導語：如何才能寫好一篇處理廢水中重金屬的方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：工業(yè)；廢水；重金屬；離子

工業(yè)廢水的治理是水污染控制的主要任務之一。工業(yè)廢水中通常含有大量的重金屬離子，這些離子具有極大的危害性，很容易被有機體吸收，當濃度超過一定限度，就將對人體造成健康損害。因此，對這些廢水在排放前進行適當?shù)?a href="http://www.eimio.cn/haowen/235147.html" target="_blank">處理尤為重要。因廢水中的重金屬離子種類不同，在溶液中存在的形念各異，所以處理方法也不一樣。

一、化學沉淀法

化學沉淀法被廣泛應用于工業(yè)廢水重金屬離子的去除。溶解的金屬離子在pH值調(diào)整到11后，與沉淀劑(如石灰)轉(zhuǎn)化為不溶的固體，其中比較典型的是氫氧化物。用石灰分別處理初始濃度為450mg/L與1085mg/L的Zn(II),Mn(II)離子。Zn(II)與Mn(II)雖然初始濃度不同，但當pH值為11時，它們均可降低至5 mg/L以下（這仍然不能滿足苛刻的環(huán)境排放要求，還需要進一步采用物理化學方法處理)。雖然試驗的結(jié)果不盡相同，但都表明pH值調(diào)節(jié)到堿性(pH=11)是化學沉淀法有效去除重金屬離子的重要參數(shù)，因此，石灰和氫氧化鈣是最普遍使用的沉淀劑?；瘜W沉淀法的突出優(yōu)點是過程簡單、設備投資少、操作方便安全等。缺點是不僅需要大量的沉淀劑，還必須對其反應所產(chǎn)生的廢漿作進一步處理。

二、生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物的代謝物，進行絮凝沉淀的一種除污方法。微生物絮凝劑是由微生物自身構(gòu)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、纖維素和核酸等。通常情況，線性結(jié)構(gòu)的大分子絮凝效果較好，而支鏈或交鏈結(jié)構(gòu)的大分子效果較差。由于多種微生物具有一定線性結(jié)構(gòu)，有的表面具較高的電荷和較強親水性，能與顆粒通過各種作用(如離子鍵、吸附等)相結(jié)合，象高分子聚合物一樣起絮凝劑作用。已發(fā)現(xiàn)17種微生物有較好絮凝功能，如霉菌、細菌、放線菌和酵母等。有多種微生物可用于重金屬的處理。該方法的優(yōu)點是安全無毒，不產(chǎn)生二次污染，絮凝效率高，且生長快，易于實現(xiàn)工業(yè)化等。此外，微生物可以通過遺傳工程，馴化或生成有特殊功能菌種，發(fā)展前景理想。

三、浮選法

浮選法是利用氣泡從液相中分離固體或其他液體的方法，具體是指附著在氣泡上的粒子可隨氣泡的上浮將依附在粒子上的重金屬離子加以分離。浮選法是一種物理分離過程，它在去除廢水中的重金屬離子上很有潛力。浮選法分為以下幾類:分散空氣浮選法；溶解空氣浮選法；真空空氣浮選法；電浮選法，生物浮選法。

其中，溶解空氣浮選法是處理含重金屬離子廢水最普遍的方法。該方法對小粒子有良好的去除效果、處理時間較短、費用較低，是一種有潛力的廢水處理方法。

四、膜過濾法

膜過濾法不僅能去除懸浮固體物與有機物，還能高效地去除無機污染物，比如重金屬物質(zhì)。在處理無機廢水中，根據(jù)保留顆粒的尺寸大小，可選擇超濾、納米過濾以及反滲透法等不同的過濾方法。

（一）超濾法

超濾法應用透過膜分離無機廢水中的重金屬。透過膜的尺寸范圍為5～20nm，可以使水以及低分子量的溶質(zhì)通過，大分子(分子量1000～100000)以及懸浮的固體顆粒物等其他物質(zhì)則被截留下來。

（二）反滲透法

反滲透技術是一種由壓力驅(qū)動的膜分離技術:溶液中的水通過膜，而金屬離子則被截留下來。與超濾法和納米過濾相比，反滲透法分離無機廢水中的金屬離子效率最高?；瘜W沉淀法中，pH值為影響重金屬離子去除效率的關鍵因素，而反滲透法中則為壓力。壓力越高，離子去除效率越高，但能耗也越大。使用反滲透法，水的通量高、去除離子效率高、對生化毒物不敏感，并且機械強度、化學穩(wěn)定性、抗高溫性能等均好；不過，污染廢水中存在的陽離子如Cd(II),Cu(II)，使膜不可恢復的污塞，增加了操作費用。膜的分離效率是隨使用時間的延長而降低的，從而也降低了滲透的速率。這種方法的總體缺點就是能耗較高。

（三）納米過濾

納米過濾膜介于超濾膜與反滲透膜之間。它的分離機理包括原子篩分效應與電效應。納米膜上的帶電離子與液體中的離子形成離子對，同時后者被除去。這種膜的小孔道以及表面電荷使得尺寸小于孔道的離子能被去除。納米過濾法比反滲透法需要的壓力低，因此，操作費用也較后者低。一般說來，納米過濾法可以處理含重金屬離子濃度大于2000mg/L的無機廢水。在多種膜分離方法中選擇最合適的，主要考慮以下幾方面因素:廢水的性質(zhì)、金屬離子在水中的本性與濃度、pH值與溫度。除此之外，膜還要和投料溶液與清潔劑相配套，以使表面污塞最小。

五、離子交換法

離子交換法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質(zhì)的方法。應用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等。離子交換樹脂有凝膠型和大孔型，前者有選擇性，后者制造復雜、成本高、再生劑耗量大，因而在應用上有很大的局限性。離子交換是靠交換劑本身自由移動的離子與被處理溶液中的離子通過離子交換來實現(xiàn)的。推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力。多數(shù)情況下離子先被吸附，再被交換。離子交換劑具有吸附、交換雙重作用。這種材料的應用越來越多，如膨潤土，它是以蒙脫石為主要成分的粘土，具有吸水膨脹性好、比表面積大、較強的吸附能力和離子交換能力。天然沸石是含網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物，其內(nèi)部多孔，比表面積大，具有獨特的吸附和離子交換能力。研究表明，沸石從廢水中去除重金屬離子的機理，多數(shù)情況下是吸附和離子交換的雙重作用。隨流速增加，離子交換將取代吸附作用占主要地位。通過吸附和離子交換再生過程，廢水中重金屬離子濃度可提高30倍。用沸石去除銅，在NaCl再生過程中，去除率達97％以上，可多次吸附交換，再生循環(huán)，而且去除率并不降低。

六、電化學處理技術

（一）電滲析

利用只能選擇性地通過陽離子或陰離子的陽離子交換膜和陰離子交換膜，使之互相交替排列，構(gòu)成多電室電滲析槽。膜堆兩端分別設置有陰、陽電極，進入電滲析器的溶液在外加直流電場作用下，陰、陽離子各向相反方向電極方向移動，因而形成濃室和淡室相間的格局。將濃縮液和淡化液分別從濃室和淡室引出，便可達到重金屬濃縮分離和淡化的目的。

（二）膜電解

膜電解是一種電勢作用下的化學過程。它可被用于金屬離子的純化。陰極有兩類：傳統(tǒng)的金屬陰極、高比表面的陰極。電解發(fā)生時，正極發(fā)生氧化反應，負極發(fā)生還原反應。這一方法被有效地應用于碳電極廢水中Cr(VI)的去除上。缺點是能耗較高。

（三）電沉積

為了更有效地去除廢水中的重金屬離子，研究者將電壓加到傳統(tǒng)的化學沉淀方法中。根據(jù)電極的不同，電沉積可以分別應用于酸性和堿性溶液中。

七、處理廢水中重金屬離子的不同物理化學方法的比較

比較不同廢水處理方法的性價比，要充分考慮pH值、投料量、初始離子濃度及金屬離子去除率。綜合分析各項資料，我們得出:當初始濃度為100mg/L時，離子交換法幾乎全部消除了Cd(II),Cr(III) ,Cu(II),Ni(II)和Zn(II)等離子，這一結(jié)果可以同反滲透法相比；當初始濃度大于1000mg/L時，石灰沉淀法是最有效的處理方法之一；當離子初始濃度為50mg/L時，浮選法幾乎和反滲透法一樣可以完全處理廢水中的離子，費用則更低。

參考文獻：

[1]楊彤.化學法處理重金屬離子廢水的改進[J].環(huán)境與開發(fā)，1999，21（5）：38～40.

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關鍵詞：含重金屬；工業(yè)廢水；離子；處理方法；回收利用

Abstract: the untreated in industrial wastewater discharge of heavy metal pollution in increasing, to people's living environment and human health caused a serious threat. Therefore, of heavy metals in the industrial wastewater treatment caused extensive attention of the whole society. This paper expounds the present main of heavy metals in industrial wastewater treatment methods, including the physical method, chemical method, biological method, and points out the processing method of characteristics, for the industrial wastewater treatment of heavy metals to provide the reference.

Keywords: contain heavy metals; Industrial wastewater; Ion; Processing methods; recycling

中圖分類號：X703文獻標識碼： A 文章編號：

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)也得到了較快發(fā)展，大量含有重金屬的工業(yè)廢水未經(jīng)處理就排放到環(huán)境中，導致了土壤和水源中重金屬積累的加劇，重金屬的污染也日益嚴重。由于重金屬易通過食物鏈而生物富集，構(gòu)成對生物和人體健康的嚴重威脅。如何有效地處理重金屬工業(yè)廢水已成為社會共同關注的問題。處理重金屬工業(yè)廢水的方法盡管多種多樣，但大體可歸納為物理法、化學法和生物法。本文就含重金屬工業(yè)廢水處理方法進行介紹。

1 含重金屬廢水處理方法

1.1 物理法

(1)膜分離法

膜分離技術使用一種特殊的半透膜，在外界推動力作用下，使溶液中一種溶質(zhì)和溶劑滲透出來，從而達到分離的目的。根據(jù)膜的不同，可以分為電滲析、反滲析、液膜、超濾等。目前反滲透和超濾膜在電鍍廢水中已廣泛應用。

液膜分離技術是將萃取和膜過程結(jié)合的一種高效分離技術，萃取與反萃取同時進行，是分離和濃縮金屬離子的有效方法。其中支撐液膜在處理重金屬廢水，提取稀有、貴重金屬離子，如提取鉑、鎵、銦等方面具有低耗能、低成本等、效率高等特點，具有廣闊的應用前景。將膜技術與其他技術工藝有機結(jié)合起來處理重金屬廢水將是未來的發(fā)展方向。某蓄電池材料有限公司主要從事廢舊鉛酸蓄電池的回收和鉛基合金、電解鉛的生產(chǎn)，其廢水處理系統(tǒng)采用混凝沉淀／膜處理組合工藝，進一步確保出水水質(zhì)達標。半年多的實際運行表明：該工藝運行穩(wěn)定，出水水質(zhì)達到《污水綜合排放標準》（GB8978－1996）的一級排放標準，并實現(xiàn)了回用（回用率）70％。

(2)吸附法

吸附法是利用吸附劑吸附廢水中重金屬的一種方法，其中吸附法被認為是去除痕量重金屬有效的方法。常用的吸附劑有活性炭、沸石、硅藻土、凹凸棒石、二氧化硅、天然高分子及離子交換樹脂等。其中天然沸石吸附能力最強，也是最早用于重金屬廢水處理的礦物材料。

納米FeO是一種有效的脫鹵還原的納米材料。與常規(guī)的顆粒鐵粉相比，納米FeO顆粒有粒徑小、易分散、比表面積大，表面吸附能力強，反應活性強，還原效率和還原速度遠高于普通鐵粉的特點。納米FeO除了可以高效還原有機氯代物以外，其對Cr6＋、Pb2＋和AS3＋等多種重金屬同樣表現(xiàn)出良好的處理效果。

