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处理重金属废水的方法范文1
关键词：重金属废水；处理；工艺
中图分类号： TU992.3 文献标识码：A
重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水。实际所需处理的废水中含有的重金属并不是单一种类， 往往多种重金属并存，废水的分类通常以其中含量最高的重金属为依据，其中含铜废水、含铬废水、含镍废水和含铅废水等较为多见。废水中所含重金属能对环境及人体产生长远的不良影响，是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一，未经处理直接排放，一方面将对环境造成污染，另一方面也浪费了大量的水资源和贵重金属资源， 其水质水量与生产工艺有关，因此对废水处理工艺的研究具有十分重要的意义。
1 废水处理操作方法
废水中的重金属一般不能分解破坏，只能转移其存在位置和转变其物化形态。处理方法是首先改革生产工艺，不用或少用毒性大的重金属。对已经形成的重金属废水处理方法很多，一般分为物理法、化学法和生物法， 每种处理方法都有各自的特点和适用条件， 根据不同的原水水质和处理后的水质要求， 可单独应用，亦可几种方法组合应用。重金属废水处理的主要原理是利用金属离子在碱性条件下的沉淀，经分离达到净化废水，回收重金属，进而回用废水，最终实现降低金属排放总量，节约水资源回收贵重金属的目的。对含有机物、络离子及螯合物量大的废水， 要先将妨碍处理重金属的有机物质用氧化、吸附等适当的处理方法除去。然后再把它作无机类废水处理。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。含重金属废水最常采用的是化学沉淀法， 把重金属离子转变成难溶于水的氢氧化物或硫化物等的盐类， 然后进行共沉淀而除去， 处理后的水中重金属低于排放标准可以排放或回用。加强混凝方法对重金属的处理也很有效，形成新的重金属浓缩产物应尽量回收利用或加以无害化处理。
2 重金属废水处理工艺
2.1 硫酸盐生物还原法处理含锌废水
硫酸盐生物还原法处理含锌废水其原理是利用硫酸盐还原菌SRB在厌氧条件下产生硫化氢，硫化氢和废水中的重金属反应，生成金属硫化物沉淀以去除重金属离子。生物反应器是一个厌氧反应系统，微生物在厌氧条件下分解有机物，还原硫酸盐生成硫化氢，硫化氢与废水中的锌离子反应生成不溶性的硫化锌。生物反应器的类型可以是上流式厌氧污泥床、厌氧接触反应器等。
反应生成的硫化锌沉淀同厌氧污泥混在一起，当其浓度达到一定程度以后，为了保证生物反应器的正常运行，就必然排放一部分污泥。由于污泥中锌含量较高，可以回收。从沉淀池中的出水，虽然锌离子的去除率很高，但是出水中还含有比较高的COD和硫化氢，因此必须要进行好氧处理去除COD和硫化氢，使最终出水的指标都达到国家排放标准。
2.2 含铜重金属废水处理工艺
焦磷酸铜废水中铜主要以络合物形式存在，因此该类废水在强碱条件下投加酸进行破络反应，再与其他重金属废水混合处理。含铜废水主要来源于电镀、化学镀工序。一般有电镀铜工序产生电镀废水， 工件电镀铜后清洗工序产生清洗水， 化学镀铜工序产生化学镀废水， 工件化学镀铜后清洗工序产生清洗水， 线路板镀铜后蚀刻工序产生蚀刻废水， 线路板镀铜后微蚀工序产生微蚀水， 线路板镀铜后棕化工序产生棕化废水， 线路板镀铜后采用表面活性剂清洗产生清洗水等。
2.2.1 工作原理
2.2.2 工艺流程
3 电池厂重金属废水的污水处理系统
某电池生产废水排放量650/d。在生产过程中使用含汞锌、锰和淀粉等原料。在电液配制、糊化、洗碳棒头等生产过程中排出的废水重金属污染物浓度平均为：汞008mg/L、锌315m1/L。锰73mg/L，如果直接排放会对环境造成较严重的污染。由于废水中含有几种重金属污染物，处理难度高，该厂针对水质制定出一套高效经济的废水治理方案。
3.1 工艺流程
很多废水（如电池的含锌废水）经絮凝反应后能分离出大量的污泥，这些絮状污泥有一定的吸附能力。针对重金属离子容易被吸附的特性，EWP高效污水净化器利用Zn在pH=8-9时能生成的Zn（0H）2絮凝沉淀物，在净化器内形成吸附过滤流化床，并添加重金属离子吸附剂GPC，对汞和其它重金属污染物进行吸附过滤，达到同时治理几种重金属污染物的效果。废水从调节池自流至反应池，在反应池的入口与出口处分别加入三组药剂，再由进流泵将经过混凝反应的废水泵入净化器内处理，处理后的清水从顶部流出，污泥从底部排入污泥浓缩罐，经污泥浓缩罐及污泥贮罐浓缩后脱水运走。
3.2 工艺设备及主要构筑物设计参数
（1）调节池 调节池有效容积为200m3。加设一个反应池。
（2）加药系统 Na2S：用量5×10-5用玻璃钢作溶药搅拌器配制成质量分数为5%的溶液；石灰：由固体加药机投加，用量由pH自动控制器控制；重金属离子吸附剂GPC：用量3×10，由固体加药机投加。
（3）主要设备 EWP高效污水净化器共两套：EwP-10、EWP-20处理量分别为200m/d和500m/d，污泥脱水机选用10m的板框压滤机，污泥经脱水后外运至固废中心。
