廢水中重金屬離子處理技術(shù)研究

張超

湖北謀創(chuàng)環(huán)境技術(shù)咨詢有限公司 湖北 武漢 430062

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)行業(yè)人士在對(duì)廢水中的重金屬離子實(shí)施處理過(guò)程中，從之前末端操作形式，一直轉(zhuǎn)變成為全過(guò)程處理的方式，站在最開(kāi)始廢水排出工序下，做到了整體上廢水的全面處理。而在此過(guò)程中，最常見(jiàn)的模式就是膜分離技術(shù)，鑒于其表現(xiàn)出來(lái)的諸多優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越受到行業(yè)人士的青睞。

1 重金屬?gòu)U水處理方法

1.1 沉淀法

因?yàn)椴煌闹亟饘匐x子有不同的特性，所以選擇不同的沉淀劑用來(lái)符合不同重金屬離子的特性，從而將重金屬離子從廢水中分離出來(lái)，常見(jiàn)的沉淀方法有硫化物沉淀法、氫氧化物沉淀法等。付逸群等研究工業(yè)廢水處理中化學(xué)沉淀反應(yīng)的應(yīng)用。Al3+、Ca2+或Fe3+等離子可以和PO3-形成化學(xué)沉淀，絡(luò)合后產(chǎn)生具有吸附性的聚磷酸鹽絮凝沉淀，沉淀，凝聚，絮凝，固液分離后可實(shí)現(xiàn)有效的除磷。磷酸銨鎂沉淀法（MPA法）是化學(xué)沉淀法處理氨氮的主要方法，它可以回收氮所以應(yīng)用廣泛。通過(guò)MPA方法得到的產(chǎn)物MgNH4PO4、6H2O可通過(guò)堿處理，熱解，酸溶解等回收。提純后可用作化學(xué)試劑，是一種廣泛使用的化學(xué)原料。MPA中含有作物生長(zhǎng)所需的元素P、N和Mg，有助于作物吸收而且釋放緩慢。它既可以用作優(yōu)質(zhì)的緩釋肥料，也可以用作飼料添加劑，具有商業(yè)價(jià)值和環(huán)境保護(hù)可作為環(huán)保治理副產(chǎn)品。含鉻廢水處理工藝中目前較為常用的是還原沉淀法，還原劑在酸性條件下將Cr(+VI)還原成Cr(+III)，然后加入NaOH或石灰，反應(yīng)生成Cr(OH)3沉淀。還原沉淀法的投資小、成本低，操作方法簡(jiǎn)單，處理效果可達(dá)80%，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。除鉛工藝以氫氧化物沉淀法在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用較多，沉淀劑主要有燒堿純堿、石灰、氫氧化鎂等。磷酸鹽沉淀法反應(yīng)機(jī)理為廢水中PO43-與鉛離子反應(yīng)生成磷酸鉛沉淀。在同樣溫度下，不溶性鉛鹽中Pb3(PO4)2沉淀最快，溶解度最低。沉淀法是最簡(jiǎn)單的，因?yàn)橹灰恋韯┻M(jìn)入廢水中，就會(huì)迅速沉淀并且效率很高，但是在重金屬離子廢水處理過(guò)程中它容易產(chǎn)生二次污染，并且消耗大量的沉淀劑，沉淀劑不能二次利用，后續(xù)處理工作煩瑣。

1.2 生物方法

在多數(shù)的行業(yè)人士的觀點(diǎn)當(dāng)中認(rèn)為，在廢水重金屬去除操作當(dāng)中，最有效的就是細(xì)菌與藻類(lèi)相結(jié)合使用。在藍(lán)細(xì)菌與微藻細(xì)菌當(dāng)中，最核心的就是多糖和碳水化合物，其中兩種物質(zhì)都是負(fù)電攜帶者。帶負(fù)電荷的配體可以與大多數(shù)金屬結(jié)合，這是從廢水中去除重金屬離子的原理。李如意篩選出一株對(duì)錳（II）具有高抗性的細(xì)菌菌株。該菌株屬于Providence屬，被命名為Providenciasp.LLDRA6。同時(shí)，詳細(xì)研究了目標(biāo)菌株對(duì)六種重金屬的抗性。結(jié)果表明，該菌對(duì)Cd2+、Pb2+、Cu2+、Cr6+、Zn2+和Mn2+六種重金屬都具有抗性，其中對(duì)Mn2+的抗性最大。這表明該菌株可用于吸附重金屬，對(duì)Mn2+的吸附效果良好。生物方法所用菌株的生長(zhǎng)速度較慢，大量使用時(shí)，成本增加，廢水中的浮游生物增加。且生物吸附劑對(duì)環(huán)境有要求，難以廣泛使用。

