处理重金属废水的方法模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇处理重金属废水的方法，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

工业废水的治理是水污染控制的主要任务之一。工业废水中通常含有大量的重金属离子，这些离子具有极大的危害性，很容易被有机体吸收，当浓度超过一定限度，就将对人体造成健康损害。因此，对这些废水在排放前进行适当的处理尤为重要。因废水中的重金属离子种类不同，在溶液中存在的形念各异，所以处理方法也不一样。

一、化学沉淀法

化学沉淀法被广泛应用于工业废水重金属离子的去除。溶解的金属离子在pH值调整到11后，与沉淀剂(如石灰)转化为不溶的固体，其中比较典型的是氢氧化物。用石灰分别处理初始浓度为450mg/L与1085mg/L的Zn(II),Mn(II)离子。Zn(II)与Mn(II)虽然初始浓度不同，但当pH值为11时，它们均可降低至5 mg/L以下（这仍然不能满足苛刻的环境排放要求，还需要进一步采用物理化学方法处理)。虽然试验的结果不尽相同，但都表明pH值调节到碱性(pH=11)是化学沉淀法有效去除重金属离子的重要参数，因此，石灰和氢氧化钙是最普遍使用的沉淀剂。化学沉淀法的突出优点是过程简单、设备投资少、操作方便安全等。缺点是不仅需要大量的沉淀剂，还必须对其反应所产生的废浆作进一步处理。

二、生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物的代谢物，进行絮凝沉淀的一种除污方法。微生物絮凝剂是由微生物自身构成的，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、纤维素和核酸等。通常情况，线性结构的大分子絮凝效果较好，而支链或交链结构的大分子效果较差。由于多种微生物具有一定线性结构，有的表面具较高的电荷和较强亲水性，能与颗粒通过各种作用(如离子键、吸附等)相结合，象高分子聚合物一样起絮凝剂作用。已发现17种微生物有较好絮凝功能，如霉菌、细菌、放线菌和酵母等。有多种微生物可用于重金属的处理。该方法的优点是安全无毒，不产生二次污染，絮凝效率高，且生长快，易于实现工业化等。此外，微生物可以通过遗传工程，驯化或生成有特殊功能菌种，发展前景理想。

三、浮选法

浮选法是利用气泡从液相中分离固体或其他液体的方法，具体是指附着在气泡上的粒子可随气泡的上浮将依附在粒子上的重金属离子加以分离。浮选法是一种物理分离过程，它在去除废水中的重金属离子上很有潜力。浮选法分为以下几类:分散空气浮选法；溶解空气浮选法；真空空气浮选法；电浮选法，生物浮选法。

其中，溶解空气浮选法是处理含重金属离子废水最普遍的方法。该方法对小粒子有良好的去除效果、处理时间较短、费用较低，是一种有潜力的废水处理方法。

四、膜过滤法

膜过滤法不仅能去除悬浮固体物与有机物，还能高效地去除无机污染物，比如重金属物质。在处理无机废水中，根据保留颗粒的尺寸大小，可选择超滤、纳米过滤以及反渗透法等不同的过滤方法。

（一）超滤法

超滤法应用透过膜分离无机废水中的重金属。透过膜的尺寸范围为5～20nm，可以使水以及低分子量的溶质通过，大分子(分子量1000～100000)以及悬浮的固体颗粒物等其他物质则被截留下来。

（二）反渗透法

反渗透技术是一种由压力驱动的膜分离技术:溶液中的水通过膜，而金属离子则被截留下来。与超滤法和纳米过滤相比，反渗透法分离无机废水中的金属离子效率最高。化学沉淀法中，pH值为影响重金属离子去除效率的关键因素，而反渗透法中则为压力。压力越高，离子去除效率越高，但能耗也越大。使用反渗透法，水的通量高、去除离子效率高、对生化毒物不敏感，并且机械强度、化学稳定性、抗高温性能等均好；不过，污染废水中存在的阳离子如Cd(II),Cu(II)，使膜不可恢复的污塞，增加了操作费用。膜的分离效率是随使用时间的延长而降低的，从而也降低了渗透的速率。这种方法的总体缺点就是能耗较高。

（三）纳米过滤

纳米过滤膜介于超滤膜与反渗透膜之间。它的分离机理包括原子筛分效应与电效应。纳米膜上的带电离子与液体中的离子形成离子对，同时后者被除去。这种膜的小孔道以及表面电荷使得尺寸小于孔道的离子能被去除。纳米过滤法比反渗透法需要的压力低，因此，操作费用也较后者低。一般说来，纳米过滤法可以处理含重金属离子浓度大于2000mg/L的无机废水。在多种膜分离方法中选择最合适的，主要考虑以下几方面因素:废水的性质、金属离子在水中的本性与浓度、pH值与温度。除此之外，膜还要和投料溶液与清洁剂相配套，以使表面污塞最小。

五、离子交换法

离子交换法是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法。应用的离子交换剂有离子交换树脂、沸石等。离子交换树脂有凝胶型和大孔型，前者有选择性，后者制造复杂、成本高、再生剂耗量大，因而在应用上有很大的局限性。离子交换是靠交换剂本身自由移动的离子与被处理溶液中的离子通过离子交换来实现的。推动离子交换的动力是离子间浓度差和交换剂上的功能基对离子的亲和能力。多数情况下离子先被吸附，再被交换。离子交换剂具有吸附、交换双重作用。这种材料的应用越来越多，如膨润土，它是以蒙脱石为主要成分的粘土，具有吸水膨胀性好、比表面积大、较强的吸附能力和离子交换能力。天然沸石是含网架结构的铝硅酸盐矿物，其内部多孔，比表面积大，具有独特的吸附和离子交换能力。研究表明，沸石从废水中去除重金属离子的机理，多数情况下是吸附和离子交换的双重作用。随流速增加，离子交换将取代吸附作用占主要地位。通过吸附和离子交换再生过程，废水中重金属离子浓度可提高30倍。用沸石去除铜，在NaCl再生过程中，去除率达97％以上，可多次吸附交换，再生循环，而且去除率并不降低。

六、电化学处理技术

（一）电渗析

利用只能选择性地通过阳离子或阴离子的阳离子交换膜和阴离子交换膜，使之互相交替排列，构成多电室电渗析槽。膜堆两端分别设置有阴、阳电极，进入电渗析器的溶液在外加直流电场作用下，阴、阳离子各向相反方向电极方向移动，因而形成浓室和淡室相间的格局。将浓缩液和淡化液分别从浓室和淡室引出，便可达到重金属浓缩分离和淡化的目的。

（二）膜电解

膜电解是一种电势作用下的化学过程。它可被用于金属离子的纯化。阴极有两类：传统的金属阴极、高比表面的阴极。电解发生时，正极发生氧化反应，负极发生还原反应。这一方法被有效地应用于碳电极废水中Cr(VI)的去除上。缺点是能耗较高。

（三）电沉积

为了更有效地去除废水中的重金属离子，研究者将电压加到传统的化学沉淀方法中。根据电极的不同，电沉积可以分别应用于酸性和碱性溶液中。

七、处理废水中重金属离子的不同物理化学方法的比较

比较不同废水处理方法的性价比，要充分考虑pH值、投料量、初始离子浓度及金属离子去除率。综合分析各项资料，我们得出:当初始浓度为100mg/L时，离子交换法几乎全部消除了Cd(II),Cr(III) ,Cu(II),Ni(II)和Zn(II)等离子，这一结果可以同反渗透法相比；当初始浓度大于1000mg/L时，石灰沉淀法是最有效的处理方法之一；当离子初始浓度为50mg/L时，浮选法几乎和反渗透法一样可以完全处理废水中的离子，费用则更低。

参考文献：

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

中图分类号：[R123.3] 文献标识码：A文章编号：

引言

重金属废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。20世纪60年代震惊世界的日本公害病──水俣病和痛痛病，就是分别由含汞废水和含镉废水污染环境造成的。因此，各国对重金属废水的治理都十分重视。

1.水污染现状

水是一种宝贵的自然资源，随着工农业的迅速发展和人们生活水平的不断提高，对水资源的要求，无论是从质而言，还是从量而言，都有了更高的标准。水并非是取之不尽，用之不竭的天然资源，它是有限资源，对于缺水地区来说，水就更加宝贵了，防止水污染，保护水环境，目前已引起广泛共识。

水污染是指水体因外界某种物质的介入，导致原有质量特性发生改变，从而影响了原有的功能和利用价值，甚至危害人体健康，破坏生态环境。人类社会为了满足生活及生产的需求，要从各种自然水体中取用大量的水，这些水被利用后，即产生生活污水和工业废水，并最终又排入天然水体，这样就构成了一个用水的循环。

2.处理特点和基本原则

废水中的重金属是各种常用方法不能分解破坏的，而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理和化学形态。例如，经化学沉淀处理后，废水中的重金属从溶解的离子状态转变成难溶性化合物而沉淀下来，从水中转移到污泥中；经离子交换处理后，废水中的金属离子转移到离子交换树脂上；经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。总之，重金属废水经处理后形成两种产物，一是基本上脱除了重金属的处理水，一是重金属的浓缩产物。重金属浓度低于排放标准的处理水可以排放；如果符合生产工艺用水要求，最好回用。浓缩产物中的重金属大都有使用价值，应尽量回收利用；没有回收价值的，要加以无害化处理。

重金属废水的治理，必须采用综合措施。首先，最根本的是改革生产工艺，不用或少用毒性大的重金属；其次是在使用重金属的生产过程中采用合理的工艺流程和完善的生产设备，实行科学的生产管理和运行操作，减少重金属的耗用量和随废水的流失量；在此基础上对数量少、浓度低的废水进行有效的处理。重金属废水应当在产生地点就地处理，不同其他废水混合，以免使处理复杂化。更不应当不经处理直接排入城市下水道，同城市污水混合进入污水处理厂。如果用含有重金属的污泥和废水作为肥料和灌溉农田，会使土壤受污染，造成重金属在农作物中积蓄。在农作物中富集系数最高的重金属是镉、镍和锌，而在水生生物中富集系数最高的重金属是汞、锌等。

