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重金屬?gòu)U水處理方法技術(shù)
重金屬?gòu)U水是指礦冶、機(jī)械制造、化工、電子、儀表等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排出的含重金屬的廢水，包括鉻、鎘、鎳、汞、銅、鋅、金、銀等重金屬，具有難降解且易被生物吸收富集，毒性具有持續(xù)性。
重金屬?gòu)U水處理方法
重金屬?gòu)U水處理方法分為化學(xué)法、物理處理法、生物處理法三種處理技術(shù)。
一、化學(xué)法
化學(xué)法主要包括化學(xué)沉淀法、電解法和高分子重金屬捕集劑法等，主要適用于含較高濃度重金屬離子廢水的處理，化學(xué)法是目前國(guó)內(nèi)外處理含重金屬?gòu)U水的主要方法。
1. 沉淀法
化學(xué)沉淀法的原理是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩衔?。通過(guò)過(guò)濾和分離使沉淀物從水溶液中去除，包括石灰中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體共沉淀法。由于受沉淀劑和環(huán)境條件的影響，沉淀法往往出水濃度達(dá)不到要求，需作進(jìn)一步處理，產(chǎn)生的沉淀物必須很好地處理與處置，否則會(huì)造成二次污染。
2. 電解法
電解法是利用金屬的電化學(xué)性質(zhì)，金屬離子在電解時(shí)能夠從相對(duì)高濃度的溶液中分離出來(lái)，然后加以利用。電解法主要用于電鍍廢水的處理，這種方法的缺點(diǎn)是水中的重金屬離子濃度不能降的很低。所以，電解法不適于處理較低濃度的含重金屬離子的廢水。
3. 螯合法
螯合法又稱高分子離子捕集劑法，是指在廢水處理過(guò)程中通過(guò)投加適量的重金屬捕集劑，利用捕集劑與金屬離子鉛、鎘結(jié)合時(shí)形成相應(yīng)的螯合物的原理實(shí)現(xiàn)鉛、鎘的去除分離。該反應(yīng)能在常溫和較大pH范圍(3-11)下發(fā)生，同時(shí)捕集劑不受共存重金屬離子的影響。因此該方法去除率高，絮凝效果佳，污泥量少且整合物易脫水。
二、物理處理法
在不改變重金屬離子化學(xué)形態(tài)的條件下，通過(guò)吸附、濃縮而分離的方法，物理處理法主要包括吸附法、溶劑萃取法、蒸發(fā)和凝固法、離子交換法和膜分離法等。
1. 溶劑萃取分離
溶劑萃取法是分離和凈化物質(zhì)常用的方法。由于液液接觸，可連續(xù)操作，分離效果較好。使用這種方法時(shí)，要選擇有較高選擇性的萃取劑，廢水中重金屬一般以陽(yáng)離子或陰離子形式存在，例如在酸性條件下，與萃取劑發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，從水相被萃取到有機(jī)相，然后在堿性條件下被反萃取到水相，使溶劑再生以循環(huán)利用。這就要求在萃取操作時(shí)注意選擇水相酸度。盡管萃取法有較大優(yōu)越性，然而溶劑在萃取過(guò)程中的流失和再生過(guò)程中能源消耗大，使這種方法存在一定局限性，應(yīng)用受到很大的限制。
2. 離子交換法
離子交換法是重金屬離子與離子交換劑進(jìn)行交換，達(dá)到去除廢水中重金屬離子的方法。常用的離子交換劑有陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、陰離子交換樹(shù)脂、螯合樹(shù)脂等。幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者就離子交換劑的研制開(kāi)發(fā)展開(kāi)了大量的研究工作。隨著離子交換劑的不斷涌現(xiàn)，在電鍍廢水深度處理、高價(jià)金屬鹽類(lèi)的回收等方面，離子交換法越來(lái)越展現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)。離子交換法是一種重要的電鍍廢水治理方法，處理容量大，出水水質(zhì)好，可回收重金屬資源，對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染，但離子交換劑易氧化失效，再生頻繁，操作費(fèi)用高。
3. 膜分離技術(shù)
膜分離技術(shù)是利用一種特殊的半透膜，在外界壓力的作用下，不改變?nèi)芤褐谢瘜W(xué)形態(tài)的基礎(chǔ)上，將溶劑和溶質(zhì)進(jìn)行分離或濃縮的方法，包括電滲析和隔膜電解。電滲析是在直流電場(chǎng)作用下，利用陰陽(yáng)離子交換膜對(duì)溶液陰陽(yáng)離子選擇透過(guò)性，使水溶液中重金屬離子與水分離的一種物理化學(xué)過(guò)程。隔膜電解是以膜隔開(kāi)電解裝置的陽(yáng)極和陰極而進(jìn)行電解的方法，實(shí)際上是把電滲析與電解組合起來(lái)的一種方法。上述方法在運(yùn)行中都遇到了電極極化、結(jié)垢和腐蝕等問(wèn)題。
