工業(yè)廢水中重金屬的處理技術(shù)及方法分析

古 健

（廣州市環(huán)境監(jiān)測中心站，廣東廣州 510030）

工業(yè)廢水中重金屬的處理技術(shù)及方法分析

古 健

（廣州市環(huán)境監(jiān)測中心站，廣東廣州 510030）

闡述了工業(yè)廢水中重金屬的處理技術(shù)，包括離子交換樹脂法、膜處理技術(shù)、電去離子技術(shù)EDI等，分析了這些方法的特點、發(fā)展和實際運用。在此基礎(chǔ)上介紹了幾種高效的處理方法，包括零排放的處理方法和重金屬離子回收利用方法，以實現(xiàn)工業(yè)廢水零排放目標(biāo)。

工業(yè)廢水；重金屬；膜處理處理技術(shù)

隨著我國社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展及科技的進步，工業(yè)行業(yè)得到了迅速的發(fā)展。在工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的過程中，出現(xiàn)了大量的工業(yè)廢水，工業(yè)廢水的出現(xiàn)直接影響到人們的正常生活，給周邊環(huán)境帶來了較大的破壞，同時也是最難處理的廢水之一。這是因為工業(yè)廢水中含有大量的有毒有害物質(zhì)，以及易于在環(huán)境中富集的重金屬離子。重金屬對人體的危害極大。據(jù)統(tǒng)計，到2012年為止，中國工業(yè)廢水排放量占總廢水的30%左右，其中，排在前四位的重金屬是汞、鎘、鉛和砷。這些重金屬廢水如果不及時得到處理，將會威脅到人體健康和影響到生態(tài)環(huán)境。筆者結(jié)合工作實踐，對工業(yè)廢水中重金屬的處理技術(shù)及方法進行了探討，旨在實現(xiàn)重金屬零排放的目標(biāo)。

1 工業(yè)廢水中重金屬的處理技術(shù)

工業(yè)廢水中重金屬的處理方法主要包括以下幾種：離子交換樹脂法、化學(xué)沉淀法、膜處理法、電去離子技術(shù)EDI等。其中，化學(xué)沉淀法在重金屬廢水處理中得到廣泛應(yīng)用，但此方法對廢水處理中如pH值、溫度、金屬離子濃度等要求較高，且沉淀污泥的處理難度大。然而，離子膜處理法具有較高的去除效率，且可以對金屬離子進行回收利用等，因此成為工業(yè)廢水處理中未來的應(yīng)用趨勢。下面結(jié)合筆者的工作實踐，就工業(yè)廢水中重金屬處理中的相關(guān)技術(shù)進行簡要的闡述。

1.1 離子交換樹脂法

離子交換法主要是指液相與固相中的離子之間所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，其中離子交換樹脂具有一定的吸附能力。而中離子交換樹脂一般由母體和螯合功能基團組成，與傳統(tǒng)的離子交換樹脂相比，具有明顯的靜電作用，因此能夠促進樹脂與金屬離子的有效結(jié)合，且具有較高的選擇性。

1.2 膜處理技術(shù)

膜是一種材料，在分子范圍內(nèi)具有一定的分離功能，且不需添加任何物質(zhì)。膜處理技術(shù)作為一種非常有前景的新技術(shù)，具有能耗少、操作簡便、無二次污染、易于回收等優(yōu)勢，從而在金屬離子去除回收中得到了廣泛應(yīng)用。其中，膜處理技術(shù)中最有代表性的反滲透技術(shù)在現(xiàn)實中運用較多。陳明[1]等在某金銅礦山酸性廢水處理設(shè)計中，設(shè)計了一套預(yù)處理＋兩級反滲透的處理系統(tǒng)，其對Cu2＋的去除率達(dá)到了99%以上，而對于含金屬離子的工業(yè)廢水來說，如果采用單一的膜處理技術(shù)，很難達(dá)到最佳的處理效果，且出水難回用難度大。同時，對于高負(fù)荷廢水，采用單一的膜處理技術(shù)，很容易受到污染；除此之外，膜處理技術(shù)具有較高的投資成本。可見，通過將這幾種膜技術(shù)結(jié)合起來而形成一種新的集成技術(shù)，其處理效果將會更好。例如，在大量的案例研究中主要以RO膜或NF膜為基礎(chǔ)，其他如絮吸附法、化學(xué)沉淀法、生物處理法等。

1.3 電去離子技術(shù)（EDI）

電去離子技術(shù)是指將離子與電滲析相互交換所形成的技術(shù)。例如，在某電鍍廠漂洗廢水處理中，高俊松[2]在廢水處理中應(yīng)用了電去離子技術(shù)，通過處理后發(fā)現(xiàn)，銅、鎳、鋅去除率較高，最高達(dá)到了99%。電去離子技術(shù)作為深度處理技術(shù)，在廢水處理中得到了廣泛應(yīng)用。又如，某電子廠在廢水處理中采用了全膜法[3]，這正說明了將EDI置于RO以后，能夠?qū)⑺形⒘康碾x子去除，使其接近零排放的要求。

2 工業(yè)廢水中重金屬的處理方法

2.1 零排放的處理方法

“零排放”是指“廢水零排放”，是一種近接于零排放標(biāo)準(zhǔn)。“零排放”的處理方法主要是指將能源排放至零的活動，通過合理利用資源，減少廢水的排放量。要實現(xiàn)“零排放”的目標(biāo)，需要做好以下兩方面的工作：第一，要加強生產(chǎn)過程中排放的廢棄物控制，將廢棄物的排放量減少為零；第二，將廢棄物轉(zhuǎn)化成原料繼續(xù)使用，以實現(xiàn)廢棄物的回收利用。根據(jù)能量守恒定律分析，廢棄物在轉(zhuǎn)化過程中難以實現(xiàn)了100%轉(zhuǎn)化目標(biāo)，其中有一部分能源以其他形式排入到環(huán)境中。由此可見，要想實現(xiàn)廢水的真正零排放目標(biāo)，需引進一些新型技術(shù)，通過新技術(shù)的使用方法，將環(huán)境中廢棄物回收回來，但這種方式具有成本高，難度較大等缺點。