3.处理方法可分为两类：

3.1使废水中呈溶解状态的重金属转变成不溶的重金属化合物或元素，经沉淀和上浮从废水中去除，可应用中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分离法、离子浮选法、电解沉淀或电解上浮法、隔膜电解法等；

3.2将废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和分离，可应用反渗透法、电渗析法、蒸发法、离子交换法等。第一类方法特别是中和沉淀法、硫化物沉淀法和电解沉淀法应用最广。从重金属废水回用的角度看，第二类方法比第一类优越，因为用第二类方法处理，重金属是以原状浓缩，不添加任何化学药剂，可直接回用于生产过程。而用第一类方法，重金属要借助于多次使用的化学药剂，经过多次的化学形态的转化才能回收利用。一些重金属废水如电镀漂洗水用第二类方法回收，也容易实现闭路循环。但是第二类方法受到经济和技术上的一些限制，目前还不适于处理大流量的工业废水如矿冶废水。这类废水仍以化学沉淀为主要处理方法（见废水化学处理法），并沿着有利于回收重金属的方向改进。

4重金属废水处理发展趋势及展望

4.1生物法将成为主导方法 虽然化学法、物理化学法、生物法都可以治理和回收废水中的重金属，但由于生物法处理重金属废水成本低、效益高、易管理、无二次污染、有利于生态环境的改善。另外，通过基因工程、分子生物学等技术应用，可使生物具有更强的吸附、絮凝、整治修复能力。因此生物法具有更加广阔的发展前景。

4.2几种技术集成起来处理重金属废水 重金属废水是一种资源，许多重金属都比较昂贵。如果将废水中的重金属作为一种资源来回收，不但解决了重金属的污染，而且还具有一定的经济效益。电化学法就可以满足这些要求处理重金属废水，但由于废水中重金属的浓度一般较低，用传统的电化学法来处理，电流效率较低，电能消耗较高。因此，为满足日益严格的环保要求，实现废水回用和重金属回收,可将几种技术集成起来处理重金属废水，同时发挥各种技术的长处。Tung Chung-Ching等[19] 集成采用胶束增强超滤法去除水溶液中的铜离子取得了显著效果。张永锋[20]采用络合-超滤-电解集成技术处理重金属废水，超滤的浓缩液可通过电解回收重金属，从而实现废水回用和重金属回收的双重目的，为重金属废水的根治找到了新的出路。

5.重金属浓缩产物的无害化处理

重金属废水经处理形成的浓缩产物，如因技术、经济等原因不能回收利用，或者经回收处理后仍有较高浓度的金属物未达到排放标准时，不能任意弃置，而应进行无害化处理。常用方法是不溶化和固化处理，就是将污泥等容易溶出重金属的废物同一些重金属的不溶化剂、固定剂等混合，使其中的重金属转变成难溶解的化合物，并且加入如水泥、沥青等胶结剂，将废物制成形状有规则、有一定强度、重金属浸出率很低的固体；还可用烧结法将重金属污泥制成不溶性固体。

6结束语

我们应该充分利用自然界中的微生物与植物的协同净化作用，并辅之以物理或化学方法，寻找净化重金属的有效途径。对重金属的污染源头进行严格的控制和监督，利用物理和化学的办法处理好源头的含较高浓度的重金属废水，不让高含量的重金属废水进入城市排水管网。这样可以减少治理成本，又减轻了二级污水厂的处理难度，取得较好的经济效益和环境效益。在已建成的环境治理项目中，可以考虑进行对重金属处理的改进和改造以达到对相应重金属的处理，而在有必要进行重金属处理的未建成环境治理项目，应该在立项时即考虑对重金属的去除，以达到更好的治理污染，修复环境的目的。

参考文献

1.马士军.微生物絮凝剂的开发及应用[J].工业处理,1997,12(1):7~10

2.陈天,汪士新.利用壳聚糖为絮凝剂回收工业废水中蛋白质、染料以及重金属离子[J].江苏环境科学,1996(1):45~46.

3.李明春,姜恒,侯文强等.酵母菌对重金属离子吸附的研究[J].菌物系统,1998,17(4):367~373

篇3

关键词：

重金属；废水处理技术；电解法；膜集成技术；资源化；环境污染

根据我国卫生部的全国污染源普查结果，2015年，我国重金属废水中含砷、铬、汞、铅等重金属的量约为2.21万t，废水排放总量为869万t，在造成严重环境污染的同时，也导致了重金属资源本身的极大浪费。在此背景下，加强对重金属废水处理技术和资源化利用的研究，已成为当前环境治理工作开展过程中的首要任务。

1重金属废水处理的必要性

重金属废水中的砷、铬、汞、铅等元素及其化合物会被水中的植物、鱼类等收集并沿食物链传递，对此类重金属及其化合物进行分析可知，其能够导致蛋白质与活性酶失活，从而引发代谢紊乱，而由于其无法自然降解或经由生物代谢而排除，故极容易对人类健康与其他生物的生存和发展带来严重威胁，因此有必要也必须加强对重金属废水处理技术的研究。

2重金属废水处理技术

2.1电解法

电解法处理重金属废水的原理为：在直流电作用下，废水中带正电的重金属离子迁移至阴极，且在阴极获得电子而被还原，所产生的金属单质则沉淀至反应器的底部或是吸附到电极表面，实现废水除盐与水中重金属的回收。以电化学镀镍液为例，利用电解法对温度T＝80℃、pH＝9且电流密度为8.0mA/cm2的镀镍液进行电解，结果发现，在循环条件下通电2h后，可从废水中回收97.9%的金属镍。对基于电解法的重金属废水处理技术进行分析可知，该方法无需添加任何化学试剂，故不会产生二次污染，但在溶液（废水）内部，随着反应的逐渐进行，原溶液中金属离子的浓度也逐渐下降，从而导致溶液电阻率升高，耗电量也随之增加，故电解法并不适用于低浓度的重金属废水处理。

2.2化学沉淀法

化学沉淀法，即将硫化物、氢氧化物、钡盐等沉淀剂投入到重金属废水当中，使其与废水中重金属离子发生反应并形成沉淀，达到取出废水中游离的重金属离子目的的一类技术。对化学沉淀法进行分析可知，该方法具有操作便捷、工艺简单的优点，但在对重金属处理过程中会产生大量的废渣，若不对其进行二次处理，将很有可能产生二次污染。近年来，化学沉淀法在工艺和沉淀剂方面取得了显著进展，例如，目前，一种新型的有机螯合剂——二丙浮选剂被大量应用于废水中重金属的去除工作当中，由于该螯合剂的重金属去除不会受到pH与多重金属离子的干扰，故基于该螯合剂的废水中的重金属去除率高达99.9%。

2.3生物吸附法

生物吸附法是近年来新兴的一种重金属废水处理方法，对生物吸附进行分析可知，其是生物通过静电作用、共价作用或分子力作用吸附在生物体表面的一种现象，而基于该方法的重金属废水处理主要包括两个步骤：首先，重金属离子与细胞表面大分子物质与官能基团的结合；其次，生物体细胞对废水中的重金属离子进行主动运输和吸收。2013年，湖南某铅锌铜矿工作人员从矿石中分离获得地衣芽孢杆菌，通过观察，此种杆菌的表面电荷会随其pH值的下降而增加，使得Cr6+离子同生物吸附剂结合点位间的相互作用大幅增强，从而强化了对金属离子的去除效率，表明生物吸附法能够增强重金属离子的去除效果。同年，该工作人员从湖南某镉污染地分离纯化获得的嗜麦芽窄食单胞菌在对地区含镉废水进行处理时发现，废水样本中的镉的初始质量浓度为1.0mg/L，pH为6～7，在利用嗜麦芽窄食单胞菌吸附2h后，废水中约有82.9%的镉被吸附至嗜麦芽窄食单胞菌表面，表明嗜麦芽窄食单胞菌能够有效吸附废水中的镉。

2.4离子交换法

离子交换法去除废水中重金属离子的原理为，使离子交换剂的功能基团同废水中重金属离子进行交换，从而将废水中的重金属离子去除，具体来说就是，当重金属废水经过离子交换器时，重金属离子间的浓度差与交换剂的功能基团形成较强的离子亲和力，由此来推动二者间的离子交换，进而达到去除废水中重金属离子的目的。目前，基于离子交换法的重金属废水处理过程中，常用到的离子交换剂包括了阴阳离子交换沸石和树脂等，特别是阴阳离子交换树脂的应用效果尤为显著。例如，河北省某钢铁厂所排废水中含有大量的铜、铅等重金属离子，该公司通过向其待处理废水中加入1，1二羧酸酯-2-乙酸磷酸酯功能团树脂，从而有效去除了其中的铜、铅等金属阳离子，从而确保了其处理后的废水满足钢铁生产的废水处理和排放要求。

3重金属废水的资源化利用的实例分析

利用相关技术对重金属废水进行处理并非重金属废水处理的最终目的，重金属废水处理要求废水中重金属含量达到相关标准后，应对重金属废水进行资源化处理，即废水的资源化处理和重金属的资源化处理。现阶段，我国在重金属废水资源化领域已取得了一系列重大研究成果且被成功运用至部分实际重金属废水处理工程当中，相关资源化技术主要包括两方面：

3.1基于膜集成技术的含铜废水处理

2013年，浙江省某工程施工后产生了大量的含胶体和重金属Cu2+的工业废水，地方环保部门和该工程单位环境部门根据所选纳滤膜的分离特性与纳滤处理前后水样的导电率，进而对废水中含有的Cu2+进行截留，节流范围为85.3%，相应的截留分子量的范围为756Da，在膜集成技术处理后，废水中的Cu2+浓度由138.2mg/L降至1.79mg/L，且废水的导电率也降至5.7us/cm，使出水水质较好地达到了生产用水要求。同时，经处理后的浓缩废水被转移至回收浓缩系统和萃取系统进行回收和萃取，最后经由电解将水中残留的Cu予以回收，基本实现了该工程废水处理的闭路循环，而后该重金属废水资源化工艺被临近地区的相关工程所使用，且地区基于该工艺的含铜废水中可回收的电解铜约为100t/年，较好地实现了含铜废水的资源化处理。