结语
含重金属废水的处理要讲求实效，可概括为两个方面：
（ 1） 控制污染源， 尽量改革工艺， 实现少排放。
（ 2） 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。处理以化学沉淀法为主， 适当辅以其他处理方法。污水处理系统工程投入正常运行后，使得附近大量的陆源污水得到处理，消减了大量的排海污染物，使得整个海域海洋生态环境得到改善。对整个近岸海域的海域生态环境的改善将起到积极的作用，同时对周边的环境和港区的开发建设也起到积极的促进作用，是正效益工程。
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处理重金属废水的方法范文2
关键词：吸附材料 重金属废水 吸附率 吸附量
近年来，含有重金属的废水对人类的生活环境造成了巨大的危害，重金属离子随废水排出，即使浓度很小，也能造成公害，严重污染环境，影响人们的健康。所以，研究如何降低废水中重金属的含量，减轻重金属对环境的污染具有重大意义。目前，去除废水中重金属的方法主要有三种：一是通过发生化学反应除去废水中重金属离子的方法 [1]；二是在不改变废水中的重金属的化学形态的条件下对其进行吸附、浓缩、分离的方法；三是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法[2]。其中吸附法是比较常用的方法之一。本试验采用物理吸附的方法研究几种吸附材料处理含重金属废水的效果，以便找出比较高效和便宜的吸附材料，为降低处理含重金属的废水成本和增加经济效益服务。
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材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 吸附材料 实验所用吸附剂除黄褐土外均来自于安徽科技学院资源与环境实验室，部分吸附材料在查阅文献的基础上进行了化学改性[3，4]。 所用的吸附材料包括改性硅藻土、酸改性高岭土、改性高岭土、活性炭和黄褐土。改性硅藻土的处理过程为：将40 g硅藻土加入到0.1 mol/L的Na2CO3溶液中，边搅拌边慢慢地加入饱和的CaCl2溶液。反应结束后，过滤，置于烘箱内 105 ℃条件下干燥。酸改性高岭土的处理过程为：将高岭土过100目筛，在850 ℃煅烧5 h后，取一定量的高岭土加盐酸浸没，在90 ℃恒温下处理7 h，4000转下离心分离30 min，洗涤，120 ℃下烘干过夜。改性高岭土的处理过程为：取5 g高岭土加入2 g SiO2，1 g Na2CO3，1 g KClO3放入研钵中研细，混匀，置于高温炉中，控制温度在800 ℃，恒温3 h。活性炭直接取自于资环实验室。黄褐土采自于安徽科技学院种植科技园，土壤样品采集后，风干，过100目筛备用[4]。
1.1.2 含重金属废水 本试验所用含重金属废水均为自行配制的不同浓度重金属溶液。用硝酸铜、硝酸铬、硝酸铅和硝酸锌分别配制铬、铜、锌、铅摩尔浓度分别为0.10、0.05、0.01 mol/L的重金属废水。
1.2 试验方法
分别称取1 g吸附材料（改性硅藻土、酸改性高岭土、改性高岭土、活性炭、黄褐土）加入200 mL不同浓度的含重金属废水中，混合，振荡24 h后，过滤，并测定处理后的滤液中重金属的含量。用原子吸收分光光度计测定吸附平衡时溶液中的铬、铜、锌、铅的含量（测定需将平衡液稀释），并计算出溶液中剩余重金属的量。用差减法计算各种吸附材料吸附重金属的量。
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结果与分析
处理重金属废水的方法范文3
关键词：活性污泥 厌氧污泥 重金属污水处理 微生物
Study and Development of Activated-Sludge Treatment of Heavy Metal-Containing Wastewater
Abstract：The effects of activated-sludge treatment of heavy metal-containing wastewater are discussed in respect of different types of activated sludge and treatment of different heavy metals．The mechanisms of activated-sludge treatment of heavy metal-containing wastewater are analyzed，with possible ways put forward to improve the treatment capability of activated sludge，which provide some references for the improvement and perfection of the study of activated-sludge treatment of heavy metal-containing wastewater．