負載型納米FeO主要是利用負載物（如聚合物、硅膠、沙子和表面活性劑等）在固液表面的吸附作用，能在顆粒表面形成一層分子膜阻礙顆粒間相互接觸，同時增大了顆粒之間的距離，使顆粒之間接觸不再緊密。與普通納米FeO相比，負載型納米FeO不僅對水體中的重金屬和有機污染物有更高的去除效率，而且其重復利用性和穩(wěn)定性也優(yōu)于一般納米FeO。Ponder等利用聚合松香負載納米FeO去除水中的Cr6＋和Pb2＋，結(jié)果表明：負載型納米FeO的去除率不僅比投加量高3．5倍的普通鐵粉高近5倍，而且也略高于無負載納米FeO的去除率。

凹凸棒石又稱坡縷石，是一種2∶1（TOT）型層鏈狀海泡石族的含水富鎂、鋁的硅酸鹽黏土礦物，其晶體化學式：Mg5（H2O）4［Si4O10］2（OH）2，它比表面積大、吸附性能良好、來源廣、成本低、儲量豐富，但是目前國內(nèi)應用凹凸棒石吸附處理重金屬廢水還處在研究階段，凹凸棒石黏土吸附金屬離子的種類有待擴寬。黃德榮等用吸附混凝法，將凹凸棒石黏土和混凝劑連用治理含鋅電鍍廢水，Zn2＋的去除率高達99．8％以上。同時，凹凸棒石粘土含有大量的結(jié)構(gòu)羥基，如Si－OH、Mg－OH和A1－OH等。由于其結(jié)構(gòu)中存在著A13＋對Si4＋及Al3＋，F(xiàn)e2＋對Mg2＋等類質(zhì)同晶置換現(xiàn)象，故晶體中含有不定量的Na＋，Ca2＋，F(xiàn)e3＋和A13＋等，各種離子替代的綜合結(jié)果是凹凸棒石常常帶少量的永久性的負電荷，因此凹凸棒石具有很強的物理和化學吸附能力。

離子交換樹脂法是一種應用廣泛的方法，樹脂中含有的氨基、羥基等活性基團可以與重金屬離子進行螯合、交換反應，從而去除廢水中重金屬離子的方法，同時還可以用于濃縮和回收溶液中痕量的重金屬，其優(yōu)點是樹脂具有可逆性，可通過再生重復使用，且交換選擇性好，缺點是價格昂貴。因此研究和選擇成本低、選擇性高、交換容量大、吸附－解吸過程可逆性好的離子交換樹脂，對于處理重金屬廢水有著重要意義。

1.2 化學法

(1)化學沉淀法

化學沉淀法是指向重金屬廢水中投放藥劑，通過化學反應使溶解狀態(tài)的重金屬生成沉淀而去除的方法。包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鋇鹽沉淀法等。中和沉淀法應用比較廣泛，向重金屬廢水中投放藥劑（如石灰石）使廢水中重金屬形成沉淀而去除?；瘜W沉淀法處理重金屬廢水具有工藝簡單、去除范圍廣、經(jīng)濟實用等特點，是目前應用最為廣泛的處理重金屬廢水的方法。

(2)電化學法

電化學法是應用電解的基本原理，使廢水中重金屬離子在陽極和陰極上分別發(fā)生氧化還原反應，使重金屬富集，從而去除廢水中重金屬，并且可以回收利用。

高壓脈沖電凝法（HVES）是采用高電壓小電流，系運用電化學原理，將電能轉(zhuǎn)為化學能，對廢水中有機或無機物進行氧化還原、中和反應。通過凝聚、沉淀、浮除將污染物從水體中分離，從而有效地去除廢水中的Cr6＋、Ni2＋、Cu2＋、Zn2＋、Cd2＋、Cn－、油、磷酸鹽以及COD、SS與色度。該方法操作方便、反應迅速，可去除的污染物廣泛、無二次污染、經(jīng)濟實用，在國外電化學技術被稱為“環(huán)境友好技術”。李宇慶等采用高壓脈沖電凝－FenTon氧化工藝處理制藥廢水，研究表明在PH值為4左右、極板間距為20MM電流強度為10A、高壓脈沖電凝反應時間為45Min、H2O2投加量為4ML／L、FenTOn氧化時間為60Min時，對CODCr去除率為為36．5％～39．2％，廢水M（BOD5）／M（CODCr）從0．13提高到0．37，可生化性大大提高，為后續(xù)處理達標排放奠定了基礎。

微電解－生物法是利用廢鐵屑對電鍍廢水進行預處理，使大部分的Cr6＋在較短時間內(nèi)轉(zhuǎn)化為Cr3＋，同時使廢水的PH值上升2～3，然后將廢水加入到生物反應器中通過生物作用將廢水中剩余的重金屬離子去除，達到凈化電鍍廢水的目的。通過與生物法的結(jié)合，提高了此種技術對廢水凈化的效率。該方法結(jié)合了氧化還原、絮凝、吸附作用，協(xié)同性強、綜合效果好、操作簡便，運行費用低。但是，由于電解裝置經(jīng)一段時間的運行后，會大大降低了處理效果，必須開發(fā)新型的處理裝置以彌補這一缺陷；另外在運行過程中表面沉積物易于使電極產(chǎn)生鈍化，降低處理效果，因此，操作條件的優(yōu)化和各種助劑、催化劑的研制、選用、配比很重要。針對目前微電解法存在的問題以及工程應用的要求，可以將微電解法和化學法、生物法以及其它方法結(jié)合起來，充分利用各種方法的優(yōu)點，研究出新型的工藝，來解決實際應用過程中所存在的問題。

電去離子技術（EDI，electrodeionization），是將離子交換樹脂填充在電滲析器的淡水室中從而將離子交換與電滲析進行有機結(jié)合，在直流電場作用下同時實現(xiàn)離子的深度脫除與濃縮，以及樹脂連續(xù)電再生的新型復合分離過程。該方法既保留了電滲析連續(xù)除鹽和離子交換樹脂深度除鹽的優(yōu)點，又克服了電滲析濃差極化所造成的不良影響，且避免了離子交換樹脂酸堿再生所造成的環(huán)境污染。所以，無論從技術角度還是運行成本來看，EDI都比電滲析或離子交換更高效。但同時處理過程中也不同程度存在膜堆適用性差，過程運行不夠穩(wěn)定，易形成金屬氫氧化物沉淀等問題。隨著研究的不斷深入，上述問題將逐步解決，EDI也將成為一種很有發(fā)展?jié)摿Φ闹亟饘購U水處理技術。

1.3 生物法

(1)植物修復法

植物修復法是指利用高等植物通過吸收、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，以達到治理污染、修復環(huán)境的目的。該方法實施較簡便、成本較低并且對環(huán)境擾動少。但是治理效率較低，不能治理重度污染的土壤和水體。Rai和Dwivedi等調(diào)查發(fā)現(xiàn)水蕹（Ipomeaaquqtica）是一種很好的蓄積植物，該植物最大可以蓄積Cu：62，MO：5，Cr：13，Cd：11，AS：0．05μg／gDW。Bareen和Khilji研究表明，長苞香蒲90d后也可以去除底泥中42％Cr，38％Cu和36％Zn。

(2)生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進行絮凝沉淀的一種除污方法。目前已開發(fā)出具有絮凝作用的微生物有細菌、霉菌、放線菌、酵母菌和藻類等共17個品種，而對重金屬有絮凝作用的只有12個，陳天等從多種微生物中提取殼聚糖為絮凝劑回收水中Pb2＋、Cr3＋、Cu2＋等重金屬離子。在離子濃度是100Mg／L的200ML廢水中加入10Mg殼聚糖，處理后Cr3＋、Cu2＋濃度都小于0．1Mg／L，Pb2＋濃度小于1Mg／L，處理效果十分明顯。

(3)生物吸附法

生物吸附法是利用生物體本身的化學結(jié)構(gòu)及成分特性來吸附溶于水中的金屬離子，再通過固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。該方法在低濃度下，選擇吸附重金屬能力強，處理效率高，操作的PH值和溫度范圍寬，易于分離回收重金屬，成本低等特點。同時還可從工業(yè)發(fā)酵工廠及廢水處理廠中排放出大量的微生物菌體，用于重金屬的吸附處理。蔣新宇等用毛木耳（Auriculariapolytricha）子實體為生物吸附材料，通過對起始PH值、反應時間、重金屬濃度這3個因素對毛木耳子實體吸附Cd2＋、Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋的研究，結(jié)果表明最適起始PH值為5，PH值是影響毛木耳子實體吸附重金屬離子的主要因素。其中在10Mg／L重金屬濃度下，毛木耳子實體對Cd2＋、Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋的最大吸附率分別為94．12％、96．22％、99．94％、99．19％，在吸附達到平衡以前，毛木耳子實體對Cd2＋、Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋最大平衡吸附量分別為10．09、8．36、23．57和3．64Mg／g，而對Pb2＋的吸附量最大。因此毛木耳子實體是很有發(fā)展?jié)摿Φ闹亟饘購U水處理技術。

2 結(jié)語

綜上所述，含重金屬工業(yè)廢水處理方法較多，各有各的優(yōu)點和缺陷。但是重金屬廢水處理比較復雜，且水體中含有多種重金屬離子，因此，在處理過程中應該考慮采用多種方法和工藝的綜合運用，將處理后的重金屬充分回收、廢水回用，以達到最好的處理效果，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益相統(tǒng)一。

參考文獻

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[關鍵詞]重金屬廢水污染 重金屬離子 治理技術

[中圖分類號] X52 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-11-147-1

重金屬開采、加工活動的日益頻繁，為公眾生活和社會生產(chǎn)提供了便捷，但也引發(fā)了令人堪憂的重金屬廢水污染，如Pb、Hg、Zn、Cd、Cu等重金屬會經(jīng)食物鏈不斷遷移和累積，不僅影響水體生物正常生存，也威脅著公眾的身心健康，嚴重破壞了生態(tài)平衡，故強化治理技術研究，有效治理廢水污染刻不容緩。

1重金屬廢水污染概述

無論是石油、煤炭等工業(yè)能源生產(chǎn)，農(nóng)藥化肥、污水灌溉等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還是隨意堆放的生活垃圾，層出不窮的重金屬污染事件，均為重金屬廢水污染提供了渠道，已然成為當下備受關注的環(huán)境課題。

雖然重金屬離子或化合物的毒性通常需要積累方能顯現(xiàn)，但一旦出現(xiàn)，其后果已是十分嚴重，甚至不可逆轉(zhuǎn)，除了對水生生物的生長、反之、洄游等活動構(gòu)成威脅外，也會影響人體健康，如汞污染易侵害神經(jīng)系統(tǒng)，影響皮膚功能，導致心臟病等疾?。汇U污染則會對神經(jīng)、消化、心血管、肝腎、造血等諸多組織造成傷害等。因此必須加大重金屬廢水污染治理技術的研究和實踐，以此減輕其不利影響，還生物一份健康。

2重金屬廢水污染治理技術研究

在科技力量的推動下，諸多重金屬廢水污染治理技術應運而生，并在具體實踐中取得了一定的成效，在此根據(jù)所屬學科領域的不同將其劃分為下述幾類：

2.1物理類治理技術

一是吸附法；該種方法操作簡單，主要是利用膨潤土、沸石、活性炭、凹凸棒石、硅藻土等吸附劑的多孔吸附功能，在絡合、螯合等作用下將廢水中的重金屬吸附出來，而且成本較低，來源廣泛，可循環(huán)使用，效果較好，如在處理重金屬廢水時利用沸石，其Pb2+、Cr2+ 、Cd2+等離子的吸附率可高達97%以上。