3.2基于混凝沉淀与膜处理相组合的蓄电池废水处理

2014年，广东省某化工企业利用混凝沉淀与膜处理相组合的工艺对厂内蓄电池废水进行处理，通过在蓄电池废水中加入石灰、NaOH对废水的pH进行调节，并使重金属离子形成沉淀，而后利用将沉淀物同废水进行分离，在此基础上借助微滤和纳滤等膜处理技术将蓄电池废水中残留的重金属离子进一步分离。结果表明，经过混凝沉淀后，废水中的大部分重金属离子被去除，而膜处理后，废水中铅、镉的浓度分别为0.3mg/L和0.02mg/L，回收率也达到72.5%，能够基本满足工业生产和排放的标准。

4结语

本文通过对重金属废水处理的必要性进行说明，进而对重金属废水处理的电解法、化学沉淀法和生物吸附法等相关技术方法做出了系统探究，并对重金属废水的资源化实例展开了详细的论述和分析。研究结果表明，重金属废水处理和资源化的方法较多，未来应结合重金属废水的实际情况选择恰当的方法对其进行处理和资源化利用，从而为提高重金属废水资源利用效率和强化环保效果奠定良好基础。

参考文献

[1]陶琨，廖志民．新型高效重金属废水资源化处理技术研发与应用[J]．印制电路信息，2011，11（13）.

篇4

1　引言

重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要指铬、铅、铜汞及类金属砷等生物毒性显著的重金属造成的环境污染。当这些元素进入人体后会使蛋白质失活，严重危害健康。近年来，随着人类对重金属的开采、加工等活动的增多，排出了大量含重金属的废水，使得环境中的重金属含量增加，超出正常范围，对环境造成了严重的污染，并危害着人类的生存和发展。在一些河流中，曾发生铜污染引起水生生物急性中毒的事件；在某些海岸和港湾地区，也发生铜污染引起牡蛎肉变绿的事件。2011年8月，云南一化工厂发生铬污染，致数万立方米水的水质变差、牲畜接连死亡，此事件引发社会各界的极大关注。

因此，对这些含有微量重金属元素的废水的处理就成为一个亟待解决的问题。目前对重金属废水的处理工艺主要依靠传统技术（化学沉淀，氧化还原法等），这些技术工艺相对简单。但传统处理方法表现出处理效率不高，且存在出水金属浓度偏高的问题。另外原材料获取费用昂贵，并且可能会引起其他方面的污染。为了寻找能够更好的处理重金属废水的工艺，人们对利用生物去除重金属的方法进行了研究。与传统方法相比，生物法的原材料来源广泛，价格低廉，而且其去除速度快，去除效果明显。另外，生物法更具有环境友好性，处理后不会产生二次污染等问题。

2　生物法

生物法主要利用植物或微生物及其代谢产物的特性来处理重金属，在废水处理领域渐渐引起了人们的普遍关注。目前的研究表明，生物法主要分为生物吸附法、生物沉淀法、生物转化法、生物絮凝法和植物修复法。

2.1　生物吸附法

生物吸附法的原理主要是因为微生物的细胞壁可以通过物理化学作用将重金属吸附在胞外聚合物的结合位点上，这使微生物对重金属有较强的吸附能力，并将它们螯合在多聚物或产生基团，并与重金属离子形成络合物。然后再在水中沉降，从而得到了去除重金素的效果。生物吸附法是一种新兴的技术，可以选择性的吸附水中的重金属离子，处理效率较高，能够解吸从而达到重复利用。并且操作的pH值和温度条件范围广。这类吸附剂主要是藻类，还有细菌和真菌及其代谢产物（如几丁质和多糖）等。但是吸附容量有限，只适合低浓度的重金属废水的处理。

Kuhu用海藻酸钠对生枝动胶菌进行固定后，用它对含镉废水进行处理，发现可以吸附近96%的镉。国内李清彪等通过研究发现白腐真菌菌丝球对于铅有一定的吸附作用，另外还探讨了黄泡展齿革菌对铅的吸附。发现它光滑均匀，具有一定机械强度，并有较好的吸附能力。在不同种类的废水的处理上，研究也有很大进展。我国利用一种SRV菌株吸附电镀废水中的铜离子，吸附率达到99.2%。吴启堂等研究活性污泥对城市污水中重金属的处理效果，发现了当优势污泥为60mg/L时，对污水的铜、锌、镍的吸附率分别是82%、69%、51%。

2.2　生物沉淀法

生物沉淀法主要是利用微生物新陈代谢产物，将废水中的重金属离子沉淀固定，进而得以除去。目前发展最广的方法是用硫酸盐还原菌（SRB）来处理重金属。SRB在厌氧的条件下，可以将硫酸盐还原产生H2S。而它可以和重金属离子反应生成金属硫化物沉淀。因大多数硫化物沉淀的溶度积常数很小，所以可以较高效地去除重金属。该技术处理金属种类多，对含铜、铅、铬、镉、汞的废水处理取得了较好的效果。而且它还有处理彻底的优点。另外，由于废水中重金属多以硫酸盐的形式存在，应用SRB处理废水能够达到“以废治废”的目的，大幅的降低了成本。

2.3　生物转化法

生物转化法是利用微生物的新陈代谢来转化重金属的过程。主要分成两类：一类是通过氧化还原等作用来降低重金属化合物的毒性，形成了微生物对重金属的解毒作用，如细胞内的半胱氨酸残基上的疏基与重金属结合成络合物，达到清除其毒害的效果；另一类是通过生物吸收作用，将重金属积累在细胞的原生质内。微生物的转化的特性部分菌种有较高的耐受性，对重金属的生物毒性产生抗性，可以应用到高浓度的重金属废水的处理。

吴乾菁等从活性污泥中分离出了对汞、铬、铜有耐受性的微球菌属和假单胞杆菌属的细菌，使用这类细菌制作的活性污泥对废水的处理效果优良。随着基因工程技术的完善，它已经被应用到许多方面。由于重金属污染具有复合性，基因工程技术可以使人们对菌种进行改性，从而得到所需的菌种。马晓航等认为采用DNA重组技术将金属结合蛋白基因导入活性污泥优势菌群中，可以有效的处理重金属污染。目前，这种处理方法已得到一定的应用，在锦江电机厂便建成了以复合功能菌为主的生物净化回收电镀废水和污泥中铬等金属的示范工程。

2.4　生物絮凝法

许多微生物具有一定的线性结构，有的表面的具有高电荷和强疏水性或亲水性，能够与重金属通过离子键等作用相结合。因此微生物本身能起到絮凝剂的作用。另外，微生物尤其是细菌可以分泌黏性物质与细胞外，有一定的吸附能力和絮凝性，因此也可以依此原理对重金属进行絮凝除污。但目前该项工尚缺乏具体的研究

2.5　植物修复法

植物修复技术，主要是利用植物来提取、吸收、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表、地下水中污染物。目前植物修复技术主要应用在处理重金属等难降解的物质上。其具体的工艺内容包括植物萃取、植物稳定、植物挥发、根系过滤、种苗过滤等。与其他技术相比，植物修复法具有经济上的巨大优势，同时它的实施较为简单，对环境的扰动少。在治理之后，还可以从植物的残留物中回收重金属，取得一定的经济效益。但是植物修复法在应用中不灵活，而且治理效率不高，比较适合污染土壤的修复，不能治理重污染的土壤。

2.6　其他方法

随着物理法、化学法去除重金属工艺的完善，可以将生物法与传统方法结合使用，充分发挥两者的优点，弥补各自的不足。张子间采用微电解—生物法组合工艺处理含铬电镀废水。在实验过程中，电镀废水中的重金属离子通过微电解法预处理，可去除90%以上。实验结果表明，Cr6+、Cu2+、Ni2+的含量分别为50mg/L、15mg/L和10mg/L的废水，进过微电解—生物法处理后，重金属离子的去除率达到99.9%。且这种方法成本低廉，操作简单，无二次污染。

4　结论及展望

近年来，针对含重金属的废水的处理技术进行了大量的研究，传统处理方法虽然可以有效地去除重金属，但是处理工艺复杂，费用昂贵，废水回收困难。而且处理工程中加入的物理或化学试剂进入环境后也可能会引起二次污染。作为一种新兴工艺，生物法对重金属离子的去除技术具有经济高效性，且工艺简单、原料来源广泛，以及环境友好性等优点，另外，Saglam发现用Phanerochaete　chrysosporium吸附重金属后，可以利用盐酸进行解吸，这说明了生物法还有利于污水中重金属的回收。因此，生物法有广阔的应用前景。

但是，生物工艺目前主要局限于实验室，实践较少。pH、温度和重金属浓度也会影响生物的活性，从而降低了去除效果。此外，生物去除过程往往耗时较长。今后的研究方向应主要集中于以下几个方面：（1）逐渐增加生物工艺在实际中的应用，早日实现工业生产和环保领域；（2）运用生物工程加强研制可以适用极端环境的新菌种；（3）合理的结合物理、化学方法，从分发挥各个工艺的优越性，找到最有效最经济的处理技术。

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中图分类号：X75； TQ170.9 文献标识码：A

一、引言

随着社会的不断发展，人们比以往任何时候都更加崇尚工业与自然环境的和谐发展，这种理念已不断渗透到各学科之中，在治理污染技术的开发上也应该寻求这种绿色产业。充分发挥自然界的天然自净化功能，是在污染治理与环境修复领域开发绿色环保技术的体现，更是完整地利用天然自净化功能的反应。本文阐述了重金属的危害、来源及其存在形式，并重点论述了处理重金属污染物的方法。