Key words：activated sludge; anaerobic sludge; treatment of heavy metal-containing wastewater; microorganism
传统上处理重金属废水的方法主要是物理化学法，如吸附法、离子交换法、化学沉淀法、膜分离法、氧化还原法等，但这些方法都具有二次污染严重，处理成本高等问题。近年来人们开始为重金属废水的处理寻找新的方法。过去人们普遍认为活性污泥法不宜用来处理重金属废水，因为重金属废水中有机物质较少，而且重金属对污泥中的微生物有很强的毒害作用。但近年的研究结果表明，通过改造现行的活性污泥法可以处理重金属废水[1-2]。活性污泥法处理重金属废水主要是利用活性污泥中的细菌、原生动物等微生物与悬浮物质、胶体物质混杂形成的具有很强吸附分解能力的污泥颗粒来完成的。目前研究主要集中在活性污泥对重金属吸附能力以及活性污泥处理重金属废水的机理等方面。本文旨在通过对活性污泥处理重金属废水的工艺现状及其机理的分析，提出一些能提高活性污泥处理能力的切实可行的途径，为该方法的进一步研究和推广应用提供参考。
1 活性污泥对重金属废水的处理
不同的活性污泥体系对重金属的去除效果和机理都不尽相同，选择一个适应范围广、抵抗重金属能力强的污泥体系是当前研究的重点之一。
1.1 不同类型活性污泥的处理效果
活性污泥可分为厌氧污泥和好氧污泥。好氧污泥主要利用生物絮凝和细菌分泌的胞外聚合物吸附—螯合重金属，因为好氧污泥含有的胞外聚合物和所带负电荷均高于厌氧污泥，所以好氧污泥比厌氧污泥更易形成絮凝体，去除水中的重金属。厌氧污泥主要利用细菌分解产物沉淀重金属。本人对好氧污泥和厌氧污泥处理含铬废水进行了比较，通过两个月对污泥的驯化，厌氧污泥可以处理Cr(Ⅵ)的质量浓度为600mg／L的废水，而好氧污泥只能达到100mg／L左右，这主要是因为厌氧条件下，Cr(Ⅵ)被细菌产生的强还原性物质硫化氢还原成Cr(Ⅲ)，Cr(Ⅲ)以氢氧化物的形式从水中沉淀去除，而在好氧条件下，污泥中的氧化还原电位高，Cr(Ⅵ)不易被还原。
此外，不同类型的污泥吸附重金属的效果也不尽相同。E．Bux等[3]，对剩余活性污泥和消化污泥吸附锌作了对比研究。当处理锌的质量浓度为1 200mg／L的废水时，剩余活性污泥与消化污泥各自的最大吸附量为22.65和16.8mg／g，剩余污泥吸附锌的能力要强于消化污泥，同时随着锌浓度的提高剩余污泥的吸附总量也提高了，这是因为剩余污泥比消化污泥具有更高电负性。
1.2 活性污泥对不同重金属的去除效果
不同重金属对活性污泥的毒害机制是不同的，这就决定了活性污泥对其去除效果的差异性。
1.2.1 锌
B．W．Atkinson等[4]研究了剩余活性污泥处理电镀废水，该电镀废水中主要含有110mg／L锌，同时还含有少量的Cu2+，Cd2+，Ni2+，Cr3+和Cr6+户，其研究结果表明活性污泥对锌的去除率高达96％，其他金属平均去除率均为80％以上。马晓航等[5]，研究了用SRB(硫酸盐还原菌)处理含锌废水的活性污泥床工艺及影响运行的主要因素，该工艺可在进水COD和锌的质量浓度分别为320mg／L与100mg／L时有效运行，有机物和Zn2+的去除率分别达到73.8％和99.63％。在水力滞留时间降至6h时，Zn2+的去除率仍可达94.55％。进水Zn2+的质量浓度低于500mg／L时装置可以稳定运行，而当质量浓度达到600mg／L时，硫酸盐还原菌受到Zn2+的明显毒害，去除效果显著降低。
1.2.2 铅
王士龙等[6]利用活性污泥对含铅废水进行了研究。结果表明，当废水pH值控制在4-9范围内，ρ(Pb2+)小于100mg／L，铅与活性污泥的质量比为1：300时，铅的去除率均在99％以上，而其它酸度范围去除率均较低。
1.2.3 铬
王士龙等[7]还利用活性污泥处理含铬废水，当Cr(Ⅵ)在20mg／L以内的电镀废水，pH值控制在3—10之间时；其去除率达到95％以上。
Song等[8]研究了硫酸盐还原菌处理含铬废水的能力。在厌氧条件下，硫酸盐还原菌可以还原130mg／L Cr(Ⅵ)，同时还可降解废水中的硫酸盐。
当前的研究情况表明，活性污泥几乎可以应用到所有重金属废水的处理中，其中以培养含有SRB的厌氧活性污泥最具有发展潜力，这与其能同时处理多种重金属和硫酸根的特点有关。
2 活性污泥法处理重金属的机理
活性污泥处理重金属废水机理很复杂，通常认为活性污泥对重金属的作用包括沉淀，吸附和胞内吸附等。
2.1 重金属的沉淀机理
重金属的沉淀主要是利用污泥中微生物新陈代谢产物与重金属离子直接生成难溶性的沉淀，或将重金属还原后再生成难溶性的沉淀，从而达到从水相去除的目的。用SRB处理重金属废水是近年发展很快的方法。其原理是利用SRB在厌氧条件下产生的H2S和废水中的重金属反应，生成金属硫化物沉淀以去除重金属离子。Van等[9]研究以蔗糖作为有机源，利用SRB还原硫酸根，去除重金属铜，铅等重金属离子，从而提出以下的反应过程：
①产酸菌将复杂有机物质分解生成氢和简单有机酸，如丙酸、乙酸等。
