液的滴漏等情況都使得清洗用的廢水中含有大量的重金屬和酸性物質有色冶煉過程中設備冷卻過程中的用水。這里主要是指冶煉過程中對爐窯等進行冷卻的環節中所產生的廢水。該廢水由于僅作為循環用的冷卻水，不會接觸到設備的表面和原料，因此其除了溫度較高外，基本上沒有重金屬、酸性等的污染。
2.廢水的危害性[4]
首先，在有色金屬冶煉過程所排出的廢水中，主要的污染物可以說是重金屬。其在廢水中具有含量高的特點，而且其對周圍的環境、動植物等有非常大的危害。例如當前報道的湖南的鎘超標的毒大米等，從物種的角度會最終影響到整個環境及人類。
其次，有色金屬在其冶煉過程中所產生和排除的廢水，不經處理其中的重金屬和強酸性都會對物種造成危害，包括植物的死亡以及動物的滅絕等，最終對人類造成危害。
再次，有色金屬在其冶煉中所排除的廢水中，還有著各用酸環節中帶出的強酸性的污染物。需要對其進行嚴格的處理，否則最終會導致飲用水的pH的降低，對動植物的生存也造成極大的危害。此外，污水中的強酸性物質及其揮發造成的酸雨等會對各中建筑中的金屬及墻體結構造成嚴重的破壞。
二、有色金屬行業排放廢水有效處理的研究狀況
隨著人們對環境保護的重視以及技術的提升，當前對于有色金屬冶煉過程中排放的廢水進行綜合治理得到了人們廣泛的重視。從企業到學校再到可以機構都會廢水的處理展開了研究，并取得了很好的研究成果。本文以《中國知網》等電子資源，對2000年1月至2013年1月間有關有色冶煉過程排放廢水的文章進行了查閱。共發現有300多篇相關的研究。從的時間上看，呈逐年增加的趨勢。在2005年之前，研究相對較少，每年僅幾篇相關的研究。但進入2010年后，研究論文呈幾何倍數遞增。這主要是人們對環境治理要求的增加以及當前出現的各種環境污染等問題引起的。
在當前的研究過程中，研究人員主要就“中和法”進行了大量的研究[5]?！爸泻头ā钡募夹g在其原理上主要是用石灰對廢水進行中和處理，相關研究也從初期的一級、多級處理改進為當前的HDS改良方法。并以HDS技術為基礎研究發開出了大量的綜合性處理方法。從2005 年開始，在有色金屬廢水的處理中，人們引入了膜法以及吸附法，并取得了很好的效果。由此，這兩種方法也被大量的研究，并有著代替傳統中和法的趨勢。但是其固有的缺點限制了其應用的推廣。其缺點主要是其使用過程中，吸附劑使用后需要進行再生，而再生環節非常頻繁，這對吸附法的使用造成很大的影響。
三、有色金屬冶煉過程產生廢水的處理的發展趨勢展望
隨著人們對環境治理的重視和相關技術的提升，有色金屬冶煉過程所排除的廢水在其處理過程的相關研究在當前有了新的趨勢[6]。
1.高技術含量的處理方法及聯合處理方法代替傳統的處理方法
當前，在有色金屬冶煉行業中，對于排放廢水的處理通常以傳統的一級或者多級的“中和法”進行。該廢水處理方式具有操作簡便、成本小等的優點，但在處理的過程中也存在著沉淀難處理、工藝處理結果變化大等問題?；谏鲜鰪U水處理中存在的問題，對“中和法”進行改進，并研究開發出了很多效果好的處理方法。
案例：某鋅業股份有限公司采用高濃度泥漿法（HDS）對排放污水中的酸性污染物進行處理。
該公司對于冶煉過程中制酸環節所排出的廢水中的酸性污染物進行環保處理。當前，該冶煉工段的廢水中強酸性物的生產為80 m3/h，其中硫酸的含量為2%，濃度約為20 g/L；而且重金屬含量也嚴重超標，Zn離子的含量高達1600 mg/L，Cd離子的含量高達400 mg/L，Pb離子的含量高達500 mg/L，As離子的含量高達1500 mg/L。從這個檢查結果看，該冶煉過程排出的廢水屬于嚴重的重金屬超標和強酸性污染水。利用改進型的處理工藝：高濃度的泥漿法（HDS）+鐵鹽，對廢水進行處理。該廢水的處理過程中，總的投資成本為1200萬元人民幣，每天可處理污水2000 噸，此過程中每立方污染廢水的處理成本僅3.96 元。該強酸高重金屬的廢水經改工藝處理后，水質完全符合《污水綜合排放標準》GB 8978-1996）的標準。