二、废水中重金属污染物的来源

1.铅的来源。铅常被用作原料应用于蓄电池、电镀、颜料、橡胶、农药、燃料等制造业。铅板制作工艺中排放的酸性废水(pH

2.镉的来源。镉是一种灰白色的金属，自然界中主要以二价形式存在。镉电镀可以为钢、铁等提供一种抗腐蚀性的保护层，具有吸附性好且镀层均匀光洁等特点，因此工业上90%的福用于电镀、颜料、塑料稳定剂、合金及电池等行业，含镉废水的来源还包括金属矿山的采选、冶炼、电解、农药、医药、电镀、纺织印染等行业的生产过程中。

3.镍的来源。废水中镍的来源废水中的镍主要以二价离子存在，比如硫酸镍、硝酸镍以及与许多无机和有机络合物生成的镍盐。含镍废水的工业来源很多，其中主要是电镀业，此外，采矿、冶金、石油化工、纺织等工业，以及钢铁厂、印刷等行业排放的废水中也含有镍。

4.银的来源。常见银盐中唯一可溶的是硝酸银，也是废水中含银的主要成分。硝酸银广泛应用于无线电、化工、机器制造、陶瓷、照相、电镀以及油墨制造等行业，含银废水的主要来源是电镀业和照相业。

三、重金属污染物在环境中的存在形式

重金属污染物在大气、水、沉积物、土壤、植物等体系中均有分布，在不同体系中的存在形式不同。重金属在土壤中的存在形式、土壤重金属污染主要是由于使用污泥和污水灌溉造成的，污水中工业废水占60%～80%，且成分复杂，都不同程度含有生物难以降解的重金属。

1.重金属在水中的存在形式。近年来，中科院等对长江水环境中重金属的背景值进行了较深入的考察，结果表明河水中大部分元素主要以悬浮颗粒态存在，而溶解部分的重金属浓度较低，并且总量越是偏高的元素，以悬浮颗粒态存在的比例也越高。这一特征与区域条件有密切联系，当地理风化强烈时，悬浮质含量直接影响水环境中元素浓度分布。同时，化学风化微弱使元素难以释放，河水碱性偏低更使溶解态重金属浓度偏低。

2.重金属在沉积物中的存在形式。通过各种途径进入水环境的重金属，绝大部分随物理、化学、生物及物理化学作用的进行，迅速转移到沉积物中或通过悬浮物转移到沉积物中。沉积物中重金属赋存状态及特征为：Pb主要趋向于同Fe/Mn水合氧化物、碳酸盐相结合，Cu主要形成残渣相和有机质相，而Zn易同Fe/Mn水合氧化物、碳酸盐相结合；Pb、Zn以非残渣相为主要成分，Cu以残渣相为主要成分。

四、常用的重金属废水处理方法

重金属废水处理的方法有很多，可分为两大类：一类是使溶解性的重金属转变为不溶或者难溶的金属化合物，从而将其从水中除去。另一类是在不改变重金属化学形态的情况下进行浓缩分离，例如反渗透法、电渗析法、离子交换法、蒸发浓缩法等。

1.氢氧化物沉淀法。该方法是通过向重金属废水投加碱性沉淀剂(如石灰乳、碳酸钠液碱等)，使金属离子与轻基反应，生成难溶的金属氢氧化物沉淀，从而予以分离的方法。

2.硫化物沉淀法。该方法是通过向废水中投加硫化剂，使金属离子与硫化物反应，生成难溶的金属硫化物沉淀从而得以分离的方法。硫化剂可采用硫化钠、硫化氢或硫化亚铁等。此法的优点是生成的金属硫化物的溶解度比金属氢氧化物的溶解度小，处理效果比氢氧化物沉淀更好，而且残渣量少，含水率低，便于回收有用金属。缺点是硫化物价格高。

3.还原法。该方法是通过向废水中投加还原剂，使金属离子还原为金属或低价金属离子，再投加石灰使其成为金属氢氧化物沉淀从而得以分离的方法。还原法可用于铜、汞等金属离子的回收，常用于含铅废水的处理。

4.离子交换法。离子交换法是利用离于交换剂的交换基团，与废水中的金属离子进行交换反应，将金属离子置换到交换剂上予以除去的方法。用离子交换法处理重金属废水，如Cu2+、Zn2+、Cd2+等，可以采用阳离子交换树脂；而以阴离子形式存在的金属离子络合物或酸根 (HgCl2-、Cr2O72等)，则需用阴离子交换树脂予以除去。

5.铁氧体法。铁氧体是由铁离子、氧离子以及其它金属离子所组成的氧化物，是一种具有铁磁性的半导体。采用铁氧体法处理重金属废水是根据铁氧体的制造原理，利用铁氧体反应，把废水中的二价或三价金属离子，充填到铁氧体尖晶石的晶格中去，从而得到沉淀分离的方法。

6.电解法。电解法是利用电极与重金属离子发生电化学作用而消除其毒性的方法。按照阳极类型不同，将电解法分为电解沉淀法和回收重金属电解法两类。电解法设备简单、占地小、操作管理方便、而且可以回收有价金属。但电耗大、出水水质差、废水处理量小。

7.膜分离方法。该方法是利用一种特殊的半透膜，在外界压力的作用下，在不改变溶液中化学形态的基础上，将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法。膜分离法包括反渗透法、电渗析法、扩散渗折法、液膜法和超滤法等。

8.吸附法。该方法是利用吸附剂将废水中的重金属离子除去的方法。吸附法由于占地面积小、工艺简单、操作方便、无二次污染，特别适用于处理含低浓度金属离子的废水。

五、结语

重金属的污染问题已成为今世界各国共同关注的问题，国内外对重金属的处理方面的研究正在全面进行中。我国也在这方面取得了瞩目的成绩。

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中图分类号：P618.5 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2013）-12-0264-02

前言：

水是人类赖以生存和发展的物质，维系着整个社会的发展。近年来随着工业生产和城 市现代化水平发展。各种废水大量排放，水中重金属加剧积累，重金属污染严重，因此重金属废水的治理备受国内外科研工作者的重视。本文对重金属废水的来源、 危害，几种处理重金属废水的方法及其优缺点和发展趋势进行了综述。

1 重金属废水的来源和危害

1.1 重金属废水的来源

重金属废水主要来自矿山坑内排水，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，镀厂镀件洗涤水，钢铁厂酸洗排水，以及电解、农药、医药、油漆、颜料等各种工业废水。

1.2 重金属废水的危害

重金属废水污染具有毒效长，不可降解的特点，可通过食物链作用进入人体，并在人体内累积。从而导致各种疾病和机能紊乱。最终对人体健康造成严重损害。日本水俣湾由汞中毒造成的“水俣病”，就是重金属污染给人体健康带来损害的典型事例。可见，对含重金属废水的治理刻不容缓。

2 重金属废水的传统处理方法

2.1 化学沉淀法

2.1.1中和沉淀法

此法是目前工业上应用最广的方法。向废水中投加碱中和剂，使废水中的重金属形成 溶解度较小的氢氧化物或碳酸盐沉淀而去除。含铜、镉、铬、铅等电镀废水均可采用此法处理，常用的沉淀剂有石灰、碳酸钠和氢氧化钠等。其中氢氧化物应用较 多。该法具有技术成熟、投资少、成本低、自动化程度高等优点，在国内外已广泛应用。例如杨富新[1]在处理广州铜材厂含铜、锌离子的污水时，采用了氢氧化物沉淀法，污水pH 从2.17 升至8.50时，Cu2+质量浓度由15.48 mg/L 降至0.39 mg/L，Zn2+质量浓度由107.8 mg/L 降至3.2 mg/L；当pH 从1.82升至9.38 时，Cu2+质量浓度由24.6 mg/L 降至0.1mg/L 以下，Zn2+由10.4 mg/L 降至未检出；当pH 从2.06 升至10.65 时，Cu2+质量浓度由22.7 mg/L 降至0.13 mg/L，Zn2+质量浓度由112.0 mg/L 降至3.18 mg/L。但该法对于高浓度的废水分离困难效果较差且会产生含重金属污泥，并有可能产生二次污染。若废水中重金属离子以络合物形式存在，则有可能使出水中重金属离子含量不达标。

2.1.2硫化物沉淀法

此法是加入硫化物使废水中重金属离子生成硫化物沉淀而除去的方法，与中和沉淀法相比其的优点是：重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低。反应pH值在7-9之间处理后的废水处理效果更好。其缺点是：硫化物沉淀颗粒小，易形成胶体，硫化物沉淀在水中残留，遇酸生成气体，可能造成二次污染。

2.1.3铁氧体共沉淀法

此法是根据生产铁氧体的原理处理重金属废水能一次脱除多种金属离子，尤其适用于混合重金属电镀废水的一次性处理，具有设备简单，投资少，操作方便等特点，同时形成的污泥有较高的化学稳定性，容易进行微分离和脱水处理。此法在国内电镀业中应用较广，但在形成铁氧体过程中需要加热（约70℃）能耗高，处理后盐度高，而且不能脱除汞和络合物。

2.2电化学法

此法指应用电解的基本原 理使废水中的重金属通过电解在阳、阴两极上分别发生氧化还原反应使重金属富集的方法。根据阳极类型电解法可分为电解沉淀法和回收重金属电解法。电化学法工 艺成熟，设备简单，占地面积小，无二次污染，所沉淀的重金属可回收利用；其缺点：水处理量小，耗电量大，出水水质差，不适合处理低浓度废水。

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积高或表面具有高空隙结构的物质，如分子筛、矿物质和活性炭等。活性炭是最早、应用最广的吸附剂，但其价格昂贵使用寿命短。近年来，发现矿物材料也具有很强的吸附能力，如蛇纹石、沸石、硅藻土等。其中，沸石是目前发现的矿物材料中比表面积最大、吸附能力最强的矿物。现今，沸石可用于处理含铬（主要来源于电镀铬、钝化工序）的工业废水。采用沸石吸附处理含铬废水，要求废水总铬质量浓度