4. 吸附法
吸附法是利用多孔性固態(tài)物質(zhì)吸附去除水中重金屬離子的一種有效方法。吸附法的關(guān)鍵技術(shù)是吸附劑的選擇，傳統(tǒng)吸附劑是活性炭。還有黏土類(lèi)吸附劑粉、煤灰吸附劑、生物質(zhì)基材料和樹(shù)脂基吸附材料?；钚蕴坑泻軓?qiáng)吸附能力，去除率高，但活性炭再生效率低，處理水質(zhì)很難達(dá)到回用要求，價(jià)格貴，應(yīng)用受到限制。近年來(lái)，逐漸開(kāi)發(fā)出有吸附能力的多種吸附材料。有相關(guān)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(shù)脂交聯(lián)后，可重復(fù)使用10次，吸附容量沒(méi)有明顯降低。利用改性的海泡石治理重金屬?gòu)U水對(duì)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(biāo)準(zhǔn)。另有文獻(xiàn)報(bào)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(duì)Cr 6+的去除率達(dá)到99%，出水中Cr 6+含量低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，具有實(shí)際應(yīng)用前景。
三、生物處理法
生物處理法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，包括生物吸附、生物絮凝、植物修復(fù)等方法。
1. 生物吸附
生物吸附法是指生物體借助化學(xué)作用吸附金屬離子的方法。藻類(lèi)和微生物菌體對(duì)重金屬有很好的吸附作用，并且具有成本低、選擇性好、吸附量大、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，是一種比較經(jīng)濟(jì)的吸附劑。用生物吸附法從廢水中去除重金屬的研究，美國(guó)等國(guó)家已初見(jiàn)成效。有研究者預(yù)處理假單胞菌的菌膠團(tuán)后，將其固定在細(xì)粒磁鐵礦上來(lái)吸附工業(yè)廢水中Cu，發(fā)現(xiàn)當(dāng)濃度高至100 mg/L時(shí)，除去率可達(dá)96%，用酸解吸，可以回收95%銅，預(yù)處理可以增加吸附容量。但生物吸附法也存在一些不足，例如吸附容量易受環(huán)境因素的影響，微生物對(duì)重金屬的吸附具有選擇性，而重金屬?gòu)U水常含有多種有害重金屬，影響微生物的作用，應(yīng)用上受限制等，所以還需再進(jìn)行進(jìn)一步研究。
2. 生物絮凝
生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進(jìn)行絮凝沉淀的一種除污方法。生物絮凝法的開(kāi)發(fā)雖然不到20年，卻已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有17種以上的微生物具有較好的絮凝功能，如霉菌、細(xì)菌、放線菌和酵母菌等，并且大多數(shù)微生物可以用來(lái)處理重金屬。生物絮凝法具有安全無(wú)毒、絮凝效率高、絮凝物易于分離等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的發(fā)展前景。
3. 植物修復(fù)法
植物修復(fù)法是指利用高等植物通過(guò)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(dá)到治理污染、修復(fù)環(huán)境的目的。植物修復(fù)法是利用生態(tài)工程治理環(huán)境的一種有效方法，它是生物技術(shù)處理企業(yè)廢水的一種延伸。以木本植物為主體的重金屬?gòu)U水處理技術(shù)，能切斷有毒有害物質(zhì)進(jìn)入人體和家畜的食物鏈，避免了二次污染，可以定向栽培，在治污的同時(shí)，還可以美化環(huán)境，獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益，是一種理想的環(huán)境修復(fù)方法。
多種金屬廢水處理方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)重金屬?gòu)U水的具體特點(diǎn)實(shí)際情況進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，組合多種處理工藝，更多專業(yè)廢水處理解決方案請(qǐng)聯(lián)系我們！
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