2.從過去傳統的污染廢水的處理向當前重金屬的回收和水的重復利用轉化
在當前的有色金屬冶煉行業中，對于強酸及重金屬超標的污染廢水，企業在處理過程中通常是采用傳統的一級或者多級的石灰中和法進行處理，進而到達國家規定的標準后進行排放處理。在企業的廢水的處理過程中，每噸的成本也較高，重金屬離子經處理后會以沉淀的形式隨著廢水排除，這樣的處理方式，使得廢水中的重金屬無法得到回收利用，相當一部分的重金屬都這樣被浪費掉，進而對環境也造成了嚴重的影響。當前，人們認識到環境保護的重要性以及潛在的重金屬回收的價值，開始對廢水中的重金屬回收進行了大量的研究，也成為了為了研究的方向之一。
當前的新技術-膜分離在使用過程中不僅能夠將重金屬離子回收，對廢水處理后能完全達到國家對于污水排放的要求。當前的研究結果表明，膜分離技術能有效的對重金屬離子進行截留，當前的研究的截留效果高于百分之八十五，相比與傳統的常規處理方式，截留效果能提升五個百分點。同時，膜分離技術的處理工藝過程可以實現自動化，這樣就使得對于處理工藝的維護等非常的便捷。此外，膜分離技術進行污水處理，占用的場地是傳統方法的三分之一。楊曉松等在其研究過程中對于韶關冶煉廠的膜分離技術進行了研究。該廠當前使用的廢水處理方式為具有超濾和納濾功能的膜分離技術的結合，在實際的應用過程中，有著非常好的廢水處理效果。采用該復合膜分離技術后，這個水處理的過程的脫鹽率超過了百分之八十以上，水經過處理后滿足了工業上循環用水的標準。該標準為Ca2+離子濃度小于100 mg/L，F-離子濃度小于10 mg/L，SO42-離子濃度小于100 mg/L，溶液的電導率小于250 μs/cm，Pb2+離子濃度小于0.05 mg/L，Zn2+離子濃度小于0.05 mg/L，Cd2+離子濃度小于0.005 mg/L。 廢水經過雙層膜分離技術處理后，重金屬離子的濃度也得到了極大的降低，也完全滿足了國家污水排放的要求。其中超濾膜分離過程水的產出率高于百分之九十，納濾膜分離過程水的產出率大于百分之七十五，污水處理過程的總水的產出回收率大于百分之六十五。該水處理工藝的成本價格為4元每噸。
常皓等人在其研究研究中采用復合吸附法進行近身離子的吸附，結果表明在金屬離子的富集過程中，采用有效的“生物制劑A 配位+二段水解+深度脫鈣”的工藝。該工藝能實現重金屬離子例如Zn2+離子濃度、Cu2+離子濃度等到達國家用水標準。Pb2+離子濃度可控制在0.05 mg/L，Cd2+離子濃度控制在0.05 mg/L ，也非常接近國家水質的標準。王勇等在其研究中對于銅冶煉中的廢水進行了處理，結果表明向廢水中加入一定量的硫酸銅，可以讓廢水中的砷離子轉化為亞砷酸銅，進一步的就可以利用二氧化硫對其進行還原，最終可以得到三氧化二砷。該工藝技術過程在一定程度上完成了對含有砷的廢水進行處理的目的。此外，對回收的殘渣進行氧化反應就可以將硫酸銅進行回收處理，在很大程度上使得硫酸銅可以在改技術工藝過程中進行循環使用。
四、結語
綜上所述，當前對于有色金屬冶煉過程中排放的廢水的有效處理的研究呈逐年增加的趨勢。且從研究的重點來看，除了傳統的“中和法”工藝技術的改進，也出現了新的膜法和其他技術。這些研究開發的綜合性技術在當前的廢水處理過程中發揮了重要的作用。從相關研究的重點上也能夠看出，未來有色冶煉廢水研究的趨勢是將傳統的“中和法”進行改進以及開發綜合型處理工藝。此外，當前很多研究也集中在從過去廢水的處理向重金屬的回收以及水的重復利用的方向轉化的趨勢。相信隨著研究的進一步深入，我們的有色金屬冶煉領域所產生的廢水，將得到有效的控制，并能進一步的提升行業的利潤空間。
參考文獻
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