2.3.2树脂吸附

树脂中含有的羧基、羟基、氨基等活性基团可与重金属离子进行螯合形成网状结构的笼形分子，故能有效地吸附重金属。其中壳聚糖及其衍生物是处理重金属废水的理想材料，学者对此研究甚多。王茹等[3]以工业级壳聚糖（脱乙酰度为83%）为吸附剂，去除水溶液中的Pb2+，在室温条件下，处理质量浓度为100mg/L的Pb2+溶液时。最佳条件是壳聚糖投加质量浓度2g/L、粒度20～40目、pH6～8、吸附时间15小时，在该条件下Pb2+的去除率99.7%以上，残余Pb2+的质量浓度不高于0.6mg/L。已达到国家废水排放标准。近年来，对改性壳聚糖的研究也大量浮现。改性后的壳聚糖吸附容量大速度快、易洗脱、应用范围广等优点，但目前大多集中在改性壳聚糖的静态吸附研究上，实际应用还有一些问题。

2.3.3生物吸附法

此法指借助生物体的化学结构或成分特性来吸附水中的重金属。生物吸附剂是指凡具有从溶液中分离重金属能力的生物体及其衍生物。藻类、菌体及一些细胞提取物是主要的生物吸附剂。现今，利用生物吸附去除废水中重金属的研究越来越受重视。

2.4膜分离法

此法指利用一种特殊的半透膜在外界压力下且不改变溶液中化学形态的基础上，将溶剂和溶质进行分离或浓缩。目前，膜技术包括反渗透、电渗析、超滤、液膜和渗透蒸发等。其中反渗透和超滤膜在电镀废水处理中已广泛使用。大连化物所利用芳香聚酰胺型高分子化合物作为膜材料（DP―1）组装成反渗透器对去除电镀废水中的镍、镉效果极佳[4]。液膜法耗能少、分离快，重金属资源可回收，近年来也已用于小型电镀厂含Cr3+、Zn2+废水处理。膜技术设备简单，占地面积少，使用范围广，处理效率高，节能并能实现重金属的回收，无需化学试剂，不造成二次污染。但膜组件昂贵、使用过程中膜的回受污染和通量会下降。随着膜技术在废水领域中的深入研究，将膜技术与其他工艺组合来处理重金属废水将成为今后发展趋势。

3重金属废水处理新技术

3.1纳米技术及材料

此技术是一门刚开始被研究的新兴技术。此技术在水污染治理方面有巨大潜力。纳米过滤是一种由压力作用的新型膜分离过程，介于反渗透与超滤之间。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）。

3.2光催化技术

此法是一种环境友好型处理方法，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）[5]。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[6]。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好且日益受重视，但实际应用中发光催化法仍还存在诸多问题。

3.3新型介孔材料

据国际理论和应用化学联合会定义，孔径介于2～50nm的多孔材料才是介孔材料。介孔材料具有结构有序、孔径分布窄、孔隙率高、比表面大且水热稳定性好等优点。因此，介孔材料是当今国际上的研究热点和前沿之一。现今利用新型高效介孔材料吸附剂处理重金属废水仍处于实验研究阶段，吸附剂的价格限制其在工业上的发展。

3.4基因工程技术

Wilson在20世纪90年代尝试用基因工程技术对微生物进行改造，并将其应用于含汞废水的治理，取得了较好结果。基因工程技术应用于重金属废水的治理指通过转基因技术，将外源基因转入微生物细胞中。使之表现出一些野生菌没有的优良遗传性状，从而实现对重金属Hg、Cu、Cd等高效的生物富集。基因工程处理重金属废水目前尚处于实验研究阶段。

4.综合处理法

4.1络合-超滤-电解集成技术

该技术[6]的原理图如右：

图1络合-超滤-电解集成技术原理图

该种方法重金属可达到100%的去除，超滤的浓缩液可通过电解回收重金属，从而实现废水回用和重金属回收的双重目的，为重金属废水的根治找到了新的出路，十分具有研究意义。

4.2胶束增强超滤处理法

这是一种将表面活性剂和超滤膜耦合起来的新技术[7]。目前，胶束增强超滤使用的表面活性剂主要是有机合成的，如十六烷基氯化吡啶、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等，但这些有机合成的表面活性剂都有一定的毒性，它们随着透过液进入到处理过的废水中，造成了二次污染。因此，有人研究使用天然有机物，如卵磷脂等[8-9]具有表面活性剂功能的天然物来代替这些有机物，这样即使它进入到处理过的废水中去，由于它们无毒、易于生物降解，也不会对环境造成二次污染。其优点：工艺简单、处理效果好、适用于处理浓度较低的重金属废水，且其能耗低，处理后的水可回用，通过后处理还可从浓缩液中回收重金属，因此具有一定的经济效益。但在已处理的水中会出现少量表面活性剂，相当于有了新的污染。

4.3微电解-生物膜法复合工艺

此工艺将弱电场下的微电解和生物膜吸附重金属耦合起来，通过复杂的协同作用，达到在同一电生物反应器内有效净化重金属电镀废水的目的。张敬、姜斌等[10]详细研究了该工艺。得出在反应循环量和压缩空气用量分别为15～30mL/min和0.3m3/h，电镀废水pH=4.53，废水储槽容积为210L，直流电场电压3.5V，电流密度为0.877A/m2的情况下对废水中Zn2+、Cr6+和CN-的去除率均有不同程度的提高，最显著的是Zn2+的去除率由50.5%提高到72%。此工艺过程简单，去除重金属离子效果较好，具有一定的实际意义。

5.展望

（1）重金属废水的传统处理工艺普遍存在成本高、反应慢、易造成二次污染、低浓度废水处理难等缺点。因此应致力于传统工艺的改造和新工艺的开发。

（2）吸附法处理重金属废水具有高效、简便和选择性好等优点，特别是对低浓度、污染性强、其他方法难以有效处理的重金属废水具有独特的应用价值。但目前工业上使用的吸附剂价格昂贵广泛应用受限，开发廉价、高效的吸附剂将是研究的一个重要方向。同时吸附剂的再生和二次污染也是吸附法处理重金属废水中需着重考虑的问题。随着吸附法在废水领域研究的进一步深入，对这些控制因素的解决，将会使吸附法进入新的阶段。

（3）综合处理法处理废水的工艺具有很大的优势与前景，适合于处理低浓度金属离子的废水，具有重大的研究意义。

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篇7

[中图分类号] X52 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-11-147-1

重金属开采、加工活动的日益频繁，为公众生活和社会生产提供了便捷，但也引发了令人堪忧的重金属废水污染，如Pb、Hg、Zn、Cd、Cu等重金属会经食物链不断迁移和累积，不仅影响水体生物正常生存，也威胁着公众的身心健康，严重破坏了生态平衡，故强化治理技术研究，有效治理废水污染刻不容缓。

1重金属废水污染概述

无论是石油、煤炭等工业能源生产，农药化肥、污水灌溉等农业生产，还是随意堆放的生活垃圾，层出不穷的重金属污染事件，均为重金属废水污染提供了渠道，已然成为当下备受关注的环境课题。

虽然重金属离子或化合物的毒性通常需要积累方能显现，但一旦出现，其后果已是十分严重，甚至不可逆转，除了对水生生物的生长、反之、洄游等活动构成威胁外，也会影响人体健康，如汞污染易侵害神经系统，影响皮肤功能，导致心脏病等疾病；铅污染则会对神经、消化、心血管、肝肾、造血等诸多组织造成伤害等。因此必须加大重金属废水污染治理技术的研究和实践，以此减轻其不利影响，还生物一份健康。

2重金属废水污染治理技术研究

在科技力量的推动下，诸多重金属废水污染治理技术应运而生，并在具体实践中取得了一定的成效，在此根据所属学科领域的不同将其划分为下述几类：

2.1物理类治理技术

一是吸附法；该种方法操作简单，主要是利用膨润土、沸石、活性炭、凹凸棒石、硅藻土等吸附剂的多孔吸附功能，在络合、螯合等作用下将废水中的重金属吸附出来，而且成本较低，来源广泛，可循环使用，效果较好，如在处理重金属废水时利用沸石，其Pb2+、Cr2+ 、Cd2+等离子的吸附率可高达97%以上。

二是膜分离法；该种方法选择性强，分离率高，能耗低且环保，主要在施加外界压力，稳定溶液的物化性质的基础上，利用特殊半透膜的反渗透作用，分离或浓缩溶质和溶液。其中超滤膜和反渗透应用十分广泛，常被用于终端处理重金属废水，且分离效果显著，可高达95%以上。

此外，还可借助离子交换去除废水中重金属离子，但其经常作为化学治理技术的后续过程，主要是通过发挥交换离子的效用，降低废水中的重金属浓度，进而使其得以净化，相对而言，该种方法的金属资源回收率几乎接近100%，而且离子交换树脂可多次使用。

2.2化学类治理技术

一是废水预处理方法氧化还原；既可以将空气、液氯、臭氧等氧化剂或铜屑、铁屑、亚硫酸钠等还原剂加入废水中，使重金属离子转换为沉淀或低毒性的价态后再予以去除，在含铬废水中加入绿矾、电石渣后，铬总量和其他重金属离子浓度均低于了相关标准；也可以通过电解还原重金属离子，使其絮凝沉淀而回收，实践表明电解含镍废水可使其去除率达到97%。虽然其便于操作，但处理量小，易出现废渣。

二是应用最为广泛的化学沉淀；当重金属发生化学反应生成不溶于水的沉淀后，再将进行过滤、分离操作是其工作原理，主要包括中和凝聚、钡盐沉淀、中和沉淀、硫化物沉淀等多种方法，但由于受限于环境条件和沉淀剂性质，可能会影响处理效果，甚至造成二次污染，因此应予以综合考虑，科学处理。

此外浮选法也在重金属污水治理中有所应用，即先析出重金属离子，然后在表面活性剂的作用下促使重金属上浮，最后加以去除。但其一般适用于稀有重金属，且渣液处理和水质净化尚未得到妥善解决。

2.3生物类治理技术

一是微生物法；该种方法主要是借助真菌、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。

二是植物法；蓝藻、绿藻、褐藻等藻类植物在重金属废水治理中也发挥了吸附功能，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。

3结束语

总之，重金属废水污染危害严重，来源广泛，不利于我国经济社会的可持续发展。因此必须科学利用治理技术，加以及时有效的处理，并加大研究，积极创新，以此为其提供有力的技术支持，促进环境效益和经济效益和谐发展。

参考文献

[1]高长生，夏娟.重金属废水处理技术研究[J].绿色科技，2012（06）.