1.3 吸附法

吸附法的優(yōu)點(diǎn)有效率高、成本低、操作簡(jiǎn)單、沒(méi)有二次污染、吸附劑可循環(huán)利用等。海藻酸鈉-三聚氰胺(AlgMel)是以海藻酸鈉和三聚氰胺為原料制備的一種綠色環(huán)保復(fù)合凝膠吸附劑，對(duì)Pb2+有良好的吸附選擇性，最大吸附量可達(dá)到287.7mg/g。磁性羧甲基纖維素基水凝膠(MHG)是以羧甲基纖維素、β-環(huán)糊精和Fe3O4粒子為原料制備的高吸附性能材料，對(duì)Cu2+有良好的選擇吸附性，吸附量與濃度成正比。研究人員以自制的氨基乙酸螯合樹(shù)脂(NDC-AA)為吸附劑，實(shí)驗(yàn)顯示其對(duì)Ni(II)的吸附飽和量達(dá)到0.654mmol/g，即使在共存鹽體系中也高于其他兩種商用樹(shù)脂。樹(shù)脂可使用4%的鹽酸濃度進(jìn)行再生，不僅效果好，而且成本低。樹(shù)脂的吸附效果穩(wěn)定更是一大優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)多批次吸附-再生實(shí)驗(yàn)后，吸附容量沒(méi)有明顯下降。研究人員研究了水滑石基水凝膠對(duì)水中重金屬去除的影響。使用水滑石（LDH）作為基質(zhì)，制備的磁性水滑石藻酸鈣微球（Fe3O4/LDH-AM）和聚乙烯亞胺/水滑石藻酸鈣微球（PEI/LDHAM）對(duì)Cd2+、Pb2+和Cu2+具有優(yōu)異的吸附作用。結(jié)果表明，F(xiàn)e3O4/LDH-AM和PEI/LDHAM可以作為重金屬吸附劑來(lái)吸收重金屬離子，而且產(chǎn)物易于分離，可重復(fù)使用，具有實(shí)用價(jià)值[1]。

2 廢水中重金屬離子處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

行業(yè)人士在對(duì)廢水中的重金屬離子實(shí)施處理過(guò)程中，能夠整合所有的環(huán)節(jié)，加大治理力度，全面做好廢水處理工作。在之前很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，多數(shù)的工作人員忽視了源頭治理工作的重要性，在過(guò)分重視末端治理環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，自然導(dǎo)致大量的有害物質(zhì)存儲(chǔ)區(qū)域得以改變，伴隨著新介質(zhì)成為新的污染源，此時(shí)極易引發(fā)再次污染的現(xiàn)象。面對(duì)該種現(xiàn)狀下，在實(shí)際廢水處理過(guò)程中，要想能夠達(dá)到理想的重金屬離子處理效果，那么自然需要行業(yè)人士融合源頭把控、過(guò)程監(jiān)管等多方面的技術(shù)工藝，致力于妥善廢水處理水平的提高。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的觀察可以發(fā)現(xiàn)，在實(shí)施重金屬離子廢水處理工序當(dāng)中，接下來(lái)將邁向可以再次利用的金屬回收方面。行業(yè)人士將去除廢水當(dāng)中的重金屬物質(zhì)，然后開(kāi)展針對(duì)性的提純操作，將其中涵蓋的價(jià)值物質(zhì)加以提取，再次處理以后達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行排放，一方面能夠促使廢水得以全面的處理，另一方面也能夠提高資源回收利用效率[2]。

3 結(jié)束語(yǔ)

簡(jiǎn)而言之，廢水中的重金屬離子是造成水污染的重要原因，重金屬離子可以進(jìn)入地下水，危害居民用水，也會(huì)被植物吸收，產(chǎn)生生物富集，最終對(duì)人體造成影響。綜述了廢水中重金屬離子的處理方法，介紹了發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)缺點(diǎn)，展望廢水處理的未來(lái)趨勢(shì)。