2.2 重金屬離子回收利用

2.2.1 膜處理技術(shù)與零排放技術(shù)

重金屬的零排放技術(shù)是為了去除金屬離子。膜處理技術(shù)由于具有高效率的去除效果而在重金屬廢水處理中得到廣泛應(yīng)用。在重金屬廢水處理中，主要以膜處理為零排放的核心單元。在電鍍廢水治理過程中，盧月紅等[4]通過運用超濾反滲透膜集成技術(shù)，在萃取濃縮液中通過采用萃取劑進行萃取，并重新使用濃縮液。陳業(yè)鋼[5]采用電鍍廢水零排放方案，該方案是一套自主研發(fā)的方案，主要由三部分組成：重金屬析出劑、微孔膜過濾預(yù)處理和反滲透凈化分離。其中，重金屬析出劑所產(chǎn)生的離子能夠迅速反應(yīng)，并與固液產(chǎn)生分離，當(dāng)分離以后，重金屬析出率達(dá)到了99%，可以重新使用重金屬和反復(fù)使用水循環(huán)，從而滿足了重金屬離子零排放的要求。

2.2.2 濃水處理技術(shù)與零排放技術(shù)

在膜處理技術(shù)使用過程中，需要滿足以下幾點要求：第一，要達(dá)到膜出水的零排放要求，二要滿足濃水零排放要求。在國外濃水處理過程中，一般采用垃圾填埋、蒸發(fā)塘等直接、間接排放的處理方法。而在國內(nèi)濃水處理過程中，一般采用就地排放，資源回用利用等處理方法。目前來說，回用于生產(chǎn)能夠迅速地實現(xiàn)金屬離子零排放，因此具有良好的應(yīng)用前景。蒸發(fā)和結(jié)晶相結(jié)合，能夠迅速得到固相金屬鹽，使金屬離子得到回收利用，進而實現(xiàn)金屬離子的零排放。例如，株冶集團的電鍍鋅廠[6]在爐窯沖渣中應(yīng)用了反滲透濃水工藝。李文國[7]通過RO系統(tǒng)將含銅廢水出水以后，將它用作沖洗水。

3 結(jié)束語

1）綜上所述，在重金屬離子處理的過程中，其重點工作是工業(yè)廢水中的金屬離子處理。一般情況下，我們主要采用高效率的去除方法，包括離子交換樹脂法、膜處理法、電去離子處理法。然而，在膜處理法的應(yīng)用中，由于膜很容易受到污染。所以我們要將各種膜處理方法進行結(jié)合，形成一種集成膜處理方法，這種處理方法逐漸成為了工業(yè)廢水中重金屬的處理的趨勢。

2）對于工業(yè)廢水金屬離子，采用零排放處理技術(shù)，不僅可以提高出水質(zhì)量，而且能夠?qū)崿F(xiàn)水資源循環(huán)利用，給工業(yè)企業(yè)帶來良好的環(huán)境效益。同時，為了實現(xiàn)金屬離子零排放目標(biāo)，我們應(yīng)以膜處理為處理單元，再結(jié)合離子交換、濾化學(xué)沉淀等達(dá)到去除重金屬離子的目的。

3）工業(yè)廢水零排放將成為促進工業(yè)企業(yè)持續(xù)發(fā)展的主要目標(biāo)，而以膜處理技術(shù)為處理單元，結(jié)合其他工藝對金屬資源回收利用、降低膜污染將成為金屬離子零排放的發(fā)展方向。

[1]陳明倪，文黃，萬撫.反滲透處理金銅礦山酸性廢水[J].膜科學(xué)與技術(shù)，2008，28（3）：95-99.

[2]高俊松.電去離子技術(shù)凈化電鍍漂洗廢水與濃縮回收重金屬[D].浙江：浙江大學(xué)，2010.

[3]盧月紅，陳彩平.膜技術(shù)治理電鍍廢水實現(xiàn)零排放[J].中國新技術(shù)產(chǎn)品，2009，（21）：4-5.

[4]陳業(yè)鋼.電鍍廢水零排放及重金屬濃縮回收技術(shù)簡述[A].中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會水污染治理委員會（CWPCC），2011：161-166.

[5]趙春霞.反滲透濃水處理現(xiàn)狀與研究進展[J].中國給排水，2009（9）：1-5.

[6]何煌輝.株冶重金屬廢水零排放展[J].湖南有色金屬，2009，25（5）：43-47.

[7]李文國.銅箔廢水零排放處理[A].中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會國家海洋局青島市人民政府：2012，587-589.

Processing Techniques and Methods of Analysis of Heavy Metals in Industrial Waste Water

Gu Jian

Describes the heavy metals in industrial waste water treatment techniques，including ion exchange resin，membrane technology，electro-deionization EDI and other technologies to analyze the characteristics，development and practical application of these methods.On this basis，it introduces several efficient processing methods，including treatment and heavy metal ions zero emission recycling methods to achieve zero discharge of industrial wastewater targets.

industrial waste；heavy metal；membrane treatment process technology

X703

B

1003–6490（2016）04–0217–02

2016–04–13

古?。?980—），男，廣東廣州人，工程師，主要從事環(huán)境重金屬監(jiān)測工作。