重金屬?gòu)U水處理技術(shù)

當(dāng)前生產(chǎn)生活工作中所說(shuō)的重金屬污染主要指的是電鍍、采礦、化工、印染、金屬加工等行業(yè)在金屬加工生產(chǎn)過(guò)程中，所生產(chǎn)排放的含有汞、鎘、鉻、鎳、鉛及砷等毒性比較強(qiáng)的重金屬元素，這些重金屬元素可能獨(dú)立的存在，但是同時(shí)也可能是以化合物的形式存在，一旦重金屬物排放超標(biāo)，或者不符合標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)行排放，那么對(duì)環(huán)境所造成的危害是非常嚴(yán)重的，且此種危害是不可逆的。當(dāng)前，在中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中，重金屬所產(chǎn)生的污染，通過(guò)食物鏈作用的發(fā)揮，對(duì)人體以及動(dòng)植物等產(chǎn)生了非常嚴(yán)重的危害，導(dǎo)致我國(guó)在未來(lái)的可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中，在重金屬生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)、生物平衡中實(shí)現(xiàn)權(quán)衡成為了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展重點(diǎn)突出的問(wèn)題。自2011年起，我國(guó)各大地區(qū)開(kāi)始重點(diǎn)加強(qiáng)了對(duì)重金屬行業(yè)的限制和規(guī)范管理，尤其是對(duì)重金屬污染產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的區(qū)域的周?chē)淖匀画h(huán)境開(kāi)始了治理與預(yù)防管理的工作，力圖能夠緩解或降低重金屬所產(chǎn)生的污染。此外，在重金屬污染中，重金屬?gòu)U水的處理不僅僅是緩解污染的重要做法，而且廢水的處理能夠提高資源的利用率也是有著一定的作用。所以，整體上無(wú)論是從現(xiàn)實(shí)重金屬資源生產(chǎn)利用還是從長(zhǎng)遠(yuǎn)的重金屬行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，強(qiáng)化對(duì)重金屬?gòu)U水處理技術(shù)的應(yīng)用以及資源化問(wèn)題的研究都有著重要的意義。

1、重金屬?gòu)U水處理技術(shù)

1.1 化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀作為重金屬?gòu)U水處理技術(shù)中的一種，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，主要是向重金屬生產(chǎn)過(guò)程中所排放的水中添加特定的沉淀劑，如氫氧化物、硫化物、鋇鹽、鐵氧體。這樣能夠在與水中的重金屬離子之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，尤其是游離的重金屬離子，能夠產(chǎn)哼沉淀物，然后在使用化學(xué)沉淀法，對(duì)沉淀所產(chǎn)生的廢渣進(jìn)行處理。此種處理方法，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，且操作工藝比較簡(jiǎn)單，能夠最大限度的滿(mǎn)足重金屬排放的綠色環(huán)保的要求。

1.2 電解法

電解法去除重金屬?gòu)U水中的有毒重金屬離子同樣也是常用的方法之一，此種方法在運(yùn)用的過(guò)程中主要是通過(guò)憑借直流電的產(chǎn)生，促使帶有正電的重金屬離子轉(zhuǎn)向陰極，并且在陰極能夠通過(guò)電子的重新獲得，而被還原，這樣能夠再次產(chǎn)生金屬單質(zhì)，并且電極能夠最大限度的吸附這些被還原的金屬單質(zhì)，最后通過(guò)整體的沉淀，沉淀到容器的底部，最后在使用沉淀法對(duì)沉淀去除，這樣能夠有效的解除重金屬?gòu)U水中所含有的重金屬離子。但是，此種方法在應(yīng)用的過(guò)程中，存在的一個(gè)弊端則是此種方法會(huì)導(dǎo)致耗電量的增加，其最終的生產(chǎn)成本也是比較大的。

1.3 吸附法

吸附法同樣也是重金屬?gòu)U水處理技術(shù)中常用的技術(shù)之一，此種方法在使用的過(guò)程中主要是通過(guò)運(yùn)用多孔性固體物質(zhì)對(duì)廢水中的重金屬離子進(jìn)行吸附的過(guò)程，最終的結(jié)果是重金屬離子字符在固體物質(zhì)的表面，將固體物質(zhì)取出，則可徹底的清除重金屬?gòu)U水中的重金屬離子。在實(shí)際應(yīng)用中，常見(jiàn)的吸附物，有植物廢棄物或以氫氧化鈉作為活化劑制備稻殼基活性炭。但是，此種方法在運(yùn)用的過(guò)程中，成本較高、所以實(shí)際應(yīng)用受到了很大的限制。

1.4 離子交換法

離子交換法在重金屬?gòu)U水處理技術(shù)中的應(yīng)用主要是通過(guò)交換重金屬離子的基因，改變重金屬離子的內(nèi)部構(gòu)造，而去除的，這種交換過(guò)程的實(shí)現(xiàn)，需要添加使用特定的離子交換劑。且所使用的離子交換劑的濃度與重金屬離子的濃度基本上是持平的狀態(tài)。在實(shí)際應(yīng)用中，常見(jiàn)的離子交換劑有陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、沸石、膨土。