二是膜分離法；該種方法選擇性強，分離率高，能耗低且環(huán)保，主要在施加外界壓力，穩(wěn)定溶液的物化性質(zhì)的基礎上，利用特殊半透膜的反滲透作用，分離或濃縮溶質(zhì)和溶液。其中超濾膜和反滲透應用十分廣泛，常被用于終端處理重金屬廢水，且分離效果顯著，可高達95%以上。

此外，還可借助離子交換去除廢水中重金屬離子，但其經(jīng)常作為化學治理技術的后續(xù)過程，主要是通過發(fā)揮交換離子的效用，降低廢水中的重金屬濃度，進而使其得以凈化，相對而言，該種方法的金屬資源回收率幾乎接近100%，而且離子交換樹脂可多次使用。

2.2化學類治理技術

一是廢水預處理方法氧化還原；既可以將空氣、液氯、臭氧等氧化劑或銅屑、鐵屑、亞硫酸鈉等還原劑加入廢水中，使重金屬離子轉(zhuǎn)換為沉淀或低毒性的價態(tài)后再予以去除，在含鉻廢水中加入綠礬、電石渣后，鉻總量和其他重金屬離子濃度均低于了相關標準；也可以通過電解還原重金屬離子，使其絮凝沉淀而回收，實踐表明電解含鎳廢水可使其去除率達到97%。雖然其便于操作，但處理量小，易出現(xiàn)廢渣。

二是應用最為廣泛的化學沉淀；當重金屬發(fā)生化學反應生成不溶于水的沉淀后，再將進行過濾、分離操作是其工作原理，主要包括中和凝聚、鋇鹽沉淀、中和沉淀、硫化物沉淀等多種方法，但由于受限于環(huán)境條件和沉淀劑性質(zhì)，可能會影響處理效果，甚至造成二次污染，因此應予以綜合考慮，科學處理。

此外浮選法也在重金屬污水治理中有所應用，即先析出重金屬離子，然后在表面活性劑的作用下促使重金屬上浮，最后加以去除。但其一般適用于稀有重金屬，且渣液處理和水質(zhì)凈化尚未得到妥善解決。

2.3生物類治理技術

一是微生物法；該種方法主要是借助真菌、細菌等微生物的代謝作用，降低或分離重金屬離子，常見于有機物含量較高，但重金屬濃度較低的廢水中?？梢越柚哂形叫阅艿木w細胞壁用于去除重金屬，如蒼白桿菌可用于吸附廢水中的銅、鉻、鎳等；可以利用微生物代謝活動分離重金屬離子，如以SRB為主的厭氧類微生物可用于處理廢水中高濃度的硫酸根；可以利用微生物的絮凝能力去除重金屬離子，如實踐中的復合絮凝劑不僅成本大幅較低，效果也提升了20%左右，而硅酸鹽細菌絮凝技術也取得了較大進展。

二是植物法；藍藻、綠藻、褐藻等藻類植物在重金屬廢水治理中也發(fā)揮了吸附功能，如環(huán)綠藻適于吸附銅離子，馬尾藻可適于吸附銅、鉛、鉻等，同時還可以利用重金屬廢水中植物的根系或整個系統(tǒng)用于穩(wěn)定、揮發(fā)、降低、去除重金屬離子的毒性，以此達到清除污染、治理水體的目的，即植物修復技術，當下已發(fā)現(xiàn)了400余種重金屬超積累植物，如蘆葦、香蒲等挺水植物在處理高濃度的鎘、鎳、鋅、銀、銅、釩等礦區(qū)重金屬廢水中效果良好，但一般適用于面積較大的廢水處理。

3結(jié)束語

總之，重金屬廢水污染危害嚴重，來源廣泛，不利于我國經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。因此必須科學利用治理技術，加以及時有效的處理，并加大研究，積極創(chuàng)新，以此為其提供有力的技術支持，促進環(huán)境效益和經(jīng)濟效益和諧發(fā)展。

參考文獻

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[2]郭軼瓊，宋麗.重金屬廢水污染及其治理技術進展[J].廣州化工，2011（12）.

篇4

關鍵詞：重金屬廢水水處理方法

中圖分類號：TK223文獻標識碼： A

前言：重金屬離子的廢水主要來自于化工工業(yè)以及礦山開采以及機械加工等行業(yè)，其所排放的重金屬廢水由于不能通過被生物降解的方式進行處理，長期沉積便會對于存在的水體產(chǎn)生相當嚴重的危害，一旦危害出現(xiàn)，可能所導致就將是極度嚴重且無法挽回的重大損失。因此，污水處理企業(yè)對于重金屬廢水的排放一定高度的重視，并采取科學有效的方式進行污水有效處理，以從根本上保障重金屬污水處理的科學有效，保障水質(zhì)安全。

一、傳統(tǒng)方法

1、化學沉淀法

化學沉淀法是指向廢水中添加化學藥劑與重金屬發(fā)生化學反應，從而使重金屬離子變成不溶性沉淀物質(zhì)分離出來。該方法技術成熟、投入少、自動化程度高。最常用的就是氫氧化物沉淀法和硫化物沉淀法。例如向含鎘廢水中投加氫氧化鈉，會形成氫氧化鎘沉淀?；瘜W沉淀法也存在一些不足：產(chǎn)生重金屬污泥、沉淀劑的加入容易造成二次污染以及處理效果受水質(zhì)條件影響等，限制了其在工程上的應用。

在化學沉淀法中，鐵氧體法是較為新型的處理工藝。它是指向廢水中投加鐵鹽，通過對工藝條件的控制，使重金屬離子在鐵氧體的包裹和夾帶作用下進入鐵氧體的晶格中，進而形成復合鐵氧體，最后再用固液分離的手段，一次脫除多種重金屬離子的方法。該方法克服了傳統(tǒng)化學沉淀法易形成二次污染的弊端，但是反應過程需要加熱，能耗高。

2、吸附法

吸附法主要是利用高比表面積或具有多孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)作為吸附材料去除重金屬離子。該法的核心是吸附劑的選擇，常用的吸附劑有活性炭、礦物質(zhì)、分子篩等?；钚蕴坑休^強的吸附能力，可以同時吸附多種重金屬離子，去除率高，但再生效率低，處理水質(zhì)達不到GB標準，價格高，應用被限制。近年來逐步研究出多種新的吸附材料，如凸凹棒、浮石、硅藻土、蛇文石、大洋多結(jié)核礦等。大洋多結(jié)核礦吸附能力強，它是多孔結(jié)構(gòu)，表面積大，礦物大部分以晶型存在，因此吸附重金屬廢水效果好。

另一類是利用微生物作為吸附材料，主要有菌體、藻類和細胞提取物等，這些生物吸附劑對不同的重金屬離子表現(xiàn)出不同的吸附能力，造成吸附能力大小的主要原因在于微生物細胞表面的結(jié)構(gòu)，并且受外界環(huán)境因素和水體pH值的影響。

3、離子交換法

離子交換法的實質(zhì)是離子交換劑上的可交換離子與廢水中的重金屬離子之間的交換反應，在此過程中，廢水中的重金屬離子被去除。當離子交換劑上的重金屬離子達到飽和時，使用再生液反復沖洗離子交換劑，使之得到再生。重金屬廢水處理中常用的離子交換劑主要是離子交換樹脂，如陰離子交換樹脂、陽離子交換樹脂以及螯合樹脂等。

離子交換技術在處理重金屬廢水的同時，可實現(xiàn)重金屬的資源化，具有較高的經(jīng)濟價值，對改善環(huán)境質(zhì)量和增加可利用資源也具有極其重要的意義。但是該方法不足之處在于：樹脂進行再生時需消耗大量的酸堿，且易造成二次污染。

4、生物處理法

生物處理法是指利用微生物或植物的吸收、絮凝、還原等作用去除水中的重金屬離子的方法，主要包括生物化學法和生物絮凝法等。

生物化學法是指利用微生物的氧化還原反應能力使重金屬離子沉降或降低其毒性。對硫酸鹽含量較高的重金屬廢水的處理是典型的生物還原法，該方法能夠把硫酸鹽還原成硫化氫，使重金屬離子和硫化氫發(fā)生反應生成金屬硫化物沉淀而除去。研究者用基因工程菌對含汞廢水進行了研究,但濃度過高毒性強的重金屬離子對菌有一定的影響,使此法有一定局限性。生物絮凝法是指借助生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物進行絮凝沉淀的一種方法。目前的生物絮凝劑主要有五大類，即半乳甘露聚糖類、淀粉類、微生物多糖類、纖維素衍生物類和復合型生物混凝劑。生物絮凝法以其安全無毒、絮凝劑效果好、絮凝物易于分離等特點，在重金屬廢水處理領域中有著廣泛的應用前景。但該方法也有不利之處，如生產(chǎn)成本高、活體生物絮凝劑保存困難等。

二、 新型處理方法

1、電化學法

電化學法是指利用電化學原理處理重金屬廢水，兼具絮凝、氣浮、殺菌等多種功能，是近年發(fā)展起來的頗具競爭力的重金屬廢水處理方法。該方法因裝置緊湊、工藝成熟、無二次污染，便于控制管理等特點，在國內(nèi)外得到廣泛應用。Amin N K等的研究表明對一些金屬離子的去除效果可達到0.1mg?L-1以下，適合重金屬濃度高的廢水，但此方法耗能大，析氧和析氫等副反應多，不適合處理低濃度廢水。

2、 膜分離技術

膜分離技術是一項新興的分離技術，自60年代，作為一項高新技術從實驗室中走向社會開始進行大規(guī)模工業(yè)化應用以來，已逐漸并迅速發(fā)展成為了在各個工業(yè)系統(tǒng)中獲得大規(guī)模應用的高效節(jié)能的分離過程。近年來，將液體分離膜技術用于重金屬廢水處理的報導日漸增多并漸成主流。

將膜分離技術應用于重金屬廢水處理具有以下優(yōu)點：

（1）過程無相變，可以常溫操作，能耗低，污染??；

（2）膜過程可通過模擬裝置實現(xiàn)，而且可以連續(xù)操作；

但是，膜分離過程也有其弊端：

（1）在某些情況下，膜容易結(jié)垢，降低膜分離過程效率，甚至降低膜的使用壽命；

（2）與化學法相比，膜分離工藝初期投資較高。

電滲析（ED）是指以直流電場產(chǎn)生的電壓為推動力，溶液中的帶電離子進行定向遷移，選擇性的透過離子交換膜的過程。含Cu2+、Zn2+、Cr2+和Ni2+等重金屬離子的廢水都可采用電滲析處理，其中含鎳廢水處理技術最為成熟，已有成套工業(yè)化裝置。但是電滲析法處理廢水要求具有足夠的電導以提高滲透效率，因此不適宜處理低濃度的重金屬廢水。例如，電滲析用于處理鍍鎳清洗水時，要求清洗水中鎳鹽的濃度不低于1.5mg?L-1。

電去離子技術（EDI），又稱填充床電滲析技術，是將樹脂填充在電滲析器的淡水室中，在直流電場作用下，膜堆內(nèi)部自發(fā)水解離產(chǎn)生H+和OH-再生離子交換樹脂，同時實現(xiàn)離子的深度脫除和濃縮的新型復合分離過程。相對傳統(tǒng)的電滲析過程而言，電去離子技術的分離效率得到顯著提高。因此EDI技術具有巨大的技術和經(jīng)濟優(yōu)越性，EDI技術在用于處理低濃度重金屬廢水領域所展現(xiàn)出的良好潛力正日益引起人們的重視。

重金屬的污水中所含金屬成分比較復雜，雖然膜分離能夠在一定程度上處理廢水中的重金屬成分，如果進行大規(guī)模的重金屬成分處理，還需要采用集成膜，以更好的保障處理效率，從而實現(xiàn)根本處理。

國家海洋局杭州水處理中心采用了一套處理能力為1200m3/d-1的三級膜分離裝置處理電鍍鎳漂洗廢水，總濃縮倍數(shù)為100倍，一級膜分離系統(tǒng)對鎳離子的截留率為98%，二、三級膜分離系統(tǒng)對鎳離子的截留效率均在99%以上。但隨著膜使用時間的增長，膜通量會逐漸下降，膜系統(tǒng)也需要定期進行清洗。也有研究者將雙極膜技術與電去離子技術結(jié)合用于重金屬廢水處理，為膜分離技術在該領域的應用提供了新的思路。

結(jié)語：綜上所述，面對日益嚴峻的環(huán)境惡化問題，為更好的滿足日益嚴格的環(huán)保要求，強化重金屬污水處理是一項非常重要且嚴峻的任務，針對于污水處理企業(yè)而言，任重而道遠。但隨著科學技術的不斷發(fā)展，相信膜分離技術也會得到進一步的改進與完善，使其更加科學有效的應用于重金屬的污水處理工作中，以更好的推進我國的環(huán)保事業(yè)邁向一個新臺階。

參考文獻

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[3] 李娜，靳曉潔．含重金屬廢水處理技術的研究進展概述[J]．電力科學與工

程，2008，（24）.