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概述

电镀是利用化学和电化学方法在金属或在其它材料表面镀上各种金属。电镀技术广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业。

电镀废水的成分非常复杂，除含氰(CN-)废水和酸碱废水外，重金属废水是电镀业潜在危害性极大的废水类别。根据重金属废水中所含重金属元素进行分类，一般可以分为含铬(Cr)废水、含镍(Ni)废水、含镉(Cd)废水、含铜(Cu)废水、含锌(Zn)废水、含金(Au)废水、含银(Ag)废水等。电镀废水的治理在国内外普遍受到重视，研制出多种治理技术，通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少重金属的排放量。随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高，目前，电镀废水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段，资源回收利用和闭路循环是发展的主流方向。

1电镀重金属废水治理技术的现状

1 .1化学沉淀

化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法，包括中和沉法和硫化物沉淀法等。

1.1.1中和沉淀法

在含重金属的废水中加入碱进行中和反应，使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单，是常用的处理废水方法。实践证明在操作中需要注意以下几点[1]：(1)中和沉淀后，废水中若pH值高，需要中和处理后才可排放；(2)废水中常常有多种重金属共存，当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时，pH值偏高，可能有再溶解倾向，因此要严格控制pH值，实行分段沉淀；(3)废水中有些阴离子如：卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物，因此要在中和之前需经过预处理；(4)有些颗粒小，不易沉淀，则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。

1.1.2硫化物沉淀法

加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀除去的方法。与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的优点是：重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低，而且反应的pH值在7—9之间，处理后的废水一般不用中和。硫化物沉淀法的缺点是[2]：硫化物沉淀物颗粒小，易形成胶体；硫化物沉淀剂本身在水中残留，遇酸生成硫化氢气体，产生二次污染。为了防止二次污染问题，英国学者研究出了改进的硫化物沉淀法，即在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子(该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高)。由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解，这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来，同时防止有害气体硫化氢生成和硫化物离子残留问题。

1.2氧化还原处理

1.2.1 化学还原法

电镀废水中的Cr主要以Cr6+离子形态存在，因此向废水中投加还原剂将Cr6+还原成微毒的Cr3+后，投加石灰或NaOH产生Cr(OH)3沉淀分离去除。化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一，在我国有着广泛的应用，其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水冲击。根据投加还原剂的不同，可分为FeSO4法、NaHSO3法、铁屑法、SO2法等。

应用化学还原法处理含Cr废水，碱化时一般用石灰，但废渣多；用NaOH或Na2CO3，则污泥少，但药剂费用高，处理成本大，这是化学还原法的缺点。

1.2.2 铁氧体法

铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。在含Cr废水中加入过量的FeSO4，使Cr6+还原成Cr3+， Fe2+氧化成Fe3+，调节pH值至8左右，使Fe离子和Cr离子产生氢氧化物沉淀。通入空气搅拌并加入氢氧化物不断反应，形成铬铁氧体。其典型工艺有间歇式和连续式。铁氧体法形成的污泥化学稳定性高，易于固液分离和脱水。铁氧体法除能处理含Cr废水外，特别适用于含重金属离子的电镀混合废水。我国应用铁氧体法已经有几十年历史，处理后的废水能达到排放标准，在国内电镀工业中应用较多。

铁氧体法具有设备简单、投资少、操作简便、不产生二次污染等优点。但在形成铁氧体过程中需要加热(约70oC)，能耗较高，处理后盐度高，而且有不能处理含Hg和络合物废水的缺点。

1.2.3 电解法

电解法处理含Cr废水在我国已经有二十多年的历史，具有去除率高、无二次污染、所沉淀的重金属可回收利用等优点。大约有30多种废水溶液中的金属离子可进行电沉积。电解法是一种比较成熟的处理技术，能减少污泥的生成量，且能回收Cu、Ag、Cd等金属，已应用于废水的治理。不过电解法成本比较高，一般经浓缩后再电解经济效益较好。

近年来，电解法迅速发展，并对铁屑内电解进行了深入研究，利用铁屑内电解原理研制的动态废水处理装置对重金属离子有很好的去除效果。

另外，高压脉冲电凝系统(High Voltage Electrocagulation System)为当今世界新一代电化学水处理设备，对表面处理、涂装废水以及电镀混合废水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有显著的治理效果。高压脉冲电凝法比传统电解法电流效率提高20%—30%；电解时间缩短30%—40%；节省电能达到30%—40%；污泥产生量少；对重金属去除率可达96%一99%[3]。

1.3 溶剂萃取分离

溶剂萃取法[4]是分离和净化物质常用的方法。由于液一液接触，可连续操作，分离效果较好。使用这种方法时，要选择有较高选择性的萃取剂，废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在，例如在酸性条件下，与萃取剂发生络合反应，从水相被萃取到有机相，然后在碱性条件下被反萃取到水相，使溶剂再生以循环利用。这就要求在萃取操作时注意选择水相酸度。尽管萃取法有较大优越性，然而溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大，使这种方法存在一定局限性，应用受到很大的限制。

1.4 吸附法

吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种有效方法。利用吸附法处理电镀重金属废水的吸附剂有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖树脂等。活性炭装备简单，在废水治理中应用广泛，但活性炭再生效率低，处理水质很难达到回用要求，一般用于电镀废水的预处理。腐植酸类物质是比较廉价的吸附剂，把腐植酸做成腐植酸树脂用以处理含Cr、含Ni废水已有成功经验。有相关研究表明，壳聚糖及其衍生物是重金属离子的良好吸附剂，壳聚糖树脂交联后，可重复使用10次，吸附容量没有明显降低[5]。利用改性的海泡石治理重金属废水对Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力，处理后废水中重金属含量显著低于污水综合排放标准。另有文献报道蒙脱石也是一种性能良好的粘土矿物吸附剂，铝锆柱撑蒙脱石在酸性条件下对Cr 6+的去除率达到99%，出水中Cr 6+含量低于国家排放标准，具有实际应用前暑[6]。

1.5 膜分离技术

膜分离法是利用高分子所具有的选择性来进行物质分离的技术，包括电渗析、反渗透、膜萃取、超过滤等。用电渗析法处理电镀工业废水，处理后废水组成不变，有利于回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金属离子废水都适宜用电渗析处理，已有成套设备。反渗透法已大规模用于镀Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金属废水处理。采用反渗透法处理电镀废水，已处理水可以回用，实现闭路循环。液膜法治理电镀废水的研究报道很多，有些领域液膜法已由基础理论研究进入到初步工业应用阶段，如我国和奥地利均用乳状液膜技术处理含Zn废水，此外也应用于镀Au废液处理中[7]。膜萃取技术是一种高效、无二次污染的分离技术，该项技术在金属萃取方面有很大进展。

1.6 离子交换处理法

离子交换处理法是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法，应用的离子交换剂有离子交换树脂、沸石等等，离子交换树脂有凝胶型和大孔型。前者有选择性，后者制造复杂、成本高、再生剂耗量大，因而在应用上受到很大限制。离子交换是靠交换剂自身所带的能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子通过离子交换来实现的。推动离子交换的动力是离子间浓度差和交换剂上的功能基对离子的亲和能力，多数情况下离子是先被吸附，再被交换，离子交换剂具有吸附、交换双重作用。这种材料的应用越来越多，如膨润土[11]，它是以蒙脱石为主要成分的粘土，具有吸水膨胀性好、比表面积大、较强的吸附能力和离子交换能力，若经改良后其吸附及离子交换的能力更强。但是却较难再生，天然沸石在对重金属废水的处理方面比膨润土具有更大的优点：沸石[9]是含网架结构的铝硅酸盐矿物，其内部多孔，比表面积大，具有独特的吸附和离子交换能力。研究表明[10]，沸石从废水中去除重金属离子的机理，多数情况下是吸附和离子交换双重作用，随流速增加，离子交换将取代吸附作用占主要地位。若用NaCl对天然沸石进行预处理可提高吸附和离子交换能力。通过吸附和离子交换再生过程，废水中重金属离子浓度可浓缩提高30倍。沸石去除铜，在NaCl再生过程中，去除率达97%以上，可多次吸附交换，再生循环，而且对铜的去除率并不降低。

1.7 生物处理技术

由于传统治理方法有成本高、操作复杂、对于大流量低浓度的有害污染难处理等缺点，经过多年的探索和研究，生物治理技术日益受到人们的重视。随着耐重金属毒性微生物的研究进展，采用生物技术处理电镀重金属废水呈现蓬勃发展势头，根据生物去除重金属离子的机理不同可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法以及植物修复法。

1.7.1 生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外，具有絮凝活性的代谢物。一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成，分子中含有多种官能团，能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。至目前为止，对重金属有絮凝作用的约有十几个品种，生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来。应用微生物絮凝法处理废水安全方便无毒、不产生二次污染、絮凝效果好，且生长快、易于实现工业化等特点。此外，微生物可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有广阔的应用前景。

1.7.2 生物吸附法

生物吸附法是利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子，再通过固液两相分离去除水溶液中的金属离子的方法。利用胞外聚合物分离金属离子，有些细菌在生长过程中释放的蛋白质，能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除。生物吸附剂具有来源广、价格低、吸附能力强、易于分离回收重金属等特点，已经被广泛应用。