1.5 膜分離法

此種方法主要是通過(guò)運(yùn)用特殊的半透膜在重金屬離子溶液中，通過(guò)半透膜的分子作用的發(fā)揮，促使重金屬?gòu)U水中的離子分離，也就是在不改變先前溶液狀態(tài)的前提下，促使溶質(zhì)和溶劑分離的一種方法。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，膜分離法的應(yīng)用有著高效、環(huán)保的特點(diǎn)，普遍被應(yīng)用于當(dāng)前的重金屬?gòu)U水處理的過(guò)程中。當(dāng)前，在實(shí)際膜分離法的應(yīng)用中，常用的膜分離法主要包括微濾、超微濾、納濾和反滲透等方法。

1.6 生物法

首先是生物絮凝法，主要通過(guò)使用微生物或其代謝物實(shí)現(xiàn)絮凝沉淀，從而清除污染的一種方法。其次則是生物吸附法，此種方法是通過(guò)防治與重金屬離子共價(jià)的靜電或分子力進(jìn)行重金屬離子吸附的一種做法。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，重金屬離子的吸附主要是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)淖饔梦街亟饘匐x子，或者重金屬離子與生物分子物質(zhì)結(jié)合而實(shí)現(xiàn)的吸附效果。最后，植物修復(fù)法，此種方法的運(yùn)用主要是通過(guò)植物對(duì)廢水中的重金屬離子進(jìn)行吸收的一個(gè)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)不僅能夠達(dá)到凈化的目的，而且對(duì)于保護(hù)環(huán)境，避免二次污染的產(chǎn)生起著重要的作用。

2、重金屬?gòu)U水處理資源化問(wèn)題

2.1 膜集成技術(shù)處理含銅廢水

當(dāng)前，重金屬?gòu)U水處理資源化問(wèn)題的研究中，最為有研究成效的是膜集成技術(shù)處理含銅廢水的應(yīng)用研究。如某些學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，同各國(guó)使用膜集成技術(shù)處理膠體廢水的效率是非常高的，其在處理后水中的重金屬離子的濃度會(huì)極大的降低，且導(dǎo)電率也會(huì)同時(shí)的降低，此種常用的處理膠體的方法為超濾、反滲透、離子交換等方法。且在研究中發(fā)現(xiàn)，此種膜技術(shù)處理技術(shù)應(yīng)用后所處理的水質(zhì)能夠達(dá)到正常的生產(chǎn)用水的要求。且，部分水在經(jīng)過(guò)濃縮系統(tǒng)和萃取系統(tǒng)后，能夠形成回收銅，最終實(shí)現(xiàn)含銅離子重金屬?gòu)U水的高效處理，此種方法在當(dāng)前工業(yè)用水中對(duì)于回收電解銅有著非?？捎^的效果，對(duì)于資源的二次利用是非常重要的使用方法。

2.2 混凝沉淀/膜處理組合工藝處理蓄電池廢水

有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用混凝沉淀/膜處理組合廢水處理工藝，對(duì)于回收資源等同樣有著非常重要的作用。這種方法在目前的應(yīng)用中主要是對(duì)蓄電池的生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理，且當(dāng)前每年在處理規(guī)模也是非?？捎^的，當(dāng)前最終的處理結(jié)果，在蓄電池廢水中，極大的降低了鉛和鎘的濃度，據(jù)香瓜研究表明，當(dāng)前的此種方法在蓄電池廢水中的回收率達(dá)到了70%以上，且在實(shí)際應(yīng)用中的效果也是非常穩(wěn)定的，實(shí)際應(yīng)用成果也是比較好的，對(duì)于實(shí)現(xiàn)資源的二次利用有著非常重要的作用。

2.3 高效固液分離－重金屬?gòu)U水處理及資源化技術(shù)

當(dāng)前，在重金屬?gòu)U水處理中，高效固液分離－重金屬?gòu)U水處理及資源化技術(shù)的應(yīng)用作為當(dāng)前重金屬?gòu)U水處理資源化的一種新技術(shù)，其能夠在保證固液分離、污泥濃縮、金屬回收的功能全部實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)重金屬?gòu)U水中資源的二次利用。在實(shí)際應(yīng)用中，據(jù)相關(guān)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在使用高效固液分離－重金屬?gòu)U水處理及資源化技術(shù)處理重金屬?gòu)U水中，整體上對(duì)于重金屬?gòu)U水中的銅、鎳、鉻、鋅的凈化率能夠達(dá)到99%左右，且重金屬離子的濃度也在大大的降低。

整體上而言，在當(dāng)前重金屬?gòu)U水處理技術(shù)的應(yīng)用中，重金屬?gòu)U水資源化的問(wèn)題的研究及實(shí)際用用主要是通過(guò)使用膜處理技術(shù)和在廢水中添加沉淀劑而進(jìn)行的。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，以上兩種技術(shù)可由其優(yōu)勢(shì)，但是對(duì)于解決重金屬?gòu)U水中的重金屬離子濃度的效果卻是非?？捎^的。