篇5

關鍵詞: 電鍍廢水; 重金屬; 污染；治理措施

中圖分類號：F407.4 文獻標識碼：A 文章編號：

1 重金屬電鍍廢水的來源及危害

電鍍生產(chǎn)工藝復雜，工序繁多。含重金屬廢水的來源主要有以下幾方面:

前處理廢水。電鍍中普遍采用鹽酸、硫酸進行除銹、除氧化皮及浸蝕處理，工件基體重金屬離子溶解在清洗液中;

電鍍工藝過程中( 包括化學拋光和電化學拋光) 各工序清洗水。清洗水中含有重金屬鹽類、表面活性劑、絡合物和光亮劑等。清洗廢水占電鍍廢水的絕大部分;

廢棄電鍍液。長期使用的鍍液，雜質(zhì)不斷積累，當難以去除時，不得不將一部分或全部廢棄;化學鍍液超過使用周期也會形成含重金屬廢液;

4) 其他廢液。包括不合格的工件退鍍、鍍液分析、清洗濾芯、清洗生產(chǎn)場地、廢氣治理的廢液及各種設備的“跑、冒、滴、漏”造成的廢水。

電鍍廢水中含有環(huán)保方面認定的危害重金屬主要有鉻、銅、鎳、鉛、鋅及鎘等。重金屬在自然界中難以降解，有很強的隱蔽性和富集性。近幾年，我國的重金屬污染事故呈高發(fā)態(tài)勢，如不進行有效處理，其危害難以估量。現(xiàn)代醫(yī)學研究表明，一些重金屬離子進入人體會使人致癌、致畸、致染色體突變，潛伏期可達數(shù)十年，一旦發(fā)病后果不堪設想，有人把重金屬危害形容為“慢刀子殺人”、“生物定時炸彈”。在這種形勢下電鍍行業(yè)應該擺正位置，深刻認識重金屬污染的危害，以高度的責任感，變“被動應付”為“主動應對”，認真采取各項措施大幅降低污染，作好重金屬廢水的防治工作。

2、源頭預防是控制重金屬污染的有效手段

根治重金屬污染任重而道遠。在現(xiàn)階段從源頭預防末端治理達標是最現(xiàn)實的，也是可以做到的。源頭預防就是要盡量減少重金屬廢水的產(chǎn)生，或在生產(chǎn)過程中將重金屬污染物回收處理; 末端治理就是通過各種處理方法將不達標的廢水處理達標并排放，預防和達標應該兩手都要抓，兩手都要硬，不應顧此失彼。在前端預防方面，政府有關部門要嚴格審批電鍍廠的建設地點，能不建的盡量不建，必須建的要貫徹環(huán)保“三同時”方針，認真作好環(huán)境影響評估，并監(jiān)督環(huán)保設施的設計、安裝和竣工驗收，全面落實對重金屬污染的防治措施。對已經(jīng)取得電鍍生產(chǎn)許可證的企業(yè)，要推廣使用低污染甚至無污染的新工藝、新技術，減少廢水的重金屬濃度和排放量，要在生產(chǎn)線上進行科學管理，提高金屬材料轉(zhuǎn)化率，延長鍍液壽命。在末端治理方面，要加大重金屬廢水治理的科技、人才和資金的投入，加速推進先進治理技術的成果轉(zhuǎn)化，為電鍍企業(yè)重金屬治理提供可靠和切實可行的操作方案，使企業(yè)用得上、用得好、用得起，從而實現(xiàn)污染物穩(wěn)定達標排放。此外，環(huán)保部門認真監(jiān)督執(zhí)法做到不欠自然生態(tài)環(huán)境的新帳，也能使重金屬廢水的治理有一個根本性的轉(zhuǎn)變。

3 加強重金屬廢水治理技術的研發(fā)和應用

處理含重金屬電鍍廢水的傳統(tǒng)方法有化學法、物理法、電解法、離子交換法和生物法等。這些單一的處理方法都不同程度存在著成本高、能耗大、達標率低和金屬回收率低的弊端。有資料顯示，我國絕大多數(shù)電鍍企業(yè)應用化學沉淀法處理重金屬廢水。化學沉淀法的原理是通過化學反應使廢水中的重金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒慕饘倩衔? 如硫化物沉淀、中和沉淀和鐵氧體沉淀等) 。受沉淀劑和 pH 值的影響，處理后的水質(zhì)往往不能達標，沉淀物分離困難，尚需進一步處理。另外，單一處理方法還存在產(chǎn)生二次污染的危險。

針對傳統(tǒng)治理方法的缺陷和不足，近年來采用復合處理和自動控制相結(jié)合處理電鍍重金屬廢水已形成一種趨勢。其特點是流程集中、設備小型化，節(jié)約了治理成本的同時提高了重金屬回收率。復合應用包括化學沉淀、重金屬捕集、膜處理及低能耗濃縮技術等。一批專業(yè)從事設計、制造重金屬廢水治理整套設備的企業(yè)應運而生，如利用高分子重金屬捕集沉淀劑能在常溫下與廢水中多種重金屬離子反應生成不溶于水的螯合鹽，再加入絮凝劑形成重金屬絮狀沉淀，從而達到去除重金屬的目的。用該方法處理 40mg/LCu2+、28mg/L Ni2+和 26mg/L Zn2+的電鍍廢水，排出水重金屬質(zhì)量濃度均低于 0.5mg/L。再如，某公司開發(fā)研制的集重金屬捕集、轉(zhuǎn)化、中和、絮凝及沉淀方法為一體處理含 Cr6+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、和Ni2+一步完成的方法，實用性強，出水達標狀態(tài)穩(wěn)定，已成功應用于電鍍生產(chǎn)線中。

值得提出的是，近幾年，利用天然礦物和植物治理重金屬污染技術也有了新的進展。在礦物方面，某專利技術表明，在含有重金屬離子的廢液中，加入能消除、轉(zhuǎn)化廢水中的有害物，然后經(jīng)物理化學處理，將重金屬成分轉(zhuǎn)變?yōu)樗幚韯?，實現(xiàn)了化害為寶。在植物方面，利用植物固定、吸收、提取、分解、轉(zhuǎn)化、清除水和土壤中的重金屬污染物也取得了可喜的成果。我國生態(tài)環(huán)境工作者已發(fā)現(xiàn)10 余種“超富集”植物。該植物的特點是在其生長過程中，能將被重金屬污染的水體和土壤中的重金屬離子超量( 較一般植物而言) 富集在花、葉、莖部分，其成熟收獲后，通過焚燒等處理實現(xiàn)重金屬回收。如新發(fā)現(xiàn)被命名為李氏禾的多年濕生植物，生長期間葉片中 Cr( Ⅵ) 高達 2.977g/kg的2價銅． 129g / kg的1價鎳．對重金屬吸附率達 89.3% 以上。該方法已應用在廣西河池大環(huán)江地域生態(tài)恢復上，取得了初步成效。

4 開展清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟

電鍍企業(yè)在不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能的基礎上要不斷追求兩大目標: 一是金屬材料轉(zhuǎn)化率最大化; 二是重金屬污染物及廢水產(chǎn)生量最小化。開展清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟，有利于實現(xiàn)電鍍重金屬污染物的最小化和循環(huán)利用。

清潔生產(chǎn)是先進的生產(chǎn)方式，隨著清潔生產(chǎn)的實施和產(chǎn)品出口( 歐盟) 的需要，一批環(huán)保型的電鍍工藝取代了有重金屬污染的工藝。如無磷低COD 前處理、三價鉻鍍鉻、無鉻鈍化、代鎳合金及符合歐盟 ROHS 法規(guī)的無鉛及無鎘工藝等。這些工藝的推廣使用，既節(jié)約了資源又實現(xiàn)了環(huán)境友好，降低了電鍍廢水中重金屬的含量。這些產(chǎn)品較傳統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量有了提升，金屬有效利用率提高，有害成分降低。電鍍行業(yè)的這些變化在一定程度上減輕了重金屬廢水處理的壓力。

2009 年，我國開始實施《循環(huán)經(jīng)濟促進法》，循環(huán)經(jīng)濟是更廣泛意義上的清潔生產(chǎn)，是涉及全社會的系統(tǒng)工程。循環(huán)經(jīng)濟是傳統(tǒng)經(jīng)濟“資源產(chǎn)品廢棄物”向“資源產(chǎn)品廢棄物再生資源產(chǎn)品”的轉(zhuǎn)變，是建立在資源回收和循環(huán)利用基礎上的發(fā)展生產(chǎn)模式。簡單的說，就是將一個企業(yè)的廢棄物用作另一個企業(yè)的原料，通過廢棄物交換和使用，將不同企業(yè)聯(lián)系在一起，形成“資源產(chǎn)品資源再利用”的良性循環(huán)過程。如將含重金屬電鍍廢水處理后的污泥用于水泥、瀝青的固化工藝中; 含鉻污泥作為陶瓷顏料、鞣革劑及高分子材料的改性劑，這都是有益的嘗試?？傊?，通過清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟的持續(xù)開展，電鍍行業(yè)要堅持做到不斷使重金屬廢水數(shù)量和危害最小化。少量的重金屬污染物在社會經(jīng)濟的大循環(huán)中開辟新途徑，實現(xiàn)回收利用、變廢為寶的目標是值得期待的。

結(jié) 束 語

降低重金屬材料的消耗，減少重金屬廢水是無止境的，不可能靠一朝一夕解決所有污染問題，世上無難事，只要肯登攀。創(chuàng)新重金屬污染的處理技術，使電鍍產(chǎn)生的重金屬廢水數(shù)量和危害最小化，最終實現(xiàn)回收利用的目標，實現(xiàn)重金屬污染物無害化、資源化。我們要從電鍍行業(yè)持續(xù)發(fā)展的角度考慮，加強重金屬污染治理技術的研發(fā)和應用，在清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟中，實現(xiàn)電鍍重金屬廢水的有效治理，恢復自然生態(tài)的本來面貌。

