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1、1.3 重金属废水处理方法 现代水处理技术，按原理可分为化学处理法，物理处理法和生物化学处理法3大类6。生物法处理无机重金属离子废水的技术正在积极的研究和试用中。 1.3.1化学法 化学法是利用化学反应的作用，分离回收污水中处于各种形态的污染物质（包括悬浮的、溶解的、胶体的等）。主要方法有中和、混凝、电解、氧化还原等。 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。碱石灰(CaO)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7。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。 硫化物沉淀法：硫化
2、物沉淀法的沉淀机理是：废水中的重金属离子与S2-结合生成溶解度很小的盐。操作中应该注意以下几个方面：硫化物沉淀一般比较细小，易形成胶体，为便于分离应加入高分子絮凝剂协助沉淀沉降；硫化物沉淀中沉淀剂会在水中部分残留，残留沉淀剂也是一种污染物，会产生恶臭等，而且遇到酸性环境产生有害气体，将会形成二次污染8。 铁氧体沉淀法：FeSO4可使各种重金属离子形成铁氧体晶体而沉淀析出。经典铁氧体法能一次脱除多种重金属离子，设备简单，操作方便9。但不能单独回收重金属。铁氧体法工艺流程技术关键在于：Fe3+:Fe2+ =2:1，因此，Fe2+的加入量，应是废水中除铁以外各种重金属离子当量数的2倍或2倍以上；Na
3、OH或其碱的投入量应等于废水中所含酸根的0.91.2倍浓度； 碱化后应立即通蒸汽加热，加热至6070或更高温度； 在一定温度下，通入空气氧化并进行搅拌，待氧化完成后再分离出铁氧体。 铁氧体法处理含重金属离子的废水，能一次脱除废水中的多种金属离子，对脱除Cu， Zn，Cd，Hg，Cr等离子均有很好的效果。 1.3.2物理法 物理法是利用物理作用分离污水中呈悬浮固体状态的污染物质。主要方法有离子交换法，沉淀法，上浮法，气浮法，过滤法和反渗透法等。 离子交换法：离子交换法是重金属离子与离子交换树脂发生离子交换的过程。螯合树脂具有螯合基团，对特定重金属离子具有选择性。腐植酸树脂是由腐植酸和交联剂交联而
4、成的高分子材料，具有阳离子交换和络合能力。这两类树脂实质上开拓了阴阳离子树脂的应用范围。 吸附法：吸附法实质上是吸附剂活性表面对重金属离子的吸引。吸附剂最常见的是活性炭 。活性炭可以同时吸附多种重金属离子，吸附容量大，但价贵，使用寿命短，须再生，操作费用高10。 反渗透法和电渗析法：反渗透法作为一种新的膜分离技术，已大规模用于镀Zn、Ni、Cu漂洗水及混合重金属废水处理7。电渗析法处理重金属废水时，阳离子膜只允许阳离子通过，阴离子膜只允许阴离子通过，在电流作用下，电镀废水得到浓缩和淡化。电渗析法和反渗透法在重金属废水处理中具有技术可靠，操作费用低，占地面积小，不产生废渣的优点。 胶束增强超滤法
5、：胶束增强超滤法(Micellar-enhanced ultrafiltration，简称MEUF)，是一种将表面活性剂和超滤膜结合起来的新技术。20世纪80年代以来，国外开始研究以去除废水中的有机污染物和金属离子，但国内的研究报道较少。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(CPCI)、十二烷基磺酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基三甲基溴化铵(CTABr)、十六烷基三甲基氯化铵(CTACl)、十二醇聚氧乙烯醚硫酸三乙醇铵(TADPS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTABr)。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
6、液进入到处理过的废水中，造成了二次污染11。因此，有的研究使用天然有机物，如Ahmadi等使用一种价格低廉、无毒、易生物降解的天然表面活性剂卵磷脂来处理重金属废水，取得了一定的成果。 胶束增强超滤处理重金属废水有工艺简单，处理效果好，适用于处理浓度较低的重金属废水，是一种较好的重金属废水处理方法。超滤膜能耗低，处理后的水可以回用，通过后处理还可从浓缩液中回收重金属，因而这种方法还具有一定的经济效益。尽管胶束增强超滤法有上述诸多优点，但是仍存在一些问题限制了它的工业化应用。胶束增强超滤所使用的表面活性剂相对分子质量较小，因而在透过液中含有少量的表面活性剂，这相当于在处理过的废水中引进了一种新的有
7、机污染物，至今还没有开发出经济而可行的方法对超滤浓缩液进行处理，以使表面活性剂能循环使用。1.3.3生物处理法 生物处理法是利用微生物的代谢作用，使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的物质。主要方法可分为两大类，即利用好氧微生物作用的好氧法和利用厌氧微生物作用的厌氧法12。前者广泛应用于处理城市污水及有机性生产污水；后者多用于处理高浓度有机污水与污水处理过程中产生的污泥。 污水中的污染物是多种多样的，往往需要采用几种方法的组合，才能去除不同性质的污染物与污泥，达到净化的目的与排放标准。 在生活污水和各种工业废水中，常含有不同种类和数量的悬浮体和胶体。如采矿废水中含有大量无机矿物质悬浮
8、体；炼焦煤气废水含有焦油及悬浮体；机械加工废水中含有油脂及大量固体悬浮物；而造纸、制糖、染料行业和生活污水中则含有大量的有机微粒。这些悬浮物和胶体的大小在 10-310-9m 范围内13。由于这些微粒不是以分子状态分散在水中，所形成的体系具有很大界面，属热力学不稳定体系。但这些颗粒自动凝聚成大颗粒并从水中沉淀出来的速度很慢，原因之一是水中的悬浮体及胶体表面大多带有电荷，颗粒间由于同性电荷的相斥而分散稳定，不互相聚集。对于上述各类废水的处理，一般都要先使这些胶体和悬浮体脱稳，进而絮凝成大颗粒沉淀出来，这是给水与废水处理中广泛采用的方法。在给水处理中，凡地表水源的水厂，混凝方法几乎是不可缺少的处理方法之一。在污水处理中，混凝处理方法主要是去除废水中的胶体和悬浮体，包括无机物和有机物。同时也能部分地去除一些溶解性的杂质。此外，絮凝处理还能改善污泥的脱水性能。 在水处理方法中，混凝法是最常用的重要方法之一。混凝处理方法是使废水中的胶体在所加絮凝剂作用下，相互接触、碰撞、脱稳，凝集成一定粒径的聚集体，最终借助重力作用而沉淀，以达到固液分离的目的。在混凝处理过程中，絮凝剂的种类、性质、品种的好坏是关系到混凝处理效果的关键因素。因此，研究和开发高效低耗、安全无害的絮凝剂是实现混凝过程优化的核心技术之一14。