②SRB利用氢作为电子供体将硫酸根还原成负二价硫。
③负二价硫与重金属离子生成难溶于水的金属硫化物。
当前对利用氢作为电子供体的SRB的研究比较多，但对其它类型SRB的研究则相对较少。加上影响SRB对硫酸根作用的因素众多，这就使对SBR处理重金属机制的研究变得复杂和艰难。目前研究还仅限于对单一菌种，多种细菌共存的体系还未见报道。研究多种细菌共存对处理效果影响以及其作用机制将是下一步研究的重点。
2.2 重金属的吸附机理
重金属的吸附是通过利用微生物本身结构或其分泌物和代谢产物来实现的，如动胶菌、蓝细菌等能够产生胞外聚合物(ECP)，如多糖、糖蛋白、脂多糖等。革兰氏阴性细菌分泌的胞外聚合物是由脂多糖、荚膜多聚糖和其他的蛋白质等组成。这些分泌物在细胞表面上易于脱落。革兰氏阳性细菌所分泌的则是由脂磷壁酸、多聚糖和游离蛋白质组成。这些胞外聚合物含有大量的阴离子基团，如羧基、磷酰基、硫酸根等易与金属离子结合。天然多聚糖上阳离子能与水辫液中二价重金属离子进行离子交换，如藻酸盐中K+，N a+，Ca2+，Mg2+就能够与相应的阳离子如Co2+，Cu2+，Cd2+和Zn2+进行交换，从而达到生物吸附重金属的目的。Aksu等[10]还通过实验证明了C.Vulgari和Z.Ramigera是通过细胞壁的多聚糖上氨基和羧基与金属之间韵吸附和配位作用来吸附铜的。但生物吸附机理仍不是十分清楚，当前对其比较有影响的解释是巴斯韦尔，麦金尼等所提出的粘液学说和含能说。
2.3 重金属的胞内积累机理
一般金属离子要进入细胞体必须经过胞外结合与运输到胞内两个步骤[11]，前者迅遗且不需能量，后者缓慢并依赖能量及代谢系统调空。由于大部分的重金属对微生物都有害，所以很难研究高浓度下重金属的吸附机理。通常认为重金属进入细胞膜的传送机制与代谢作用必须的离子钾、镁、钠的相类似。但当有时相同电荷和离子半径近似的重金属离子共存时，这种传送系统就可能会将这几种共存金属同时传人到细胞体内，使细胞新陈代谢功能出现障碍。如Cr(VI)在pH=7-9范围内主要以CrO42-的形式存在。而CrO42-，硫酸盐和磷酸盐结构相似，较易经过一般阴离子的传输渠道穿过细胞膜。在有还原性质物质存在的条件下，Cr(Ⅵ)作为电子受体，在酶的作用下，进行细胞内还原。
3 活性污泥法的改进
活性污泥处理高浓度的重金属废水是一种全新的处理方法。在过去的二十多年里，人们研究集中在微生物处理重金属的机制、优化活性污泥处理重金属废水的工艺参数等方面。但由于研究还不够透彻，使活性污泥应用受到了限制。如何提高活性污泥法的应用范围，提高活性污泥的处理效果，降低活性污泥法的生产成本，可以从以下几个方面进行改进。
3.1 改变活性污泥的形态
将絮状活性污泥培养成颗粒污泥，为微生物提供一个稳定的微生态系统，有利于微生物抵抗高浓度的重金属离子；颗粒污泥形成有利于细菌对营养的吸收；颗粒污泥能维持一个相对稳定的微环境，有利于抵抗废水的突变[12]。
3.2 生物强化技术
生物强化技术是通过向废水处理系统中直接投加H-自然界中筛选的优势菌种或通过基因重组技术产生的高效菌种，以改善原处理系统的能力，达到对某一种或某一类有害物质的去除或某方面性能的优化目的。其实现需要三个步骤：①高效菌种的获得；②高效菌种在投加系统中保持及活力的表达；③对目标物的有效去除或原系统性能的有效改善。生物强化技术有利于减少活性污泥的驯化时间，增强活性污泥处理效果，并可以根据废水特性有选择性地投加特定菌种，从而使活性污泥适应能力显著增强。但目前主要是针对单一菌种处理重金属效果的研究，对复合功能菌的研究较少。复合功能菌借助不同菌种之间相互协调共生，有利于增强茁群整体对于环境的抵抗能力，保持在系统中的活力，提高与系统中固有菌对营养物的竞争能力，从而保证强化技术有效实施。
3.3 促进微生物胞外聚合物(ECP)的分泌
活性污泥形成过程是先由细菌形成菌胶团，再进一步絮凝成活性絮凝体，絮体的形成和细胞产生的胞外聚合物有很大关系。细菌产生的胞外聚合物越多，絮凝聚合作用就进行得越快。胞外聚合物的形成与细菌的生长阶段有关。在细菌生长对数期，细菌开始絮凝，到稳定生长期时，胞外聚合物大量形成。
目前对微生物产生ECP的机制和生物絮凝过程研究不是十分清楚，针对提高分泌ECP能力的研究还处于试验探索阶段，这一方面研究还有待于进一步加强。
4 结语
活性污泥法处理重金属废水具有成本低，环境友好等优点，是一种较有发展前途的方法。但活性污泥法尚有许多的不足之处，如利用沉淀机制处理重金属废水，则剩余活性污泥需要进行再处理回收其中的金属成分。当前活性污泥法大多还处在实验室和中试阶段，进行了大规模工业应用的研究成果还很少，若想在此领域有所突破，还必须加强在生物强化技术等方面的研究，同时提高工业过程和设备自动化水平。
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处理重金属废水的方法范文4
1.1离子交换法离子交换法是利用离子交换树脂把废水中的重金属离子交换出来，重金属离子在通过H型离子交换树脂时，被H+取代，从而除去重金属离子。离子交换法的处理效率会随着树脂中可交换的H+被消耗而降低，需定期对树脂进行再生，离子交换法占地面积较大，会产生大量的再生废液。