參考文獻

［1］ 張允誠，胡如南，向榮，等． 電鍍手冊［M］． 第 4 版． 北京: 國防工業(yè)出版社，2011: 29-30．

篇6

[關鍵字] 重金屬離子 微濾膜 超濾膜 反滲透膜

[中圖分類號] X5 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-1-173-1

0 引言

重金屬主要來自于金屬礦山和重工業(yè)工廠排放出的礦坑水和工業(yè)污水等，這些重金屬會造成我們?nèi)粘ｏ嬘盟⒌叵滤?、空氣和土壤的嚴重污染，給人們的生活生產(chǎn)帶來不便，破壞土壤、水生及陸生生態(tài)環(huán)境，阻礙了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)的重金屬處理工藝周期很長，成本過高，并且處理不當容易產(chǎn)生二次污染現(xiàn)象不能對有價金屬進行回收。隨著工藝和濾膜技術的不斷發(fā)展，使得重金屬可實現(xiàn)循環(huán)利用，經(jīng)過膜分離處理后的廢水和土壤可實現(xiàn)重金屬離子的"微排放"甚至是"零排放"[1]。下面對主要的幾種采樣濾膜技術進行介紹，分別給出消解重金屬離子的方法和選擇的主要依據(jù)。

1 采樣微濾膜技術去除重金屬

微濾膜的孔徑一般都會大于0.1μm，所以不會對溶液態(tài)的重金屬離子進行截留，必須要經(jīng)過一定的預處理使重金屬離子轉(zhuǎn)化為大于0.1μm的不溶態(tài)微粒，再利用微濾膜方式進行去除[2]，微濾膜主要有兩種方法：

1.1 還原-微濾法。Cr+6金屬離子在任何pH值下都能很好的溶解，但Cr+3在pH很高時不會溶解。所以可使用一些還原劑使Cr+6還原為Cr+3，并且在pH超過9的時候和氫氧化鐵形成共沉物，便可以應用微濾膜把他過濾出來。對于兩者的混合物處理后總鉻的含量低于0.1mg/L。這種工藝對鉻的去除效果可以使污水處理后的鉻含量低于0.002mg/L，使用費用經(jīng)濟合理，具有廣泛應用價值。

1.2 共沉淀-微濾法。這種方式采用硫酸鐵作為重金屬離子的共沉淀劑，再經(jīng)過微濾膜的濾除工藝。這種方式對重金屬有很高的去除效果，去除的比率主要與鐵和重金屬離子的比率決定，比率越高去除率越高。通常金屬離子的廢水或溶液中會含有油脂一類的雜質(zhì)，所以會添加少量的氫氧化鐵作為凝聚劑還可以對不沉淀的一些陽離子進行吸附。通常在300-500gfd通量下可將重金屬離子的含量降低到0.1mg/L。

2 膠體超濾膜技術去除重金屬

對超濾膜的孔徑進行合理的選擇可以有效的去除污水中較低含量的Cu2+、Ni2+、Cd2+、Pb2+和Zn2+等金屬離子氧化物，此方法用氫氧化鈉作為PH的調(diào)節(jié)劑，是重金屬離子的氫氧化物呈現(xiàn)膠體的狀態(tài)，然后用超濾膜進行截留處理，這種方式處理的污水沖金屬離子含量遠遠低于排放的標準含量，通過對PH值進行調(diào)節(jié)還可以對金屬離子進行超濾濃縮的分離，甚至可以實現(xiàn)廢水處理和金屬回收的雙重目的[3]。

3 吸附/脫附膜技術去除重金屬

采用一定的技術室污水或者污泥中重金屬沉淀物減少5%，然后使其和無害固體進行分離是一件具有挑戰(zhàn)性的新課題。采用的方法固定床吸附和膜分離技術無法應對這種高含量的懸浮固體，所以采用一種新型的吸附/脫附膜技術去除重金屬。這種工藝的核心技術是在多孔聚四氟乙烯薄膜中網(wǎng)集著粒徑小于100μm含有亞氨基二醋酸功能團的選擇性螯合劑微粒，這種構(gòu)型可以便利的置入和推出污泥反應器不被污染，并且目標溶質(zhì)可以被吸附，對相應的材料進行增強后，由于緩慢的傳動皮帶會連續(xù)的運行，這種復合膜可以連續(xù)再生，所以用很少的膜就可以完成大量污泥中重金屬離子的吸附，下面用含重金屬氫氧化物的污泥為例說明整個吸附/脫附的主要過程：

3.1 吸附過程

把這種復合膜置于pH值在30.-5.0之間的污泥中，它的堿金屬或者是堿土金屬的存在會進行選擇性的吸附，溶解重金屬發(fā)生化學反應。整個過程中重金屬由一個固相選擇性遷移到另一個固相。這種反應的條件要求在非強酸或非強堿的環(huán)境下進行。

3.2 脫附過程

吸附后的復合膜中污泥傳送到的重金屬含量為2%-10%進行脫附。在這個過程中膜中的交換劑按照下列的反應進行再生：

再生后的復合膜重新傳入污泥中，進行連續(xù)的循環(huán)反應過程。

4 反滲透膜技術處理重金屬

反滲透膜的原理是在高于溶液滲透壓的作用下，按照金屬離子不能透或半透膜，而將這種金屬離子和水分離開的一種技術。反滲透膜的膜孔徑非常小，所以能有效的去除污水中的重金屬離子和雜質(zhì)等[4]。但反滲透膜技術一般應用在已經(jīng)經(jīng)過一定處理的重金屬污染物中，利用反滲透膜作為終端進行重金屬污水的處理。目前反滲透膜是分離溶解固體的一種最有效的方法，這種發(fā)發(fā)在確保污水中重金屬例子完全去除的基礎上，完全實現(xiàn)了水質(zhì)的優(yōu)良循環(huán)利用。

5 納濾膜技術去除重金屬

納濾膜最為一種新型的技術興起于20世紀80年代，這種技術介于超濾和反滲透之間的一種壓力驅(qū)動膜過程。納濾膜的主要特征是具有納米級的微孔并且對于大多數(shù)的荷電5都具有篩分效應和Donnan電荷效應的分離特征。這種特點使得納濾膜不僅可以對低分子量物質(zhì)進行截留還可以完成對溶解無機鹽具有一定的截留能力，尤其是對二價金屬離子的截留作用更為明顯。廢水和污泥中的重金屬大多數(shù)是以二價離子的形式存在，所以采用納濾膜的方法進行濾膜具有一定的應用優(yōu)勢。

納濾膜的主要分析方法是對帶測定污水的pH值、原子吸收光譜及重金屬離子的濃度進行測量。實驗的主要工藝流程是：污水--沉淀--活性炭柱--微濾--UV--納濾膜--出水。其中活性炭柱主要完成的功能是對水中余氯進行吸附；微濾主要用于進一步的去除水中的雜質(zhì)防止膜組件的污染；UV紫外線殺毒用于去除水中的細菌微生物對納濾膜的污染。經(jīng)過納濾膜處理過的污水頸側(cè)時候可以作為人們?nèi)粘５纳钣盟⒖梢匝h(huán)利用，所以此方法是目前污水重金屬采樣濾膜的發(fā)展趨勢。

6 結(jié)語

水資源，生物資源和土壤資源中重金屬的污染已經(jīng)嚴重影響到人們的日常生活，如何對重金屬進行采樣濾膜消解成為目前亟待解決的問題。本文結(jié)合實際情況對目前常使用的幾種濾膜方式進行介紹，分析給出了各種方式的優(yōu)缺點、選擇的依據(jù)和主要的實現(xiàn)過程，經(jīng)探討分析后發(fā)現(xiàn)，納濾膜的出水中重金屬離子濃度最低，是最有效的采樣濾膜方式，具有廣闊的市場前景。

參考文獻

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篇7

重金屬捕集劑TMT-15是高分子重金屬螯合劑之一，它能在常溫下與廢水中重金屬離子迅速發(fā)生反應生成不溶于水的鹽，加入少量絮凝劑和助凝劑，形成絮狀沉淀以達到去除重金屬的目的。TMT-15重金屬捕集劑經(jīng)有關單位試用證實，處理方法改造容易（可在原化學沉淀法裝置上直接投放），運行費用相對低，且能做到多種重金屬離子共存的情況下的一次處理達標，特別值得一提的是該捕集劑對廢水中重金屬共存鹽與絡合鹽（如EDTA、NH3、檸檬酸等）均能充分發(fā)揮作用，且有絮凝體粗大、沉淀快、脫水容易，污泥量少且穩(wěn)定無毒，投藥后無水體變色，無二次污染等特點[4]。

本文就江蘇昆山某電子科技有限公司絡合銅廢水處理進行針對性實驗，考查各種影響因素的變化對廢水中Cu2+的去除效果，以期為公司進一步優(yōu)化污水處理工藝和運營參數(shù)管理提供參考。

1試驗材料

含銅廢水來自江蘇昆山某電子廠，廢水中的Cu2+濃度為46.37mg/L，pH值4.5。重金屬螯合劑TMT-15（質(zhì)量分數(shù)為20%）購置于昆山新科化學材料有限公司。

1.1試驗器材

PHS-3C型酸度計;萬分之一分析天平;混凝試驗攪拌機（ZR-6）;原子吸收分光光度計（AAS-600）等。

1.2試驗方法

先調(diào)節(jié)含銅工業(yè)廢水pH值至7左右各取500mL，分別置于混凝試驗攪拌機專用燒杯中，加入一定量的TMT-15及以PAM、FeCl3藥劑，然后以60～100rad/min速度攪拌5～10min，靜置20min，取上層清液測定Cu2+的質(zhì)量濃度，并計算銅的去除率。

以工業(yè)酸性廢水銅去除率為指標，考核試驗過程中TMT-15加入量、PAM加入量、FeCl3加入量、pH對絡合銅廢水中銅離子去除效果的影響。

2試驗過程及分析

2.1TMT-15用量試驗

TAT-15用量的初步確定按如下公式進行：

其中：重金屬離子當量=重金屬分子量重金屬離子化合價

通過計算可得：TMT-15的投加量試驗范圍定為90-420mg/L。

各取500mL的絡合銅廢水（pH=7-8），在迅速攪拌的狀況下，向各廢水水樣中投加0.3～1.2倍化學計量點的TMT-15，攪拌反應時間30min后靜置，待泥水分離后過濾，測定廢水中Cu2+濃度，觀察捕集劑投加量對重金屬離子去除效果的影響。TMT-15與重金屬反應，化學計量比為2，因此，當水中銅離子含量為46.37mg/L時，TMT-15的理論加入量（以主要成分（CNSNa）3來計）為277mg/L廢水，故試驗中TMT-15的投加量依次取值為100mg/L、150mg/L、200mg/L、250mg/L、300mg/L、350mg/L、400mg/L，結(jié)果參見圖1。結(jié)果表明，捕集劑TMT-15對Cu2+的去除率隨著投加量的增加而增加，但是在投加量達到化學計量點的1.1以上時增加不再明顯。但是整體去除效果顯著，在投加量達到化學計量點的0.9倍時，各重金屬離子的去除率可達96%以上，這其中包含了混凝的網(wǎng)捕和絮凝體吸附作用;當加入量達到1.1時，Cu2+的去除率可達99.25%以上，其質(zhì)量濃度遠低于《電鍍污染物排放標準》中規(guī)定的排放限值。因此，從確保廢水的穩(wěn)定達標來看，可以取按照化學計量點的1.2倍投加TMT-15，但從經(jīng)濟和環(huán)保的角度考慮，其加入量以化學計量的1.1倍為宜。

2.2PAM加入量

PAM的加入量，直接根據(jù)工程經(jīng)驗確定為：在電鍍廢水處理中，配置濃度為0.1%非離子型PAM（分子量在600萬-800萬）試劑進行投加，每噸廢水投加PAM固體的量為1-2g為宜，本試驗采用的是2ppm。