1.7.3 生物化学法

生物化学法指通过微生物处理含重金属废水，将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。硫酸盐生物还原法是一种典型生物化学法。该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用，将硫酸盐还原成H2S，废水中的重金属离子可以和所产生的H2S反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而被去除，同时H2SO4的还原作用可将SO42-转化为S2-而使废水的pH值升高。因许多重金属离子氢氧化物的离子积很小而沉淀。有关研究表明，生物化学法处理含Cr 6+浓度为30—40mg/L的废水去除率可达99.67%—99.97%[11]。有人还利用家畜粪便厌氧消化污泥进行矿山酸性废水重金属离子的处理，结果表明该方法能有效去除废水中的重金属。赵晓红等人[12]用脱硫肠杆菌(SRV)去除电镀废水中的铜离子，在铜质量浓度为246.8 mg/L的溶液，当pH为4.0时，去除率达99.12%。

1.7.4 植物修复法[13]

植物修复法是指利用高等植物通过吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金属含量，以达到治理污染、修复环境的目的。植物修复法是利用生态工程治理环境的一种有效方法，它是生物技术处理企业废水的一种延伸。利用植物处理重金属，主要有三部分组成：（1）利用金属积累植物或超积累植物从废水中吸取、沉淀或富集有毒金属；（2）利用金属积累植物或超积累植物降低有毒金属活性，从而可减少重金属被淋滤到地下或通过空气载体扩散：（3）利用金属积累植物或超积累植物将土壤中或水中的重金属萃取出来，富集并输送到植物根部可收割部分和植物地上枝条部分。通过收获或移去已积累和富集了重金属植物的枝条，降低土壤或水体中的重金属浓度。在植物修复技术中能利用的植物有藻类、草本植物、木本植物等。

藻类净化重金属废水的能力，主要表现在对重金属具有很强的吸附力[14]，利用藻类去除重金属离子的研究已有大量报道[15]。褐藻对Au的吸收量达400 mg/ g，在一定条件下绿藻对Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金属离子的去除率达80 %—90 %，马尾藻、鼠尾藻对重金属的吸附虽然不及绿海藻，但仍具有较好的去除能力。

草本植物净化重金属废水的应用已有很多报道。凤眼莲是国际上公认和常用的一种治理污染的水生漂浮植物，它具有生长迅速，既能耐低温、又能耐高温的特点，能迅速、大量地富集废水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多种重金属。有关研究发现[16]凤眼莲对钴和锌的吸收率分别高达97%和80%。此外，还有很多草本植物具有净化作用，如喜莲子草、水龙、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。

木本植物具有处理量大、净化效果好、受气候影响小、不易造成二次污染等等优点，受到人们广泛关注。同时对土壤中Cd、Hg等有较强的吸附积累作用，由胡焕斌等[17]试验结果表明：芦苇和池杉对重金属Pb和Cd都有较强富集能力。

转贴于 2电镀重金属废水治理技术展望

随着全球可持续发展战略的实施，循环经济和清洁生产技术越来越受到人们关注。电镀重金属废水治理从末端治理已向清洁生产工艺、物质循环利用、废水回用等综合防治阶段发展。未来电镀重金属废水治理将突出以下几个方面：

(1)贯彻循环经济、重视清洁生产技术的开发与应用；提高电镀物质、资源的转化率和循环使用率；从源头上削减重金属污染物的产生量，并采用全过程控制、结合废水综合治理、最终实现废水零排放。

(2)电镀重金属废水的处理技术很多，其中生物技术是具有较大发展潜力的技术，具有成本低、效益高、不造成二次污染等优点。随着基因工程、分子生物学等技术的发展和应用，具有高效、耐毒性的菌种不断培育成功，为生物技术的广泛应用提供了有利条件。对于已经污染的、范围大的外环境，可采用植物修复技术治理，在治污的同时，不仅美化了环境，还可以获得一定的经济效益。

(3)综合一体化技术是未来电镀废水治理技术的热点。电镀废水种类繁多，各种电镀工艺差异很大，仅使用一种废水治理方法往往有其局限性，达不到理想的效果。因此，综合多种治理技术特点的一体化技术应运而生。

3 结束语

综上所述，虽然化学法、物理化学法、生物化学法都可以治理和回收废水中的重金属，但通过生物化学法处理重金属污水成本低、效益高、容易管理、不给环境造成二次污染、有利于生态环境的改善。但生物化学法也有一定的局限性，无论是植物还是微生物，一般都具有选择性，只吸取或吸附一种或几种金属，有的在重金属浓度较高时会导致中毒，从而限制其应用。尽管如此生物化学法的研究和发展仍有广阔前景，许多学者通过基因工程、分子生物学等技术应用，使生物具有更强的吸附、絮凝、整治修复能力。我们应该充分利用自然界中的微生物与植物的协同净化作用，并辅之以物理或化学方法，寻找净化重金属的有效途径。

[参考文献]

[1]何升霞，姬相艳。利用废铁屑处理含铬废水试验研究[J]。油气田环境保护，2002，10(2)： 36—37。

[2]苏海佳，贺小进，谭天伟。球形壳聚糖树脂对含重金属离子废水的吸附性能研究[J]。北京大学学报，2003，30(2)：19—22。

篇9

中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：

1 重金属电镀废水的来源及危害

电镀生产工艺复杂，工序繁多。含重金属废水的来源主要有以下几方面:

前处理废水。电镀中普遍采用盐酸、硫酸进行除锈、除氧化皮及浸蚀处理，工件基体重金属离子溶解在清洗液中;

电镀工艺过程中( 包括化学抛光和电化学抛光) 各工序清洗水。清洗水中含有重金属盐类、表面活性剂、络合物和光亮剂等。清洗废水占电镀废水的绝大部分;

废弃电镀液。长期使用的镀液，杂质不断积累，当难以去除时，不得不将一部分或全部废弃;化学镀液超过使用周期也会形成含重金属废液;

4) 其他废液。包括不合格的工件退镀、镀液分析、清洗滤芯、清洗生产场地、废气治理的废液及各种设备的“跑、冒、滴、漏”造成的废水。

电镀废水中含有环保方面认定的危害重金属主要有铬、铜、镍、铅、锌及镉等。重金属在自然界中难以降解，有很强的隐蔽性和富集性。近几年，我国的重金属污染事故呈高发态势，如不进行有效处理，其危害难以估量。现代医学研究表明，一些重金属离子进入人体会使人致癌、致畸、致染色体突变，潜伏期可达数十年，一旦发病后果不堪设想，有人把重金属危害形容为“慢刀子杀人”、“生物定时炸弹”。在这种形势下电镀行业应该摆正位置，深刻认识重金属污染的危害，以高度的责任感，变“被动应付”为“主动应对”，认真采取各项措施大幅降低污染，作好重金属废水的防治工作。

2、源头预防是控制重金属污染的有效手段

根治重金属污染任重而道远。在现阶段从源头预防末端治理达标是最现实的，也是可以做到的。源头预防就是要尽量减少重金属废水的产生，或在生产过程中将重金属污染物回收处理; 末端治理就是通过各种处理方法将不达标的废水处理达标并排放，预防和达标应该两手都要抓，两手都要硬，不应顾此失彼。在前端预防方面，政府有关部门要严格审批电镀厂的建设地点，能不建的尽量不建，必须建的要贯彻环保“三同时”方针，认真作好环境影响评估，并监督环保设施的设计、安装和竣工验收，全面落实对重金属污染的防治措施。对已经取得电镀生产许可证的企业，要推广使用低污染甚至无污染的新工艺、新技术，减少废水的重金属浓度和排放量，要在生产线上进行科学管理，提高金属材料转化率，延长镀液寿命。在末端治理方面，要加大重金属废水治理的科技、人才和资金的投入，加速推进先进治理技术的成果转化，为电镀企业重金属治理提供可靠和切实可行的操作方案，使企业用得上、用得好、用得起，从而实现污染物稳定达标排放。此外，环保部门认真监督执法做到不欠自然生态环境的新帐，也能使重金属废水的治理有一个根本性的转变。

3 加强重金属废水治理技术的研发和应用

处理含重金属电镀废水的传统方法有化学法、物理法、电解法、离子交换法和生物法等。这些单一的处理方法都不同程度存在着成本高、能耗大、达标率低和金属回收率低的弊端。有资料显示，我国绝大多数电镀企业应用化学沉淀法处理重金属废水。化学沉淀法的原理是通过化学反应使废水中的重金属离子转变为不溶于水的金属化合物( 如硫化物沉淀、中和沉淀和铁氧体沉淀等) 。受沉淀剂和 pH 值的影响，处理后的水质往往不能达标，沉淀物分离困难，尚需进一步处理。另外，单一处理方法还存在产生二次污染的危险。

针对传统治理方法的缺陷和不足，近年来采用复合处理和自动控制相结合处理电镀重金属废水已形成一种趋势。其特点是流程集中、设备小型化，节约了治理成本的同时提高了重金属回收率。复合应用包括化学沉淀、重金属捕集、膜处理及低能耗浓缩技术等。一批专业从事设计、制造重金属废水治理整套设备的企业应运而生，如利用高分子重金属捕集沉淀剂能在常温下与废水中多种重金属离子反应生成不溶于水的螯合盐，再加入絮凝剂形成重金属絮状沉淀，从而达到去除重金属的目的。用该方法处理 40mg/LCu2+、28mg/L Ni2+和 26mg/L Zn2+的电镀废水，排出水重金属质量浓度均低于 0.5mg/L。再如，某公司开发研制的集重金属捕集、转化、中和、絮凝及沉淀方法为一体处理含 Cr6+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、和Ni2+一步完成的方法，实用性强，出水达标状态稳定，已成功应用于电镀生产线中。