1.2吸附法吸附法是应用多孔吸附材料吸附处理废水中重金属的一种方法。传统吸附剂有活性碳和硫化煤等。近年来，随着人们逐渐开发出具吸附能力的材料。包括硅藻土、泥煤、矿渣、浮石、麦饭石及各种改良型材料。活性碳是目前废水中普遍采用的吸附剂，其比表面积大，吸附能力强。利用活性碳的吸附和还原，可以处理电镀行业和矿山冶炼产生的重金属废水，但造价较高。
1.3电渗析法电渗析法是在外加直流电场的作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，重金属离子在阴极得到电子被还原，这些重金属或沉淀在电极表面，或沉淀到反应槽底部，从而降低废水中重金属含量。该方法操作简单，但耗电量大，易极化、结垢。
1.4反渗透法反渗透法于70年代应用于电镀废水的治理，现已应用于镀锌、镍、铬漂洗水以及多种重金属混合的废水治理[1]。UJANGZ.采用复合低压反渗透膜对Zn2+和Cu2+的废水进行处理研究，在适宜的温度、PH和操作压力条件下，水回收率为40%，Zn2+和Cu2+的去除率可达到90%以上；投加适宜的EDTA时，两种金属的截留率均达到99%以上[2]。纳滤又称松散型反渗透，对二价离子具有很高的截留率，利用纳滤膜处理镀镍漂洗水可达到出水循环回用和镍回收的目的[3]。反渗透法虽然去除效果好，但膜易堵塞，周期短，需定期更换反渗透膜，造价较高。
1.5生物修复法重金属在生物体内，有累积，富集的现象，且一些生物对特殊的重金属元素，有明显的耐受性。鉴于这种特性，生物被用来对重金属废水进行富集，回收分离。由于生物处理具有成本相对较低，易于管理等特点，在低浓度重金属废水领域，生物修复法被认为是最具有发展前景的重金属废水处理技术[4]。由于高浓度重金属废水对生物具有毒害作用，生物法一般用来处理低浓度重金属废水。按照生物的种类不同，生物处理法可被分为植物处理、动物处理和微生物处理三种。
1.5.1植物处理植物处理是利用天然或者遗传工程培育的植物对污染物进行处理的技术。利用植物实施污染环境修复的观念并不新颖，很早以前人们就认识到一些水生植物（如凤眼莲、浮萍等）能够吸收污染水体中的Pb、Cu、Cd、Fe和Hg等重金属污染物。上世纪80年代中期Gersberg等对加利福尼亚的一人工湿地进行人工添加高浓度zn、cd和Cu，通过为期一年对湿地净化重金属的效果调查研究发现，湿地对这三种重金属的去除效果显著，去除率均达到90%以上[5]。Groudeva等人研究发现芦苇、香蒲、灯心草对污水中铜、铅、镉、铁都有一定的富集作用[6]。超积累植物在富集重金属方面优势更为明显，超积累植物可以在不影响正常生长的情况下积累高于普通植物百倍浓度的重金属，并可对富集于植物中经济价值较高的重金属进行回收。研究中发现，凤眼莲根部对水中8.0μg/kg的银的富集系数达到60多万倍，灰分银含量达到18.5%，在动态实验中72.5μg/kg的含银废水处理后凤眼莲根部灰分中含银63.5%，从这些灰分中提炼银得到成功[7]。由此可见植物在富集去除污水中重金属有着很大的开发前景。
1.5.2动物处理水生动物对水体的重金属也有一定的富集能力，尤其是无脊椎动物对锌和镉具有很大的富集能力（富集系数达到104～105）。庞艳春等人调查表明，利用河蚌处理重金属废水，在重金属浓度为3.125mg/L时，其对重金属Cu2+、Pb2+、Zn2+、Ag+的脱除系数达到72.0％～89.9％。[8]
1.5.3微生物及藻类处理微生物通过生物絮凝，生物吸附，生物沉淀等作用实现废水中重金属的转化，沉积和固定。研究发现，少量的活性污泥可以起到明显的去除重金属的作用。另外，微生物还可以代谢产生由多糖、蛋白质、纤维素、聚氨基酸等天然高分子物质，该类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。另一方面，湿地系统土壤中的微生物，对重金属的去除具有间接作用。成水平等人的研究指出，湿地系统中的微生物代谢放热，可能是系统冬季出水温度（5℃）高于进水温度（0℃）的原因，即微生物的作用使得湿地系统具有保温作用[9]。这对于湿地系统冬天防冰具有重要意义。微生物与植物协同作用则可以强化植物对污染物的吸收。
2结论
处理重金属废水的方法范文5
关键词：反渗透技术；废水处理；回用；应用原理分析
中图分类号：TQ028 文献标识码：A
我国经济的发展，离不开我国工业的快速发展。工业的快速发展带给我国的不仅仅是经济的腾飞，还有对于环境的污染。目前我国工业生产过程中的废水排放以及处理问题是工业发展过程中的最大问题，也是我国环境保护工作遇到的重要问题。伴随着越来越严重的废水排放形势，我国政府以及工业企业要有决心进行处理。在工业废水中含有大量的重金属，例如我国矿山行业的开采工作；冶金行业的冶炼过程都能够产生大量的废水，废水中的大量重金属物质能够对我国的环境造成严重的破坏。要想有效地对工业废水进行处理以及回用，需要很多的条件以及办法。由于重金属废水中的金属含量以及分子结构不同，在处理的过程中需要进行区别处理和回用，这样就无形中加大了废水的处理难度。目前我国对于废水处理效果较好的处理方式就是反渗透技术。作为一项新型的废水处理技术能够在处理工业废水的同时保护环境，也避免了重金属离子的大量流失。因此反渗透废水处理技术在我国的废水处理工作中应用得较为广泛。下面就进行详细的论述以及阐析。