2.3FeCl3加量試驗

根據(jù)資料顯示：TMT-15的使用中加入適量的助凝劑會更加有利于污染物的去除。本試驗中采用了FeCl3作為助凝劑進行了優(yōu)化試驗。試驗過程為：量取1.2倍化學計量的TMT-15藥劑加入到調(diào)整pH值之后的500mL含銅廢水（pH=8.5）中，加0.1%的PAM的溶液1mL攪勻，然后分別按照FeCl3/TMT-15的比值為1.3、1.5、1.7、2、2.5、3的量投加FeCl3（儲備液濃度10%）溶液，快速混勻反應10min，靜置40min后過濾測定Cu2+的濃度。結(jié)果參見圖2。

由上圖可以看出：FeCl3的加入量對Cu2+去除效果影響不大。即使在其他條件不變的條件下，F(xiàn)eCl3的加入量為0，Cu2+去除率仍可以達到98%。但是在試驗過程中發(fā)現(xiàn)：當加入FeCl3時，可以產(chǎn)生更大的絮凝體，大大加快泥水分離的速度，提升了污水處理效率。

2.4pH值

固定條件：攪拌時間25min;TMT-15：FeCl3=1：1.7;TMT-15=300ppm;PAM=2ppm

操作過程：各取500mL的絡合銅廢水水樣7個，依次調(diào)節(jié)其pH至3、4、5、6、7、8、9，分別按以下條件加入等量的反應試劑：TMT-15為300ppm時，迅速混勻并絮凝反應30min，待試樣靜置實現(xiàn)泥水分離后過濾，測定濾液重金屬離子Cu2+濃度，觀察pH值對其去除效果的影響。結(jié)果如圖3。

由上圖可以看出：TMT-15對廢水的pH適應性較強。隨著pH的上升，銅離子的去除效率有所提升，特別是在pH達到5以后，其去除率就達到了90%以上，廢水中的銅離子濃度也降至0.5mg/L以下。雖然堿性條件有利于銅離子去除效率η的提高，但是結(jié)合出水水質(zhì)要求，綜合運行成本的考慮，可以先將廢水水質(zhì)調(diào)至6～9的范圍之內(nèi)再進行處理即可。

3工程實踐

3.1工藝原理及描述

廢水由車間排出后進入集水池，與污泥脫水產(chǎn)生的濾液混合均勻后由水泵打入pH調(diào)節(jié)池，加入NaOH調(diào)節(jié)pH值至7～8之間;再加入適量的重金屬捕集劑TMT-15（泵送投配濃度為1-2%）、混凝劑PAM、助凝劑FeCl3等化學藥劑，在混凝反應池進行快速攪拌以實現(xiàn)完全混合后，進入混凝反應池并以較慢的速度攪拌30-60min，使得混凝劑與水中的污染物進行充分接觸反應，產(chǎn)生低聚合高電荷的多核絡離子、高聚合低電荷無機高分子及凝膠狀化合物，然后再與助凝劑進行絮凝反應，產(chǎn)生大量不溶于水的絮凝物;廢水經(jīng)絮凝反應后進入沉淀池，在沉淀池停留數(shù)小時，將不溶于水的大顆粒絮凝物在重力作用下從水中沉淀下來形成污泥，從而實現(xiàn)泥水分離;沉淀出水經(jīng)過果殼過濾器裝置后達標排放。

含有重金屬的污泥經(jīng)壓濾機過濾壓餅，含重金屬的濾餅作為無浸出毒性的廢物深埋處理，過濾后的水可回流至集水池進行再處理。

3.2運行參數(shù)及結(jié)果

在處理量Q=5t/h，銅離子濃度為46.37mg/L時，加入1%的NaOH0.7L/h，調(diào)整pH值至7-8;在混合池中先后加入1%的TMT-15重金屬捕集劑50L/h、1‰的PAM混凝劑5L/h、10%的FeCl3助凝劑6L/h，并充分攪拌混勻;沉淀0.5-1h，經(jīng)過果殼過濾器后的出水銅離子濃度低于0.3mg/L，達到《電鍍污染物排放標準》（GB21900-2008）中的總銅排放標準，詳細指標參見下表。

4結(jié)論

從以上數(shù)據(jù)可以看出：

（1）對廢水中Cu-EDTA絡合物去除效果影響最大的是TMT-15的使用量，其次則為FeCl3、PAM的加入量;廢水pH在6～9時的去除效果基本不受影響。

（2）從試驗的結(jié)果來看，到達去除效果最佳的工藝條件為：TMT-15=300～350ppm;TMT-15：FeCl3=1：（1.7～2）、pH>6、PAM=2ppm;考慮到實際運行成本的因素，就該廠的含銅廢水處理而言，其廢水處理的最佳工藝參數(shù)為：TMT-15=310ppm;PAM=2ppm，TMT-15：FeCl3=1：1.7、pH=7～8。

（3）TMT-15是一種高效的重金屬捕捉劑。在PCB絡合銅廢水處理中，TMT-15能有效破絡并與PAC協(xié)同形成粗絮體，沉降快速，易于固液分離;產(chǎn)生的金屬沉淀物很穩(wěn)定，即使在200-250℃高溫也不會釋放出重金屬，沉淀物在稀酸溶液中不滲出，沒有二次污染，具有安全性高、無毒無害、無難聞氣味等特點。

[參考文獻]

[1]朱兆華，鄧華利.PCB行業(yè)工業(yè)廢水的混凝法處理探討[J].化學工程與裝備，2010（6）：210-211.

[2]陳文松，寧尋安.絡合銅廢水處理技術[J].水處理技術，2008，34（6）：1-2.

篇8

關鍵詞：酸性鍍銅；光亮鍍鎳；膜分離；反滲透

電鍍生產(chǎn)中產(chǎn)生大量鍍鎳、鉻、銅等重金屬廢水。重金屬在環(huán)境中只能改變其形態(tài)或被轉(zhuǎn)移、稀釋、積累，不能被去除或降解[1]，有些屬于致癌、致畸、致突變的劇毒物質(zhì)。若直接排入河流，不但造成水質(zhì)污染，還將進一步污染底泥、土壤和地下水，造成永久性污染 [2]，并通過食物鏈富集，生態(tài)修復的代價無法估量。各國均對重金屬廢水制定了嚴格的排放標準。

同時，許多重金屬都較昂貴，直接排掉浪費了大量重金屬資源。因此最大程度削減重金屬向水體排放才是治本之策。我國重金屬廢水治理已開始進入清潔生產(chǎn)工藝、總量控制和循環(huán)經(jīng)濟整合階段，資源回收和閉路循環(huán)成為重金屬污染治理發(fā)展的主流方向。

1 項目來源

目前對電鍍重金屬廢水的處置方法主要包括化學沉淀法、離子交換法、電解法、吸附法、溶劑萃取法、生物法等[3]。

這些工藝普遍存在加藥量大、運行費用高、分離不徹底、出水水質(zhì)差、殘渣不穩(wěn)定、回收貴金屬難、不適用高濃度重金屬廢水、操作較復雜等缺陷[4]，如：化學沉淀法受沉淀劑和環(huán)境條件的影響，沉淀與水分離時間長，分離不夠徹底，出水水質(zhì)不能穩(wěn)定達到要求。電解法不能使水中的重金屬離子濃度降到很低。離子交換法不適用于處理重金屬離子濃度較高的廢水。溶劑萃取法中，溶劑在萃取過程中的流失和再生過程中能源消耗大，使該法的應用受到很大限制。吸附法處理高濃度重金屬廢水，再生過于頻繁，手續(xù)繁雜，成本較高。生物法不適宜處理較高濃度重金屬廢水。且上述工藝大多是污染物質(zhì)的轉(zhuǎn)移，會造成二次污染[5]。急需一種成本低、操作簡易、無二次污染、可回收金屬的新工藝。

我司承擔了部級科技項目，筆者進行了重金屬廢水處理技術、工藝、產(chǎn)品研發(fā)以及廢水資源化技術等一系列研究。

2處理工藝選擇

膜分離法是極具前途的廢水處理及資源化技術，在電鍍廢水處理領域得到廣泛應用[6]。其中反滲透（RO）的獨到之處在于分離濃縮過程僅僅借助于一定壓力下的半透膜作用，不消耗化學藥品，不產(chǎn)生廢渣，無相變，經(jīng)濟、簡便、無二次污染。

反滲透技術用來處理電鍍重金屬廢水，設備緊湊，易實現(xiàn)自動化，可以回收清水和貴金屬，適用于封閉循環(huán)無排放系統(tǒng)[7]，在除去重金屬離子的同時，還可能去除污水中其他有害物質(zhì)[8]。因此，筆者選擇RO工藝分離鍍銅、鍍鎳廢水。

電鍍逆流漂洗技術即清洗水流方向與鍍件移動方向相反的漂洗過程，是一種從改革漂洗工序著手、進行事先預防的主動式電鍍污染防治措施，能節(jié)約漂洗水量。自美國學者J.s. Kushner于1971年提出逆流漂洗計算方法以來，受到各國電鍍同行和環(huán)保同行的普遍注意。其中，第I級清洗槽含有較高的重金屬離子。

電鍍件從鍍槽提出，鍍件上有帶出的鍍液。經(jīng)過多級清洗槽進行清洗，各級清洗槽廢水濃度依次降低。在逆流漂洗基礎上，將第I級清洗槽的漂洗廢水用反滲透膜系統(tǒng)進行膜分離，膜分離的產(chǎn)水可回用于末級清洗槽作為補充水。反滲透處理流程見圖1。

根據(jù)《電鍍廢水治理設計規(guī)范》，末級清洗槽廢水中主要的金屬離子允許濃度可采用下列數(shù)據(jù)：①中間鍍層清洗為5～10mg/L； ②最終鍍層清洗為20～50mg/L。

筆者使用RO膜分別對酸性鍍銅、光亮鍍鎳漂洗廢水進行膜分離處理，研究各項運行參數(shù)對處理效果的影響。

3原水、設備和分析項目

3.1 料液來源

使用Cu含量50g/L、Ni含量64g/L的電鍍母液，再加自來水稀釋到一定體積，即得到不同濃度的鍍銅、鍍鎳廢水。

3.2 試驗材料

根據(jù)鍍鎳、鍍銅廢水水質(zhì)特點，選擇進口聚酰胺復合抗污染型RO膜（每支4寸）。

3.3檢測項目和檢測方法

（1） 檢測項目

主要檢測pH值、電導率、Cu2+、Ni2+等指標。

（2）檢測方法

pH值：pH計；

電導率：電導率儀測定；

Cu2+：原子吸收分光光度法；

Ni2+：原子吸收分光光度法。

4 膜分離系統(tǒng)運行結(jié)果

4.1 操作壓力對系統(tǒng)運行效果的影響

保持進水鎳含量在10g/L，使用進口4040抗污染型反滲透膜處理鍍鎳廢水，在不同操作壓力下運行，考察膜的產(chǎn)水量、產(chǎn)水水質(zhì)及各項運行指標。

運行結(jié)果表明，當進水鎳含量保持在10g/L時，操作壓力由1.6MPa降至1.2MPa，則產(chǎn)水鎳含量由24.4 mg/L 上升至39.8mg/L，且產(chǎn)水量下降了44.5%，同時產(chǎn)水電導率上升、pH值下降。當進水鎳含量保持在18g/L時，操作壓力由1.6MPa降低至1.2MPa，則產(chǎn)水量下降了72.7%，產(chǎn)水鎳含量由158.8mg/L 上升至360.5mg/L，同時產(chǎn)水電導率上升、pH值下降。

根據(jù)優(yōu)先吸附-毛細孔流模型：

式中：Jw為膜通量，Δp為操作壓力，Δπ為滲透壓，σ為膜對特定溶質(zhì)的截留系數(shù)，A為膜的水滲透性常數(shù)。

由該式可知，增加操作壓力Δp，則膜的產(chǎn)水量增加。同時，膜截留二價金屬離子主要是依靠篩分作用，在一定濃度范圍內(nèi)，溶質(zhì)的透過量變化不是很大。因此產(chǎn)水量增加使出水金屬離子濃度降低。進水濃度一定，產(chǎn)水濃度下降，增加操作壓力也使RO膜截留率上升。

