重金属离子污染治理技术的研究与发展重点.doc

重金属离子废水处理及回收的研究进展 杨晨光 摘要：重金属离子废水的排放是造成水污染的主要来源，对经济社会已经造成了很大的危害。这不仅严重污染环境，还造成资源浪费。综述了重金属离子废水处理的研究现状，对目前重金属离子废水常用的处理方法包括：沉淀法、液膜法、电凝法、改性氧化真菌封存法等技术进行了介绍和评述，分析了这些方法的特点、研究进展及重金属回收技术的现状，并展望了重金属废水处理的发展趋势。 关键词 ：重金属离子 废水处理 回收技术 研究进展 1引言 随着工业的快速发展和城市化进程的加快，越来越多的工矿业废水、生活污水等未经适当处理就直接排放，引起水域的重金属污染[1]。重金属离子废水主要来自矿山坑内排水、废矿场淋浸水、有色金属冶炼厂除尘排水以及电解、农药、医药、烟草、油漆、颜料等工业废水[2-4]。重金属在自然条件下难于降解为无害物，可通过食物链富集进入人体，造成慢性中毒[5]，从而对人体健康造成危害。重金属废水已经成为对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。 重金属离子废水中往往含有如铜、银、镍、铬、铅、汞等[6]贵重金属，如不经处理直接排放，必然对环境造成严重污染，而不经回收就排放，必然造成资源的极大浪费。随着我国工业的迅猛发展，重金属废水大量排放，重金属的污染日益严重，如何有效治理重金属污染、回收利用资源已成为人们共同关注的问题。 重金属污染与其他有机化合物的污染不同，不少有机化合物可以通过自然界物理、化学或生物的净化，使其有害性降低或解除，而重金属是一类极具潜在危害的污染物，具有如下特点[7]。1）毒性具有长期持续性[8]。某些重金属虽只有微量浓度，但可在微生物作用下，转化为毒性更强的有机化合物。例如无机汞在天然水体中可被微生物转化为毒性更强的甲基汞。2）经生物可大量富集，这种生物富集特性是重金属废水污染的突出特点。有的重金属，富集倍数可达上万倍，通过食物链在人体器官中积累造成慢性中毒，严重危害人体健康。3）重金属无论采用何种处理方法都不能降解，故重金属废水污染后，危害持续时间长。近年来，重金属元素的累积效应越来越突出[9]。一系列水环境安全事件的发生，给人们敲响了警钟。随着国家对生态友好和可持续发展战略的逐步推动和实施，解决重金属污染问题已经成为重金属污染研究领域的重点。 面对日益严重的重金属离子废水污染，多种处理方法已经被应用于去除水中重金属离子。本文主要对目前常用的重金属离子废水的处理方法、回收方法及发展趋势的进行了总结。 2重金属离子废水的处理方法 2.1常用的重金属离子废水处理方法 （1）化学沉淀法 在工业废水中投加某种化学物质,使其与废水中某些溶解性物质发生反应,生成难溶盐而沉淀下来,这种方法称为化学沉淀法[10]。传统的化学沉淀法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法和钡盐沉淀法[6]。目前中和沉淀法比较广泛。 中和沉淀法：投加碱中和剂，使废水中重金属离子形成溶解度较小的氢氧化物或碳酸盐沉淀而去除的方法，特点是在去除重金属离子的同时能中和各种酸及其混合液。碱石灰（CaO）[11]、消石灰（Ca（OH）2）[12]、飞灰（石灰粉，CaO）[13]、白云石（CaO·MgO）[14]等石灰类中和剂，价格低廉，可去除汞以外的重金属离子，工艺简单，处理成本低。沉淀的渣脱水性能好，但反应速度较慢，沉渣量大,出水硬度高[15]。Na2CO3和苛性钠加料容易，反应速度快，沉渣量少，但价格较贵，沉渣不易脱水。中和沉淀处理过程简单，中和剂来源广。但沉渣量大，含水率高，易二次污染，有些重金属废水处理后难以达到排放标准。 （2）电解法 应用电解的基本原理，使废水中重金属离子在阳极和阴极上分别发生氧化还原反应，使重金属富集从而使废水中重金属得以去除，并可回收重金属。电解法处理重金属废水具有运行可靠、重金属去除率高，可回收利用等特点。闫雷等[16]以泡沫镍作阴极、Ti基RuO2涂层电极作阳极，用电解法处理电镀厂含镍废水，取得了良好效果，去除率高达97%以上。回收镍的纯度在88.5%以上。由于重金属浓度低时电耗大、投资成本高，电解法只适合处理高浓度的重金属废水。人们为了克服电解法在重金属废水浓度上的限制，提出了电解法与其它污水处理方法相结合的工艺，如离子交换-电解、吸附-电解、络合超滤-电解、共沉淀-电解法联合使用以回收重金属离子[17]。水口山有色金属集团有限公司采用化学沉淀-电解法联合使用处理重金属废水，经处理后的外排水中Pb、Cd、Zn、As等污染因子浓度低于《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准，外排水水质接近饮用水标准[18]。 （3）吸附法 吸附法是利用吸附剂吸附废水中重金属的一种方法，传统的吸附剂有活性碳、沸石、粘土矿物等天然物质。近些年来发现矿物材料具有很强的吸附能力，其中天然沸石吸