1.在废水处理过程中应用的反渗透废水处理技术的基本原理
目前我国在工业废水的处理过程中有很多的方法。例如离子交换以及化学等方法都能够对工业废水进行有效处理。但是由于在工业废水中存在大量的重金属离子，重金属离子的成分也非常复杂。因此在工业废水的实际处理过程中应用最为广泛的方法还是反渗透废水处理方法，这种方法在使用的过程中达到了应有的效果，受到了各个方面的肯定。
反渗透废水处理技术主要就是通过外作用力迫使废水中的溶剂通过反渗透半透膜执行过滤动作，这样就能够较为明显的将废水中的重金属离子进行隔离，隔离的重金属离子停留在半透膜的另一侧。在实施反渗透废水处理技术的过程中我们需要注意两点要求。第一个要求就是要使外界施加的外作用力大于并且远远大于废水溶液的渗透压力；第二个条件就是要在反渗透技术应用的过程中使用透水性能以及选择性能都非常优良的半透膜进行反渗透处理。通常情况下，参与反渗透废水处理的半透膜表面微孔必须小于一纳米这个基本要求尺寸，这样的尺寸才能够在反渗透废水处理的过程中隔离大部分的重金属离子。反渗透废水处理技术的核心原理就是通过渗透以及节流废水中的重金属离子来对金属离子进行相应的拆分以及辨别。因此我们在使用反渗透废水处理技术的过程中要对废水中重金属离子的各种价态有非常周全的考量，最大限度地实现反渗透废水处理技术的功能和作用。
反渗透废水处理技术最早出现在20世纪的70年代，当时只是通过反渗透技术来处理电镀废水，通过不断地发展和创新，反渗透废水处理技术已经开始在重金属废水中开始应用，并且取得了非常好的效果。需要注意的是反渗透废水处理技术在处理的过程中并不需要在废水中添加任何添加剂，同时也不需要其他的辅助技术来完成反渗透操作。正是由于反渗透废水技术上述的优点，才在日后的应用中取得了广泛的认可，并且达到了良好的废水处理效果。
2.在废水处理过程中反渗透废水处理技术的主要应用
2.1 简述反渗透废水处理技术在电镀水处理过程中的应用。
在工业企业中，生产过程中会产生大量的电镀废水以及金属漂白水等工业废水，这些工业废水中含有大量的重金属离子，尤其是金属铬离子，铅离子以及镍离子的含量非常大，同时工业废水中还含有非常多的氯化物以及氰化物。上文提及反渗透废水处理技术最早就是应用在电镀工业废水的处理过程中。在处理电镀工业废水的过程中，最主要的就是要通过脱盐以及局部渗透的方式将电镀工业废水中的重金属离子进行隔离回收。尤其是电镀工业废水中的汞离子，汞离子含有剧毒，对于人们的身体健康有着非常大的危害，因此在工业废水的处理过程中我们首先就需要将电镀工业废水中的汞离子进行隔离回收。在反渗透废水处理中，对于重金属离子镍离子的回收处理处于环境保护的角度，还能够取得较好的经济效益。因此在处理过程中的工作效率更好。目前我国已经针对反渗透电镀废水处理技术有了一套非常完成的体系以及理论。在处理的过程中还可以辅助相应的处理工业，取得更好的处理效果。
2.2 简述反渗透废水处理技术在其他重金属废水处理过程中的应用
在工业废水中，电镀废水的处理是非常关键的一项工作，但是还有其他的金属废水需要我们加大力度进行处理。冶金行业中的冶炼废水处理，采矿行业的采矿废水等等都需要我们采用反渗透废水处理技术进行相应的处理。在这些重金属离子的处理的过程中主要有两个目的，第一个是有效的工业废水回收能够对我国的环境起到保护作用；同时有效的废水处理能够有效地回收重金属离子作为他用，有一定的经济效益。应用反渗透废水处理技术能够分离95%以上的重金属离子并且回收，因此反渗透废水处理技术在重金属离子的处理以及回收过程中具有非常高的工作效率。
3.在废水处理过程中反渗透处理技术存在的主要问题
3.1 简述反渗透废水处理技术在处理过程中的成本
随着反渗透技术在重金属废水处理中的应用，我们还必需要考虑的一个问题是反渗透技术的成本问题。反渗透技术中非常关键的一个环节就是反渗透膜的选择，渗透膜的选择对于反渗透技术的运用有非常关键的影响作用。在反渗透膜的种类上，现在市场上已经研发出了几百种，而且价格也高低不等。不同的渗透膜在废水处理过程中的污染去除能力，以及自身抗污染能力都是不一样的。所以尽管对于重金属废水的反渗透技术处理效果非常令人满意，但必须认识到的一点是它的价格也是比较昂贵的。
3.2 简述反渗透废水处理技术的预处理问题
在对重金属废水的处理过程中，合理地运用预处理的方法可以提高渗透膜的使用寿命，从而降低因更换渗透膜而带来的成本。在反渗透技术处理过程中，非常关键的一个技术要点是要保证处理时进水的水质必须要符合要求，否则很快会造成渗透膜的污染，这会严重影响渗透技术的处理效果，并对渗透膜的使用寿命也造成严重影响。所以在处理重金属废水过程中，合理进行预处理可以有效提高渗透膜的渗透率，从而提高对重金属废水的处理效果。
⒖嘉南
[1]吴昊，张盼月，蒋剑虹，等.反渗透技术在重金属废水处理与回用中的应用[J].工业水处理，2007（6）：6-9.
[2]曾杰，吉希希，任会，等.膜技术处理重金属废水[J].湖南有色金属，2011（1）：43-47.