因此，操作壓力不宜過低，宜選取操作壓力1.5～1.6MPa。

進水鎳含量10g/L時，產(chǎn)水重金屬含量在30mg/L以下，重金屬截留率為99.6%～99.8%；進水鎳含量18g/L時，產(chǎn)水重金屬含量超過50mg/L，重金屬截留率為98%～99.1%，截留率低于前一工況。

4.2 進水濃度對系統(tǒng)運行效果的影響

維持操作壓力在1.5Mpa，使用RO膜濃縮鍍鎳清洗廢水，考察不同進水濃度（從10g/L濃縮至18g/L）時膜的產(chǎn)水量、產(chǎn)水水質(zhì)及各項運行指標。

隨著進水濃度由10g/L上升至18g/L，產(chǎn)水量、產(chǎn)水水質(zhì)明顯下降。單支4寸膜產(chǎn)水量由134L/h下降至40L/h，產(chǎn)水總鎳含量由31.5 mg/L上升至179.9mg/L。進水濃度提高，則產(chǎn)水量降低，這一現(xiàn)象可由優(yōu)先吸附-毛細孔流模型來解釋：溶液濃度C和滲透壓（Δπ）呈正向變化，由于運行時間增加，進水濃度C增大，溶液的滲透壓（Δπ）也隨之增大；而滲透壓（Δπ）越大，膜通量（Jw）越小。因此，隨著進水濃度C增大，膜通量（Jw）會呈現(xiàn)下降趨勢，產(chǎn)水量也下降。同時，膜的截留率也由99.7%下降至99.0%。

4.3 膜分離酸性鍍銅漂洗廢水

處理酸性鍍銅清洗廢水，RO膜系統(tǒng)操作壓力為1.5～1.6MPa。原水的銅含量198.2mg/L，電導率1725μs/cm，pH值為2.86。通過膜分離不斷濃縮，進水濃度逐漸上升。

隨著進水銅含量由297.8mg/L升高至9942.0 mg/L，單支4寸膜的產(chǎn)水量由312L/h下降至72L/h，產(chǎn)水銅含量由0.5 mg/L上升至32mg/L。進水濃度升高，進水、濃水、產(chǎn)水的pH值下降，電導率上升。

隨著運行時間的延長，總的趨勢是進水濃度加大，產(chǎn)水量下降。在操作壓力為1.5～1.6MPa，RO膜的截留率穩(wěn)定在99.7%～99.9%。

篇9

關鍵詞：電鍍廢水 離子交換法 電解法

中圖分類號： V261.93+1 文獻標識碼： A 文章編號：

1 前言

電鍍因污染嚴重，1994年被我國政府列為25種限制發(fā)展的行業(yè)之一。因此電鍍界在不斷開拓新工藝的同時，都在致力于電鍍廢水治理技術的應用研究[1]。電鍍廢水種類繁多，單獨采用一種治理方法往往達不到理想的處理效果或經(jīng)濟效益。所以多元組合處理技術應運而生[2]。

2 廢水水量與水質(zhì)及《電鍍污染物排放標準》

表1廢水水量與水質(zhì)

表2 《電鍍污染物排放標準》（GB21900－2008）控制指標限值

該電鍍廠臨近重要河流流域京杭大運河，大運河是杭城水網(wǎng)的大動脈，它的開通使太湖流域眾多的自然河港、湖泊串聯(lián)成網(wǎng)，水源生態(tài)保護尤為重要，因此本項目工業(yè)廢水執(zhí)行特別排放限值的出水標準，從表中顯示，是所有標準中要求最高的標準。

3方法介紹及處理工藝

3.1方法介紹

離子交換法的原理是利用離子交換劑分離廢水中有害物質(zhì)的方法，常用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等。離子交換劑是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現(xiàn)的。推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力[3]。

離子交換法除鉛徹底，工業(yè)含鉛廢水可實現(xiàn)達標排放；對環(huán)境污染危害小、污泥少；離子交換樹脂的使用壽命達5年以上，可經(jīng)再生反復使用。

電解法處理含鉛廢水，在直流電作用下，溶液中的陽離子產(chǎn)生離子遷移和電極反應，即廢水中的陽離子向陰極遷移并在陰極上產(chǎn)生還原反應，使得重金屬離子被還原為金屬而沉淀，同時重金屬離子也會與電解產(chǎn)生的OH結(jié)合產(chǎn)生氫氧化物沉淀而被去除。

3.2工藝流程

含鉛廢水含鉛調(diào)節(jié)池反應池1沉淀池1

污泥濃縮池

板框壓濾機

電解池

含銅、鎳廢水含銅調(diào)節(jié)池反應池2沉淀池2機械過濾器2離子交換達標排放

污泥濃縮池

板框壓濾機

在金屬元素活性排列中，鉛的金屬還原性要比銅強，因此鉛離子的氧化性要比銅離子弱，較難被還原，因此本工藝中把電解池放在如圖流程中，先用電解法去除部分鉛重金屬離子，再用離子交換法去除，能達到更好的去除效果。

3.3主要構(gòu)筑物及設計參數(shù)

3.3.1調(diào)節(jié)池

功能：收集含鉛、含銅、鎳廢水，調(diào)節(jié)水量，均勻水質(zhì)

數(shù)量：2座

設計參數(shù)：Q=200m3/d,設計HRT=12h,Q=8.33m3/h

基本尺寸：5×5×4.5m，有效容積V=100m3

結(jié)構(gòu)形式：地下式鋼砼結(jié)構(gòu)

配置設備：耐腐污水泵2臺，1用1備，Q=10m3/d，H=10m,N=1.5kw 羅茨風機2臺，Q=16m3/min，P=49.0KPa,N=22kw

3.3.2反應池

功能：加藥使廢水中的鉛、銅轉(zhuǎn)化為沉淀物質(zhì)

數(shù)量：2座

設計參數(shù)：Q=8.33m3/h，HRT=2.0h

基本尺寸：6.0×2.0×3.0m

結(jié)構(gòu)形式：地上鋼結(jié)構(gòu)

配置設備：攪拌機3臺，N=2.2kw

pH自控系統(tǒng)：CM-PH-01一套

加藥系統(tǒng)：CM-CDS-01一套

鹽酸計量泵：Q=10L/h,P=100m,N=0.37kw,1臺

還原計量泵：Q=30L/h,P=100m,N=0.37kw,1臺

NaOH計量泵：Q=50L/h,P=100m,N=0.37kw,1臺

PAM計量泵：Q=75L/h,P=100m,N=0.37kw,1臺

PAM自動溶藥裝置，產(chǎn)藥量1m3/h,各加藥點共用，1只

3.3.2沉淀池

功能：泥水分離、沉淀污泥

數(shù)量：2座

設計參數(shù)：Q=8.33m3/h，斜管沉淀池，q=0.5m3/(m2.h)

基本尺寸：4.0×4.0×6.0m

結(jié)構(gòu)形式：地上鋼結(jié)構(gòu)

配置設備：污泥泵2臺，1用1備，Q=5m3/d，H=8m,N=1.1kw 斜管填料16m3

3.3.3電解池

功能：把重金屬離子還原為金屬

數(shù)量：2座

設計參數(shù)：Q=6m3/h,電流密度0.2-0.58A/dm2，電壓輸出0-450V

基本尺寸：2.36m×1.54m×1.1m

結(jié)構(gòu)形式：地上PVC材質(zhì)

配置設備：可控硅整流電源2臺、管路及閥門一套、電器及控制一套

3.3.4離子交換混床

功能：利用離子交換劑分離廢水中有害物質(zhì)

數(shù)量：2座

設計參數(shù)：Q=6m3/h

基本尺寸：Φ750×1800

結(jié)構(gòu)形式：地上鋼結(jié)構(gòu)

配置設備：離子交換混床2臺、中間水池及泵1臺、管路及閥門1套、電器及控制1套、離子樹脂1噸、鹽酸泵1臺、反沖洗泵1臺、鹽酸加藥槽1臺

3.3.5機械過濾器

功能：攔截和去除較大顆粒

數(shù)量：1座

設計參數(shù)：Q=12m3/h ，設計流速 8m3/h

基本尺寸：Φ1200×2000

結(jié)構(gòu)形式：地上鋼結(jié)構(gòu)

配置設備：濾料、反沖洗泵、進水泵

3.3.6污泥脫水機房

功能：放置板框壓濾機，進行污泥脫水處理

數(shù)量：1座

基本尺寸：10×8m

結(jié)構(gòu)形式：磚混結(jié)構(gòu)

配置設備：污泥氣動隔膜泵4臺，Q=10m3/h,P=0.8Mpa,板框壓濾機4臺，XMY1000-30UK,過濾面積100m2,N=10kw 泥斗4套，鋼制非標設計

4處理效果

離子交換處理技術在電鍍廢水處理方面有較好的應用，根據(jù)廢水中所含重金屬離子的不同，帥選出合理的樹脂是技術的關鍵，同時用所選樹脂對特定廢水需進行大量試驗，確定出最佳去除效率時溶液的PH值、溶液濃度、樹脂用量、接觸時間和運行條件等[4]。

使用低壓直流電源，不必大量耗費化學劑；在常溫常壓下操作，管理簡便；如廢水中污染物濃度發(fā)生變化，可以通過調(diào)整電壓和電流的方法，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定；處理裝置占地面積不大。但在處理大量廢水時電耗和電極金屬的消耗量較大，分離出的沉淀物質(zhì)不易處理利用。從結(jié)果顯示，本工程經(jīng)過7個月的調(diào)試運行，處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)良好，采用兩種方法組織技術大大降低了鉛和銅的離子濃度。詳見表3

表3各污染物出水水及去除率

注：以上數(shù)據(jù)來自2012年9月24日杭州市環(huán)境監(jiān)測中心站抽樣測定

5工程投資及運行成本

本項目為工程改造項目，離子交換設備及安裝費19.27萬元，電絮凝器設備及安裝費21.45萬元，設計費2.03萬元，調(diào)試費1.24萬元，稅金1.76萬元?？偼顿Y費用為45.75萬元。平均運行費用在原來基礎上增加了0.38元/m3。

6結(jié)論

電解法處理廢水一般無需加入很多化學藥品，處理簡單、占地面積小、管理方便、污泥量小，所以被稱為清潔處理法?？紤]金屬元素活性強弱情況，用電解池方法先處理含鉛廢水，再混合含銅、鎳廢水采用離子交換法處理，兩種工藝結(jié)合的方法處理更徹底，根據(jù)出水數(shù)據(jù)顯示能達到限值標準，實際運行效果良好，對于去除水中的鉛、銅等重金屬離子是合適的，工程投資居于中下標準，在原有的基礎上增加的費用在估算范圍內(nèi)，可見該公司電鍍廢水處理采用該種組合工藝是可取的。

參考文獻：

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[2]陳惠國，論電鍍廢水治理技術發(fā)展動態(tài)[J].電鍍與環(huán)保，2001，21（3）：32-35.