值得提出的是，近几年，利用天然矿物和植物治理重金属污染技术也有了新的进展。在矿物方面，某专利技术表明，在含有重金属离子的废液中，加入能消除、转化废水中的有害物，然后经物理化学处理，将重金属成分转变为水处理剂，实现了化害为宝。在植物方面，利用植物固定、吸收、提取、分解、转化、清除水和土壤中的重金属污染物也取得了可喜的成果。我国生态环境工作者已发现10 余种“超富集”植物。该植物的特点是在其生长过程中，能将被重金属污染的水体和土壤中的重金属离子超量( 较一般植物而言) 富集在花、叶、茎部分，其成熟收获后，通过焚烧等处理实现重金属回收。如新发现被命名为李氏禾的多年湿生植物，生长期间叶片中 Cr( Ⅵ) 高达 2.977g/kg的2价铜． 129g / kg的1价镍．对重金属吸附率达 89.3% 以上。该方法已应用在广西河池大环江地域生态恢复上，取得了初步成效。

4 开展清洁生产和循环经济

电镀企业在不断提高产品质量和性能的基础上要不断追求两大目标: 一是金属材料转化率最大化; 二是重金属污染物及废水产生量最小化。开展清洁生产和循环经济，有利于实现电镀重金属污染物的最小化和循环利用。

清洁生产是先进的生产方式，随着清洁生产的实施和产品出口( 欧盟) 的需要，一批环保型的电镀工艺取代了有重金属污染的工艺。如无磷低COD 前处理、三价铬镀铬、无铬钝化、代镍合金及符合欧盟 ROHS 法规的无铅及无镉工艺等。这些工艺的推广使用，既节约了资源又实现了环境友好，降低了电镀废水中重金属的含量。这些产品较传统产品质量有了提升，金属有效利用率提高，有害成分降低。电镀行业的这些变化在一定程度上减轻了重金属废水处理的压力。

2009 年，我国开始实施《循环经济促进法》，循环经济是更广泛意义上的清洁生产，是涉及全社会的系统工程。循环经济是传统经济“资源产品废弃物”向“资源产品废弃物再生资源产品”的转变，是建立在资源回收和循环利用基础上的发展生产模式。简单的说，就是将一个企业的废弃物用作另一个企业的原料，通过废弃物交换和使用，将不同企业联系在一起，形成“资源产品资源再利用”的良性循环过程。如将含重金属电镀废水处理后的污泥用于水泥、沥青的固化工艺中; 含铬污泥作为陶瓷颜料、鞣革剂及高分子材料的改性剂，这都是有益的尝试。总之，通过清洁生产和循环经济的持续开展，电镀行业要坚持做到不断使重金属废水数量和危害最小化。少量的重金属污染物在社会经济的大循环中开辟新途径，实现回收利用、变废为宝的目标是值得期待的。

结 束 语

降低重金属材料的消耗，减少重金属废水是无止境的，不可能靠一朝一夕解决所有污染问题，世上无难事，只要肯登攀。创新重金属污染的处理技术，使电镀产生的重金属废水数量和危害最小化，最终实现回收利用的目标，实现重金属污染物无害化、资源化。我们要从电镀行业持续发展的角度考虑，加强重金属污染治理技术的研发和应用，在清洁生产和循环经济中，实现电镀重金属废水的有效治理，恢复自然生态的本来面貌。

参考文献

篇10

【中图分类号】X703.1

【文献标识码】A

【文章编号】1672—5158（2012）10-0030-01

电镀废水的治理在国内外普遍受到重视，研制出许多治理技术、随着电镀工业的快速发展，和环保要求的日益提高，目前，电镀废水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段。

一、重金属废水常用处理技术的现状

（一）　化学法

从近几十年的国内外电镀废水处理技术发展趋势来看，电镀废水有80％采用化学法处理，化学法处理电镀废水，是目前国内外应用最广泛的电镀废水处理技术，技术上较为成熟、化学法包括沉淀法，氧化还原法，铁氧体法等，是一种传统和应用广泛的处理电镀废水方法，具有投资少，处理成本低，操作简单等特点，适用于各类电镀金属废水处理、但化学法的最大不足之处，是生产用水不能回收利用，浪费水资源且占用场地较大。

1　化学沉淀法

化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法，包括中和沉淀和硫化物沉淀等、该法是一种较为成熟实用的电镀废水处理技术，且处理成本低，便于管理，处理后废水可达标排放。

（1）　中和沉淀法、在含重金属的废水中加入碱进行中和反应，使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离、中和沉淀法操作简单，是常用的处理废水方法。

（2）　硫化物沉淀法、加入硫化物使废水中重金属离子生成硫化物沉淀而除去的方法、与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的优点是：重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低，反应PH值在7-9之间，处理后的废水一般不用中和，处理效果更好、但硫化物沉淀法的缺点是：硫化物沉淀颗粒小，易形成胶体，硫化物沉淀在水中残留，遇酸生成气体，可能造成二次污染。

2　氧化还原法

向废水中投加还原剂将高价重金属离子还原成微毒的低价重金属离子后，再使其碱化成沉淀而分离去除的方法、该法原理简单，操作易于掌握，但存在处理出水水质差，不能回用，处理混合废水时，易造成二次污染，而且通用氧化剂还有供货和毒性的问题尚待解决。

3　铁氧体法

铁氧体法是根据生产铁氧体的原理发展起来的处理方法、该法处理重金属废水，能一次脱除多种金属离子，尤其适用于混合重金属电镀废水的一次性处理，具有设备简单，投资少，操作方便等特点，同时形成的污泥有较高的化学稳定性，容易进行微分离和脱水处理、此法在国内电镀业中应用较广，但在形成铁氧体过程中需要加热（约70℃），能耗高，存在着处理后盐度高，而且不能处理含Hg和络合物废水的缺点。

（二）　蒸发浓缩法

蒸发浓缩法是对电镀废水进行蒸发、使重金属废水得以浓缩，并加以回收利用的一种处理方法，一般适用于处理含铬、铜、银、镍等重金属废水，对含重金属离子浓度低的废水，直接应用蒸发浓缩回收法能耗大，成本高、蒸发浓缩处理重金属废水一般是与其它方法并用，如常压蒸发器与逆流漂洗系统的联合使用处理电镀废水，可实现闭路循环，效果很好、蒸发浓缩法处理电镀重金属废水，工艺成熟简单，不需要化学试剂，无二次污染，可回用水或有价值的重金属，有良好的环境效益和经济效益，但因能耗大，操作费用高，杂质干扰资源回收问题还待研究，使应用受到限制、目前，一般将其作为其它方法的辅助处理手段。

（三）　电解法

电解法是利用金属的电化学性质，在直流电作用下而除去废水中的金属离子，是处理含有高浓度电沉积金属废水的—种有效方法，处理效率高，便于回收利用、但该法缺点是不适用于处理含较低浓度的金属废水，并且电耗大，成本高，一般经浓缩后再电解经济效益较好。

（四）　离子交换法

离子交换法是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法，含重金属废水通过交换剂时，交换器上的离子同水中的金属离子进行交换，达到去除水中金属离子的目的、此法操作简单，便捷，残渣稳定，无二次污染，但由于离子交换剂选择性强，制造复杂，成本高，再生剂耗量大，因此在应用上受到很大限制。

（五）　吸附法

吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的

一种方法、传统吸附剂有活性炭，腐植酸、聚糖树脂、碴藻土等、实践证明，使用不同吸附剂的吸附法，不同程度地存在投资大，运行费用高，污泥产生量大等问题，处理后的水难于达标排放。

（六）　膜分离法

膜分离法是利用高分子所具有的选择性进行物质分离的技术，包括电渗析、反渗透、膜萃取等、利用膜分离技术一方面可以回收利用电镀原料，大大降低成本，另一方面可以实现电镀废水零排放或微排放，具有很好的经济和环境效益。

（七）　生物处理技术

生物处理技术是通过生物有机物或其代谢产物与重金属离子的相互作用达到净化废水的目的，具有成本低，环境效益好等优点、由于传统处理方法有成本高、对大流量含低浓度重金属的废水难于处理等缺点，随着重金属毒性微生物的研究进展，生物处理技术日益受到人们的重视，采用生物技术处理电镀金属废水呈发展势头。

1　生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物

进行絮凝沉淀的一种除污方法、所用的微生物絮凝剂是由微生物产生并分泌到细胞外，具有絮凝活性的代谢物，一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成，分子中含有多种官能团，能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀、目前，对重金属有絮凝作用的约有十几个品种，生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来、微生物絮凝法处理废水具有安全方便、易于实现工业化等特点、具有广泛应用前景。

2　生物吸附法

生物吸附法指利用生物体的化学结构及成分特

性来吸附溶于水中的金属离子，再通过固液分离而去除金属离子的方法、利用胞外聚合物分离金属离子，有些细菌在生长过程中释放的蛋白质，能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除、该法具有原料易得、处理成本低等特点。

3　生物化学法

生物化学法是通过微生物处理含重金属废水，将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。

例如：有人利用脱硫肠杆菌（SRV）去除电镀废水中的铜离子，在含铜质量浓度为246.8mg／L的溶液，当PH为4.0时，去除率达99.12％。

二、重金属废水处理技术的展望

随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高，电镀重金属废水治理已开始进入清洁生产工艺，总量控制和循环经济整合阶段，未来电镀重金属废水处理将突出以几个方面：

（1）　实施循环经济、推行清洁生产，提高电镀物质、资源的转化率和循环利用率，从源头上削减重金属污染物的产生量，同时采用全过程控制，结合废水综合治理，最终实现废水零排放。

（2）　重金属废水的处理技术很多，其中生物技术是具有较大发展潜力的技术，具有成本低、效益高、不造成二次污染等优点，未来将广泛应用于电镀废水的治理工艺。

（3）　综合一体化技术是未来重金属废水处理技术的热点、各种重金属也因其行业和工艺的差异，仅使用一种废水处理方法往往有其局限性，达不到理想的效果、只有综合多种处理技术特点的一体化技术应用，才能达到理想效果。