处理重金属废水的方法范文6
关键词：有色金属冶炼 废水处理 研究现状 展望
当前，有色金属的冶炼过程所排出的废水是的污染是非常严重的，已被列入高污染的领域中。其中，废水中重金属的污染是最为常见的，对环境以及人们的生活都造成了很大的困扰[1]。国家也针对有色金属行业的特殊性，制定并颁布了法规来治理废水的污染。所以，针对有色金属及其冶炼过程中产生的废水的水质特点，研究切实可行、成本低、便捷的废水处理方式，彻底解决当前有色金属冶炼过程中废水对环境和人们的影响，确保有色金属行业能良好的发展下去以及解决重金属废水的污染是非常关键的[2]。本文从有色金属在其冶炼过程中排放废水及废水的特点出发，对当前有色金属冶炼领域的污水处理的相关研究进行了统计，并以此为依据对其发展和趋势进行了展望。希望本文能对相关从业人员有所帮助。
一、冶炼过程中的废水
1.废水来源和性质
有色金属在其冶炼的过程中，冲洗液、冲渣水、烟气的净化水以及车间用水等都是废水的主要来源[3]有色金属的冶炼过程中，会用到多种冲洗液。包括各程序中多种酸的洗液、产生的废酸，颗粒清除的洗涤用水，硫酸环节的废液，点解过程的废液等都对车间排除水的污染有非常大的相关性。该过程中排出的各种废水在其理化性质上具有pH值低，重金属含量大的等特点火法冶炼过程中的冲渣水。在有色金属的火法冶炼过程中，需要对熔融态的残渣进行淬冷处理，这个过程通常是用水进行，相应的产生的废水也具有残渣颗粒多、重金属含量高以及水温度高的特点
冲洗过程带来的废水中也将烟气中的各种杂质都带到了废水中冶炼过程中车间冲洗产生的废水。在有色金属的冶炼过程中，需要用水对各种设备、车间地板、物料等进行冲洗处理。这个过程中设备表面所残留的各种原料和产物以及点解车间电解液的滴漏等情况都使得清洗用的废水中含有大量的重金属和酸性物质有色冶炼过程中设备冷却过程中的用水。这里主要是指冶炼过程中对炉窑等进行冷却的环节中所产生的废水。该废水由于仅作为循环用的冷却水，不会接触到设备的表面和原料，因此其除了温度较高外，基本上没有重金属、酸性等的污染。
2.废水的危害性[4]
首先，在有色金属冶炼过程所排出的废水中，主要的污染物可以说是重金属。其在废水中具有含量高的特点，而且其对周围的环境、动植物等有非常大的危害。例如当前报道的湖南的镉超标的毒大米等，从物种的角度会最终影响到整个环境及人类。
其次，有色金属在其冶炼过程中所产生和排除的废水，不经处理其中的重金属和强酸性都会对物种造成危害，包括植物的死亡以及动物的灭绝等，最终对人类造成危害。
再次，有色金属在其冶炼中所排除的废水中，还有着各用酸环节中带出的强酸性的污染物。需要对其进行严格的处理，否则最终会导致饮用水的pH的降低，对动植物的生存也造成极大的危害。此外，污水中的强酸性物质及其挥发造成的酸雨等会对各中建筑中的金属及墙体结构造成严重的破坏。
二、有色金属行业排放废水有效处理的研究状况
随着人们对环境保护的重视以及技术的提升，当前对于有色金属冶炼过程中排放的废水进行综合治理得到了人们广泛的重视。从企业到学校再到可以机构都会废水的处理展开了研究，并取得了很好的研究成果。本文以《中国知网》等电子资源，对2000年1月至2013年1月间有关有色冶炼过程排放废水的文章进行了查阅。共发现有300多篇相关的研究。从的时间上看，呈逐年增加的趋势。在2005年之前，研究相对较少，每年仅几篇相关的研究。但进入2010年后，研究论文呈几何倍数递增。这主要是人们对环境治理要求的增加以及当前出现的各种环境污染等问题引起的。
在当前的研究过程中，研究人员主要就“中和法”进行了大量的研究[5]。“中和法”的技术在其原理上主要是用石灰对废水进行中和处理，相关研究也从初期的一级、多级处理改进为当前的HDS改良方法。并以HDS技术为基础研究发开出了大量的综合性处理方法。从2005 年开始，在有色金属废水的处理中，人们引入了膜法以及吸附法，并取得了很好的效果。由此，这两种方法也被大量的研究，并有着代替传统中和法的趋势。但是其固有的缺点限制了其应用的推广。其缺点主要是其使用过程中，吸附剂使用后需要进行再生，而再生环节非常频繁，这对吸附法的使用造成很大的影响。
三、有色金属冶炼过程产生废水的处理的发展趋势展望
随着人们对环境治理的重视和相关技术的提升，有色金属冶炼过程所排除的废水在其处理过程的相关研究在当前有了新的趋势[6]。
1.高技术含量的处理方法及联合处理方法代替传统的处理方法
当前，在有色金属冶炼行业中，对于排放废水的处理通常以传统的一级或者多级的“中和法”进行。该废水处理方式具有操作简便、成本小等的优点，但在处理的过程中也存在着沉淀难处理、工艺处理结果变化大等问题。基于上述废水处理中存在的问题，对“中和法”进行改进，并研究开发出了很多效果好的处理方法。
案例：某锌业股份有限公司采用高浓度泥浆法（HDS）对排放污水中的酸性污染物进行处理。