篇10

關鍵詞：重金屬；預處理；綜合處理；達標排放

一、前言

近年來，隨著電子工業(yè)的迅猛發(fā)展，對印制電路板的需求大大增加，印制電路板生產(chǎn)已成為電子行業(yè)的重要基礎產(chǎn)業(yè)。目前，中國PCB工業(yè)主要集中于“ 珠三角”和“ 長三角”地區(qū)（約占9 0 %），2007 年的P C B 產(chǎn)值為155 億美圓，占全球P C B 產(chǎn)值的3 0 % 左右[1]。由于制造電路板是一種非常復雜的綜合性加工技術，在生產(chǎn)過程中要使用多種不同性質(zhì)的化工材料，導致排放的生產(chǎn)廢水成分復雜，成分多，pH變化大，廢水達標處理有一定的難度 [2～5]，如隨意排放或處理不當，會造成嚴重的環(huán)境污染。因此，廢水處理是PCB廠環(huán)保的重點之重，一方面需保證廢水達標排放；另一方面，又要考慮其水處理成本的經(jīng)濟性。本文根據(jù)目前PCB行業(yè)廢水處理的現(xiàn)狀，總結(jié)PCB廢水處理的工藝及應用研究現(xiàn)狀，并展望其發(fā)展前景。

二、廢水來源與分類

PCB廠生產(chǎn)廢水主要產(chǎn)生于印刷線路板生產(chǎn)線上各工序連續(xù)排放的清洗廢水以及工藝中廢氣的廢液，這些廢水按污染物的種類及其存在形態(tài)，可分為三大類：

1）、含重金屬廢水

廢水中只含重金屬離子Cu2+、Pb2+、Ni2+等，不含EDTA等絡合劑。該類廢水主要源于電鍍銅、錫等工序的清洗水、多段工序的酸洗廢水、酸性蝕刻廢水、非絡合性的堿性蝕刻廢水等，因此其中的污染成分較輕[6]。

2）、含金屬絡合物廢水

絡合銅廢水來自蝕刻、沉銅、沉銀等工序，約占印制線路板生產(chǎn)廢水總水量的8%左右。廢水中含有高濃度的絡合銅、檸檬酸[7]。該類廢水中銅主要與氨、EDTA結(jié)合，形成銅氨絡合離子（Cu（NH3）42+）、銅-EDTA絡合陰離子形態(tài)存在于廢水中。該類污染物絡合能力很強，普通方法較難以處理。

3）、含有機物廢水

含有機物廢水來自于各除膠、除油、顯影、脫膜、綠油工序等，其CODcr濃度很高，一般達3000～8000mg/L，是一種污染較嚴重的廢水。其主要組成一般為油墨廢水。高濃度油墨廢水主要指顯影、脫膜工序中的廢棄槽液或溢出濃槽液，主要成分為含羥基的壓克力樹脂，環(huán)氧樹脂，胺基甲酸乙酸樹脂等，其可與堿性溶液發(fā)生反應，生成有機酸鹽溶解于水溶液中，而這些含羥基的樹脂則不易溶于酸性溶液中。

三、廢水收集及處理工藝

印刷線路板生產(chǎn)廢水其水量大、水質(zhì)復雜，廢水來自數(shù)十個不同的加工工序，所涉及的污染物達幾十種，甚至上百種。因此在處理印刷線路板生產(chǎn)廢水時，需根據(jù)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的污染源、污染物及其存在形態(tài)進行分類，分別進行預處理，最后再匯總統(tǒng)一處理[8]。

1、 含重金屬廢水預處理工藝

印刷線路板廢水中重金屬離子的存在對后續(xù)生化工藝中微生物的抑制作用較大，需在預處理工藝加強對重金屬離子的去除率?；蜻x育、構(gòu)建和優(yōu)化高效優(yōu)勢菌種，提高微生物對重金屬離子的耐受能力、吸附固定效率和抗負荷沖擊能力。

該類廢水通過調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量后，通過提升泵泵入中和池，加入酸液或堿液調(diào)試pH，再流入混凝池及組凝池。加入混凝劑和助凝劑后，廢水中的重金屬離子以及部分膠體類有機物形成絮狀體，流入沉淀池進行泥水分離。然后，污泥排入物化污泥池，沉淀池的出水流入后續(xù)構(gòu)筑物集中處理。

該類廢水主要含有Cu2 + 、Ni2 + 等重金屬離子，這些重金屬離子以游離態(tài)形式存在于廢水中。通過調(diào)節(jié)廢水p H 值（10～10. 5） ，添加絮凝劑、助凝劑，使之形成氫氧化物沉淀，經(jīng)過固液分離可除去Cu2 + 、Ni2 + 等重金屬離子。主要化學反應： Cu2 + + 2O H- Cu （OH） 2 ；Ni2 + + 2O H- Ni （OH） 2 ； H+ +OH- H2O[9]。

2、 含金屬絡合物廢水預處理工藝

金屬絡合物廢水一般為銅氨絡合廢水和銅-EDTA絡合廢水，廢水中銅以絡合形態(tài)存在{ EDTA-Cu 、[Cu （N H3 ） 4 ） 2 + ]} ，其結(jié)構(gòu)相當穩(wěn)定，不能采用調(diào)節(jié)p H 值的手段使之沉淀去除。但可根據(jù)難溶化合物的溶度積原理，加入藥劑使之形成難溶物，從而沉淀分離。

謝東方[9]采用投加新型重金屬捕集劑DTCR ，使EDTA-Cu 等絡合物轉(zhuǎn)化成更難溶的DTCR-Cu 沉淀，去除絡合態(tài)的銅，取得十分理想的效果。DTCR 系含有活性硫的高分子螯合劑[10] ，與EDTA-Cu接觸，立即生成DTCR-Cu 沉淀析出。主要化學反應： EDTA-Cu +DTCR DTCR-Cu + EDTA。使用DTCR 處理絡合態(tài)的銅，具有pH值范圍較寬、沉淀污泥顆粒大、易分離、污泥穩(wěn)定性好、二次污染少等優(yōu)點。

郭永福，邵琪[11]采用重金屬捕集劑硫化物進行處理。 在堿性條件下，較穩(wěn)定的重金屬絡合離子可Na2S反應，生成更難溶于水的金屬硫化物沉淀（以CuS為主），再經(jīng)固液分離，去除廢水中的重金屬離子，然后進入后續(xù)構(gòu)筑物處理。

采用硫化物沉淀銅氨廢水中的銅離子，CuS溶度積很小，去除率高。適用pH值范圍大，但過量的S2-可使處理廢水COD增加；如pH值降低時又有H2S毒氣放出，加Na2S時適當控制添加量。形成CuS的顆粒很小，對分離有一定困難，這時可采用先加有機混凝劑PAM，再加無機混凝劑PAC，使之形成共聚沉淀，從而能有效去除Cu2+，達到處理效果[12]。

練文標[13]采用鐵屑內(nèi)電解法處理印刷線路板絡合廢水。其原理是利用鐵屑在廢水中腐蝕形成微小原電池。鑄鐵是鐵和碳的合金，當鑄鐵屑與電解質(zhì)溶液接觸時，碳的電位高成為無數(shù)的陰極，鐵的電位低成為陽極，他們之問形成無數(shù)的

微小原電池。當鑄鐵屑中再加入碳粒時，鑄鐵屑與碳粒接觸則形成大的原電池，這樣除鑄鐵本身的微電池外，又加入一個大的陰極一炭粒，加速鑄鐵的腐蝕，其電化學反應式為：

陽極：Fe-2eFe2+ En（Fe 7Fe）=-0.44V

2H +2e2[H]H2 E0（HTH2）=0.00V

在酸性介質(zhì)及有氧條件下，產(chǎn)生新生態(tài)的氫和亞鐵，而新生態(tài)的氫和亞鐵能與水中的許多物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應[14-15]，從而破壞絡合劑的結(jié)構(gòu)，使其失去或降低與銅的絡合能力。同時新生的氫氧化亞鐵與氫氧化鐵具有較高的絮凝一吸附活性，能吸附廢水中的分散微小顆粒及有機分子而絮凝沉降下來，使廢水得到進一步的凈化。另外鐵還能與廢水的銅進行置換反應，鐵把絡合銅中的銅置換出單質(zhì)銅。

3、 含有機物廢水預處理工藝

該類廢水中有機污染物濃度較高，可生化性較差，是造成電路板企業(yè)生產(chǎn)廢水CODcr 超標的主要原因。對于該類廢水一般采用酸析法+氧化法多級處理工藝進行處理[11，16～17]。

深圳某電子公司[18]采用兩級處理法，第一級為酸化析出法，即在酸性條件下（p H = 2. 5～3. 0） ，大部分有機物可以析出。處理過程如下：將H2 SO4加入到有機廢水中，通過酸化后去除析出的有機物，然后廢水再經(jīng)過壓濾，壓濾液（CODcr ≤2 500 mg/ L） 進入二級處理。第二級為催化氧化法，經(jīng)過酸化一級處理后的壓濾液含有部分可溶性有機物，對此廢水再采用催化氧化法（ Fenton 氧化法） 處理。處理過程如下：將廢水調(diào)至p H = 3. 0 ，投加FeSO4 催化劑、H2O2氧化劑，在Fe2 +的催化作用下，H2O2將廢水中的有機物氧化分解（催化氧化處理后廢水中的CODcr ≤1 000mg/ L） ，從而大大減輕了后續(xù)處理負荷。主要化學反應： Fe2 + + H2O2 Fe3 + + OH- + ?OH。經(jīng)過上述催化氧化處理后，再投加NaOH將廢水pH 值調(diào)至10. 0～10. 5左右，經(jīng)沉降分離后上清液排入后續(xù)構(gòu)筑物進一步處理。

4、 綜合廢水處理

由于絡合廢水及高濃度有機廢水的CODcr較高，單用物化方法無法將CODcr處理達標。故需要進行物化處理，然后再進行進一步處理，以確保其出水CODcr達標甚至進行回用。

鄭司偉等[19]采用硅藻精土處理技術處理綜合廢水。硅藻土是一種由硅藻遺骸和軟泥固結(jié)而成的沉積礦，顆粒直徑在幾微米到十幾微米，表面有大量有序排列的微孔，孔徑為7～125 nm，比表面積大，有強的吸附力和大的吸附容量，同時硅藻土的表面及孔內(nèi)表面分布有大量的硅羥基，硅羥基在水溶液中離解出H+，使其顆粒表現(xiàn)出一定的表面負電性。經(jīng)過混合不同數(shù)量的絮凝劑進行改性后的硅藻精土可同時實現(xiàn)對正電荷和負電荷膠體顆粒的脫穩(wěn)，將廢水中的金屬離子和無機物細微及超細微物質(zhì)吸附到硅藻表面，形成密度較大的絮體沉降。鄭司偉等將綜合廢水提升進入硅藻土反應器，投加硅藻精土凈水劑進行混凝沉淀，去除金屬離子、懸浮物以及部分有機物，反應器出水進入集水池，再泵入斜管沉淀池，利用硅藻精土凈水劑或硅藻土反應器排放污泥進行混凝沉淀，進一步吸附去除水體中的金屬離子，沉淀池出水進入中和池調(diào)節(jié)pH后達標排放。廢水出水CODGr在60.6～71.8左右。

黃德兵等[20]采用接觸氧化法對經(jīng)過電化學預處理后的綜合廢水進行處理，生物接觸氧化池共2池，并聯(lián)使用，采用蜂窩式填料，比表面積> 100 m2 ，空隙率> 99 % ，經(jīng)過曝氣盤的連續(xù)曝氣，在好氧條件下，附著在填料表面的微生物較好地消耗、分解了廢水中大部分有機物。采用該法解決了重金屬處理系統(tǒng)與生物系統(tǒng)同時運行的兼容性、生物毒性等問題。

四、結(jié)語

隨著智能手機、平板電腦等新興電子產(chǎn)品的出現(xiàn)與與大規(guī)模普及應用，以及其他高技術產(chǎn)業(yè)對電子電路產(chǎn)品的旺盛需求，印制電路板產(chǎn)業(yè)也迎來飛速發(fā)展的階段，隨之產(chǎn)生的廢水處理也顯得尤為重要。隨著水處理技術的發(fā)展，印制電路板廢水的處理工藝必然會更多。只要我們認真了解廢水來源于性質(zhì)，有針對性地進行研究與完善處理工藝，必然可以做到生產(chǎn)發(fā)展的同時也能更好的保護環(huán)境。

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