阿克苏奇正环境科技有限公司 新疆维吾尔自治区阿克苏地区阿克苏市 843000
摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，重金属废水排放量与日俱增，重金属废水具有不可生物降解性，能直接或间接危害人类健康，因此必须对重金属废水处理达标后再排放。本文综述了近年来国内外常用的重金属废水处理技术，详细介绍了相关处理方法等，分析并比较了这些技术的处理过程、优缺点和研究进展，并对今后环保技术的发展进行了展望分析。
关键词：重金属；废水处理；环保技术；化学处理法；物理处理法；生物处理法
引言
工业废水处理中特别关注的有毒重金属有锌，铜，镍，汞，镉，铅和铬等，这些重金属可以在人体富集，对人体的健康造成重大的威胁，甚至死亡。重金属是环境优先污染物，目前有很多方法用于去除重金属离子。本文主要对废水中重金属离子去除的化学沉淀，离子交换，吸附，渗透膜和电化学方法技术进行介绍分析，并对它们的应用优势和局限性进行评估，从而确定高效率应用前景好的处理方法。在污泥进行土地利用前，评估污泥中重金属等污染物的潜在生态风险具有十分重要的意义。
1重金属污水处理技术
1.1生物法的生物除磷工艺
生物法的生物除磷工艺主要是利用一些厌氧消化生物所具有的挥发性以及营养物的特殊性质，将其在重金属生产污水中进行应用，从而达到除去重金属生产污水磷物质的效果。这种生物除磷工艺具有生物法与化学法的结合性特点，其利用厌氧消化生物中活性污泥所具有的有机酸挥发性，通过成为聚磷菌生产的营养物质，在活性污泥中快速增加数量，达到增殖的效果。此后，通过这部分活性污泥回流在厌氧消化生物系统当中，并长时间保持造生产污水处理池中完成高效除磷；并在厌氧的条件，利用化学除磷法同步处理污泥所释放的磷物质。对于重金属生产污水的处理，利用生物除磷工艺，可以将污水中的各种难以清除的金属离子元素进行处理，达到减少污水重金属元素的效果，提高污水净化程度。
1.2化学处理法
（1）化学沉淀法。化学沉淀法是重金属污水处理领域应用最广泛、最成熟的方法，化学沉淀法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法和铁氧化沉淀法等，其中中和沉淀法具有操作简单、廉价和易于控制pH值等优点，所以此法的应用最为广泛。（2）电化学法。电化学法指在直流电的作用下，通过控制电压或电流，发生电化学反应使重金属离子溶液中发生迁移从而实现对废水净化物的方法。电化学法既能去除废水中的重金属离子，又能实现重金属的回收，具有较好的应用前景。电化学法主要有：电催化氧化法、电沉积法、电吸附法、电絮凝法和微电解法等。电化学法对含有难降解的有机物和污染物的废水处理方面具有较好的效果，但是在实际工业应用中，由于处理规模小，能耗高，导致成本居高不下等问题，使得实际应用较为困难。
1.3混合法和混凝法的应用
混合法作为另一种深度处理重金属生产污水的技术，其主要是通过在重金属生产污水池中应用不同种类的混凝剂进行反应，进而提高对污水的处理效果。通常情况下，其会与高锰酸钾进行一定比例的混合，达到净化重金属生产污水的效果。混凝法与混合法存在的最大差异在于：混凝法是在混凝剂的影响下，与重金属生产污水中的各种物质发生不同的化学反应，达到中和重金属生产污水中的有机酸、产生凝固物等，并经过斜管沉淀和介质过滤两个步骤，完成污水处理沉淀，等其流入清水池之后再利用。
1.4电化学方法
电化学方法是在阴极表面上电镀金属离子并且可以对元素态的金属进行回收。电化学废水技术涉及较大的资金投入和昂贵的电力供应，因此没有得到广泛的应用。
但是在过去的二十年中，电化学技术在全球范围内取得了重要性突破。因此，本文对现有技术如电凝，电浮选和电沉积进行了研究。电凝（EC）涉及通过从铝或铁电极中电解铝或铁离子来就地生成凝结剂。金属离子的生成发生在阳极，氢气从阴极释放。氢气可以帮助将絮凝颗粒从水中排出。EC常用于去除Mn，As（V），Mn和Ni等。电渗析（EF）是一种固液分离过程，通过水电解产生的氢气和氧气的微小气泡将污染物漂浮到水体表面。EF在从工业废水中去除重金属方面有广泛的应用。
1.5膜生物流化床工艺
膜生物流化床工艺是通过应用双膜法来达到深度处理污水的效果，其具有净化生产污水各元素、降低污染指标的效果，并通过划分为生物流化床和陶瓷膜分离两个系统，借助不同系统的功能来去除重金属生产污水中的有害物质、污染成分。经过膜生物流化床工艺的处理，一方面重金属生产污水可以直接流入循环水系统，进行资源化利用；另一方面可以提前进行RO脱盐预处理，减少原有的过滤流程；并通过降低有机物含量来提高RO膜使用时间，进而提高水资源的利用效率。
2其他重金属废水处理方法
随着近年来科学研究进一步发展，涌现出许多重金属废水处理的新技术。纳米技术近年来发展迅速，同时，结合膜分离技术的发展，采用纳米过滤工艺处理重金属废水具有良好的效果，纳米过滤采用纳滤膜对不同价态离子的截留效果不同，并且使用的操作压力较低（通常为0.5~1.5MPa）。采用纳滤膜处理造纸厂废水，结果表明，纳滤膜对总有机碳、COD和有机物的去除率均高于80%，去除效果优于超滤和反渗透膜。采用介孔材料对重金属废水具有较好的处理效果，尤其是通过对介孔材料进行化学修饰或改性，制备出新型功能化介孔材料在重金属废水处理方面具有较好的效果。另外，还有采用基因工程技术对微生物进行改造，用于特定重金属废水的处理，这种方式在一些难处理重金属废水有较好的应用前景，但这些方法大部分还处于实验室研究阶段，距离真正应用于工业中还存在一定差距。
结语
综上所述，废水中有害的重金属污染是最重要的污染之一，为了满足越来越严格的环境法规，各种各样的处理技术如化学沉淀，离子交换，膜过滤和电化学方法，已被开发用于从废水中去除重金属。综合考虑各方面的因素，研发新环保技术应该着重从以下几个方面来考虑：（1）环保工艺方面，对于难处理的重金属废水，需要对现有技术进行改造，考虑将各种成熟技术组合使用、协同处理，扬长避短，如化学沉淀与膜分离组合等，确保出水达标排放。此外，在确保达标排放的基础上，最大限度的回收废水中的重金属，实现废水“零排放”，是当前重金属废水处理技术的发展趋势；（2）环保药剂方面，加快新型高效、无二次污染的高效环保药剂开发，如吸附材料和膜材料是当前研究的热点，应尽快将实验室处理效果显著的环保药剂进行中试放大，加快工业化进程；（3）新型环保技术方面，开发处理重金属废水更高效、无二次污染、零排放且能大部分回收重金属的环保新技术，是今后科研的方向和目标。
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