该公司对于冶炼过程中制酸环节所排出的废水中的酸性污染物进行环保处理。当前，该冶炼工段的废水中强酸性物的生产为80 m3/h，其中硫酸的含量为2%，浓度约为20 g/L；而且重金属含量也严重超标，Zn离子的含量高达1600 mg/L，Cd离子的含量高达400 mg/L，Pb离子的含量高达500 mg/L，As离子的含量高达1500 mg/L。从这个检查结果看，该冶炼过程排出的废水属于严重的重金属超标和强酸性污染水。利用改进型的处理工艺：高浓度的泥浆法（HDS）+铁盐，对废水进行处理。该废水的处理过程中，总的投资成本为1200万元人民币，每天可处理污水2000 吨，此过程中每立方污染废水的处理成本仅3.96 元。该强酸高重金属的废水经改工艺处理后，水质完全符合《污水综合排放标准》GB 8978-1996）的标准。
2.从过去传统的污染废水的处理向当前重金属的回收和水的重复利用转化
在当前的有色金属冶炼行业中，对于强酸及重金属超标的污染废水，企业在处理过程中通常是采用传统的一级或者多级的石灰中和法进行处理，进而到达国家规定的标准后进行排放处理。在企业的废水的处理过程中，每吨的成本也较高，重金属离子经处理后会以沉淀的形式随着废水排除，这样的处理方式，使得废水中的重金属无法得到回收利用，相当一部分的重金属都这样被浪费掉，进而对环境也造成了严重的影响。当前，人们认识到环境保护的重要性以及潜在的重金属回收的价值，开始对废水中的重金属回收进行了大量的研究，也成为了为了研究的方向之一。
当前的新技术-膜分离在使用过程中不仅能够将重金属离子回收，对废水处理后能完全达到国家对于污水排放的要求。当前的研究结果表明，膜分离技术能有效的对重金属离子进行截留，当前的研究的截留效果高于百分之八十五，相比与传统的常规处理方式，截留效果能提升五个百分点。同时，膜分离技术的处理工艺过程可以实现自动化，这样就使得对于处理工艺的维护等非常的便捷。此外，膜分离技术进行污水处理，占用的场地是传统方法的三分之一。杨晓松等在其研究过程中对于韶关冶炼厂的膜分离技术进行了研究。该厂当前使用的废水处理方式为具有超滤和纳滤功能的膜分离技术的结合，在实际的应用过程中，有着非常好的废水处理效果。采用该复合膜分离技术后，这个水处理的过程的脱盐率超过了百分之八十以上，水经过处理后满足了工业上循环用水的标准。该标准为Ca2+离子浓度小于100 mg/L，F-离子浓度小于10 mg/L，SO42-离子浓度小于100 mg/L，溶液的电导率小于250 μs/cm，Pb2+离子浓度小于0.05 mg/L，Zn2+离子浓度小于0.05 mg/L，Cd2+离子浓度小于0.005 mg/L。 废水经过双层膜分离技术处理后，重金属离子的浓度也得到了极大的降低，也完全满足了国家污水排放的要求。其中超滤膜分离过程水的产出率高于百分之九十，纳滤膜分离过程水的产出率大于百分之七十五，污水处理过程的总水的产出回收率大于百分之六十五。该水处理工艺的成本价格为4元每吨。
常皓等人在其研究研究中采用复合吸附法进行近身离子的吸附，结果表明在金属离子的富集过程中，采用有效的“生物制剂A 配位+二段水解+深度脱钙”的工艺。该工艺能实现重金属离子例如Zn2+离子浓度、Cu2+离子浓度等到达国家用水标准。Pb2+离子浓度可控制在0.05 mg/L，Cd2+离子浓度控制在0.05 mg/L ，也非常接近国家水质的标准。王勇等在其研究中对于铜冶炼中的废水进行了处理，结果表明向废水中加入一定量的硫酸铜，可以让废水中的砷离子转化为亚砷酸铜，进一步的就可以利用二氧化硫对其进行还原，最终可以得到三氧化二砷。该工艺技术过程在一定程度上完成了对含有砷的废水进行处理的目的。此外，对回收的残渣进行氧化反应就可以将硫酸铜进行回收处理，在很大程度上使得硫酸铜可以在改技术工艺过程中进行循环使用。
四、结语
综上所述，当前对于有色金属冶炼过程中排放的废水的有效处理的研究呈逐年增加的趋势。且从研究的重点来看，除了传统的“中和法”工艺技术的改进，也出现了新的膜法和其他技术。这些研究开发的综合性技术在当前的废水处理过程中发挥了重要的作用。从相关研究的重点上也能够看出，未来有色冶炼废水研究的趋势是将传统的“中和法”进行改进以及开发综合型处理工艺。此外，当前很多研究也集中在从过去废水的处理向重金属的回收以及水的重复利用的方向转化的趋势。相信随着研究的进一步深入，我们的有色金属冶炼领域所产生的废水，将得到有效的控制，并能进一步的提升行业的利润空间。
参考文献
[1] 王勇. 含砷废水制备三氧化二砷及处理[C]//2009 年全国硫酸工业技术交流会论文集，2009.
[2] 王绍文，邹元龙，杨晓莉. 冶金工业废水处理技术及工程实例[M]. 北京：化学工业出版社，2009.
[3] 常皓. 生物制剂深度净化高浓度重金属废水的研究[D].长沙：中南大学，2007.
[4] 杨晓松， 刘峰彪. 高密度泥浆法处理铅锌冶炼综合废水[J]. 有色金属，2009，61（4）：166-169.
