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一、含重金属水污染
       现代化工业生产的发展使人类对重金属的开采、冶炼、加工等生产活动日益频繁。一些重金属作为原料或是催化剂广泛用于生产,产生的含重金属废水从数量和种类都大大增加,造成了严重的环境污染和资源浪费。污水处理中的重金属是指有毒金属和类金属,包括《污水综合排放标准》GB8978规定的第一类污染物中的重金属和类金属,即汞、镉、铬、铅、镍、砷等,以及铜、锌、钴、锡、钒、钼、铁、锰等人类必需的微量元素,但超过一定限量时也会显示毒性的金属元素。重金属污染通过对土壤和水体的污染,直接对渔业和农业产生严重影响,同时直接或间接地危害人体健康,具有持久性、毒性大、污染严重等特点。重金属离子随废水排出,一旦进入环境后不能被生物体降解,则会参与到食物链的循环中,并最终在生物体内富集,破坏正常生理代谢活动,危害人体健康。
 
    20世纪60年代以来,由于含重金属废水造成的公害事件相续发生,如镉中毒造成的“痛痛病”、汞污染引起的“水俣病”以及最近昆明阳宗海、湖南省岳阳县相续发生的砷化合物污染事件。可见,对含重金属废水的治理刻不容缓。研究、开发高效低成本的含重金属废水处理技术,减轻含重金属废水对环境的污染具有重大的社会、经济和环境意义。对于含重金属废水的处理,首先应该设法减少废水量,回收利用有用金属,废水处理后实行循环利用,尽量不排或少排。对必须排放的废水应进行净化处理,实现达标排放。目前,处理含重金属废水的方法主要可分为物理法、化学法和生物法。
 

二、重金属废水处理方法 

1、化学沉淀法

       化学沉淀法是根据溶度积原理,向含重金属废水中加入氢氧化物、硫化物、碳酸化物及磷酸化物等,利用氢氧根离子、硫离子、碳酸根离子及磷酸根离子等与游离态的重金属离子反应结合,生成难溶于水的化合物,达到固液分离的目的。根据所用沉淀剂的不同,又可分为氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸物沉淀法、磷酸物沉淀法、铁氧体共沉淀法及综合沉淀法。化学沉淀法工艺简单、操作方便、经济实用,但由于受沉淀剂和环境条件的影响,出水浓度往往达不到排放标准,需作进一步处理。化学沉淀法处理后会产生大量的废渣,必须很好的处置,否则会产生二次污染,难以达到绿色环保的要求。


2、电解法

       电解法是利用金属的电化学性质,在直流电的作用下,重金属化合物在阳极离解成金属离子,在阴极还原成金属,从而除去废水中的重金属离子。电解法作为一种强氧化技术,一般适用于重金属含量浓度高的废水处理,处理效率高并便于回收利用。但其不适用于含重金属离子浓度较低的废水处理,因其电耗大、投资成本高,在含重金属废水的处理上未能得到普遍应用。


 3、吸附法

      吸附法是利用多孔性固体物质的吸附作用,使废水中的重金属离子吸附在固体吸附剂表面而去除的一种方法。近年来,围绕低廉而高效的吸附剂的开发取得了一定成果。吸附法处理含重金属废水适用范围广,不会造成二次污染,但吸附剂往往对重金属离子的吸附选择性不高,进而不能得到普遍应用。


 4、离子交换法

      离子交换是靠交换剂本身所带的能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子通过离子扩散来实现的。离子交换法是选择性地去除废水中的重金属离子,因其操作工艺简单、易于再生、除杂效果好已广泛应用于工业废水处理。与沉淀法和电解法相比,离子交换法在低浓度的废水处理方面具有一定的优势,但该法受树脂的吸附容量、废水中杂质的影响以及交换剂品种、产量和成本的限制,且对废水的预处理要求较高,离子交换树脂的再生及再生液的处理也是一个难以解决的问题。


5、膜分离法
      膜分离技术是利用一种特殊的半透膜,在外界压力的作用下,不改变溶液中溶质的化学形态的基础上,将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法。膜分离技术是一项新兴的流体处理工艺。经过膜分离技术处理的废水,可以实现重金属的零排放或微排放,使生产成本大大降低。膜分离法具有高效、节能、无二次污染等优点,但因膜组件的设计较困难,且膜易被污染物堵塞,投资高,运行费用高,薄膜的寿命短,大大阻碍了膜分离法的应用。
 
6、生物吸附法
       生物吸附是指经过一系列生物化学作用使重金属离子被生物细胞吸附,这些作用主要包括络合、鳌合、离子交换、吸附等。生物吸附法是一种新兴的废水处理技术,其中生物吸附剂主要是藻类,还有细菌、真菌、酵母等。由于许多微生物具有一定的线性结构,有的表面具有较高的电荷和较强的亲水性或疏水性,能与颗粒通过各种作用(比如离子键、吸附等)相结合,如同高分子聚合物一样起着吸附剂的作用。该法吸附效果好、去除率高、成本低廉,但由于其吸附容量一定、选择性高等特点,应用范围限制在低浓度、单组分的含重金属废水的处理中。

7、生物沉淀法
      生物沉淀法主要是利用微生物代谢活动将废水中的重金属转化为水不溶物而去除。生物沉淀法所使用的微生物主要以硫酸盐还原菌(SRB)代表。厌氧条件下的SRB能还原硫酸盐将硫酸根转化为硫离子,从而使重金属离子生成不溶的金属硫化物沉淀而去除。由于多数重金属都以硫酸盐的形式存在于废水中,可以达到“以废制废”目的。另外,它还具有处理重金属种类多、处理彻底、处理潜力大等特点。
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