化工企業(yè)重金屬廢水治理

鄭許浩翔

（江西瑞林裝備有限公司，江西 南昌 330000）

隨著世界人口數(shù)量的逐漸增加，對于水資源的需求量也逐漸提高，作為關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會生產(chǎn)的重要資源，同時也是人們生活中不可或缺的重要資源。近些年來，現(xiàn)代技術(shù)不斷發(fā)展，工業(yè)企業(yè)的數(shù)量不斷在增加，其產(chǎn)出的污水量也越來越多，廢水中的最主要的污染物就是重金屬，將其直接排放到環(huán)境中，無法通過自然代謝的方式被降解，因此對環(huán)境的影響是永久性的[1]。伴隨著人類生態(tài)保護(hù)意識逐漸提高，對于工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)也越來越高，我國已經(jīng)出臺了具體的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，以該標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)，污水治理工作受到了越來越多的重視。

基于此，本文提出化工企業(yè)重金屬廢水治理研究，分析了工業(yè)廢水中包含的主要重金屬元素，以此為基礎(chǔ)制定了相應(yīng)的治理措施，并同時試驗驗證了所提方法的有效性。通過本文的研究，以期為重金屬廢水的治理工作提供有價值的參考。

1 工業(yè)廢水重金屬組成分析

重金屬廢水的主要來源包括金屬冶煉加工、制革、農(nóng)藥、造紙、核技術(shù)以及石油化工行業(yè)。由于其在生產(chǎn)過程中分別在原材料和原材料的處理階段有重金屬的參與，因此排放的廢水中重金屬含量較高，不符合國家規(guī)定的污水排放標(biāo)準(zhǔn)。以金屬工業(yè)為例，礦產(chǎn)資源種類的多樣性決定了生產(chǎn)加工排放的廢水中重金屬的類型也是多種多樣的，包括Cu2+、Al3+、Ni2+、As5+、Cr6+、Cr3+、Fe3+、Zn2+、Pb2+、Ag+、Co2+、Cd2+等，該類物質(zhì)不僅難以通過生物降解的方式被消化，且極易被生物吸收，造成局部植物營養(yǎng)富集化生長，衍生出新型的毒性，持續(xù)輸出到環(huán)境之中，長此以往，會形成極具潛在危害的污染物[2]。由此可以看出，對重金屬廢水進(jìn)行徹底治理是關(guān)系到生態(tài)環(huán)境發(fā)展以及人體健康的重要舉措。

2 重金屬廢水治理

在長期的重金屬治理過程中，逐漸發(fā)展出3類主要處理方法：第一類是化學(xué)法，利用重金屬離子在化學(xué)反應(yīng)中不穩(wěn)定性，將其置換為固態(tài)形式，再通過過濾的方式去除；第二類是物理法，是主要是針對分子大小較大的重金屬，在不改變其化學(xué)形態(tài)的條件下，以吸附、濃縮的方式在水中分離出目標(biāo)物質(zhì)；第三類是生物法，充分利用微生物、植物對重金屬的吸收、富集能力，將其集中在更加直觀的載體中。

本文以此為基礎(chǔ)，提出了一種復(fù)合性的重金屬去除方法，具體操作過程如下。

2.1 水質(zhì)電解

在原始的廢水中，重金屬離子并不都是以懸浮的形式存在的，特別是對于部分小型化工企業(yè)而言，其對污水排出量相對較小，因此治理工作通常以周期性的形式開展，在這一過程中，分子質(zhì)量較大的重金屬離子會出現(xiàn)聚集沉淀。此時直接對其進(jìn)行治理效果并不理想。因此，本文首先對其進(jìn)行電解處理，在15V電壓下電解處理5-20min激活水中的重金屬離子，使其更容易被過濾，其基本原理如圖1所示。

圖1 電解水原理圖

如圖1所示，在電解作用下，廢水中的重金屬在電源陰極被還原，并以沉淀的形式存在于電極表面和電解槽內(nèi)。通過這樣的方式可以有效降低廢水中Cu2+、Cr3+、Fe3+、Zn2+、Pb2+、Ag+。

2.2 生物膜過濾

對于電解析出的大分子重金屬物質(zhì)，需要對其進(jìn)行過濾處理，由于其已經(jīng)是以固態(tài)形式存在，因此，本文選擇效率更高的生物膜過濾的方式對其進(jìn)行過濾處理[3]。借助膜內(nèi)外的壓力差，將廢水與金屬離子分離。本文使用的生物膜為低壓納濾膜，其可以有效截留鎘、鋅、銅。在具體的實施過程中，首先將廢水的pH值調(diào)至4.0～6.0之間，控制壓力在0.6MPa～0.7MPa范圍內(nèi)、廢水流速為10L/h～15L/h時，其主要根據(jù)重金屬濃度設(shè)置。通過這樣的方式，截留廢水中95%以上的金屬離子。

2.3 生物吸附

經(jīng)過過濾處理的廢水中的重金屬主要是小分子離子，對于該類物質(zhì)，本文通過生物吸附的方法實現(xiàn)對其的去除。使用安全可靠的活性炭作為吸附劑，碳原子表面的孔隙可以將重金屬離子吸入到其結(jié)構(gòu)內(nèi)部，并將其“束縛”在碳原子內(nèi)部[4]。碳原子表面的殼聚糖，在分子結(jié)構(gòu)上顯示出明顯的N-2-羧芐基特征，這可以證明最大限度抓取金屬周圍的離子結(jié)構(gòu)，從而有效去除Al3+、Ni2+、As5+、Cr6+等重金屬。

3 試驗測試

為了測試本文提出治理方法的效果，進(jìn)行了實驗測試。

3.1 試驗條件

本文以某化工企業(yè)的工業(yè)廢水為試驗對象，其中水中的重金屬含量如表1所示。

表1 試驗廢水指標(biāo)統(tǒng)計表

將指標(biāo)如表1的廢水分為10組，每組樣品重量為5L，采用本文提出的方法對其進(jìn)行處理。

3.2 試驗過程

首先在15V的電解環(huán)境中對污水進(jìn)行10min的電解處理，使水中的重金屬離子可以完全漂浮于水中，在通過生物膜過濾的方式去除水中的大分子離子，對于無法通過過濾去除的小分子重金屬離子，采用吸附的方式對其進(jìn)行集中處理，以此實現(xiàn)對重金屬廢水的有效治理。

3.3 試驗結(jié)果

在上述基礎(chǔ)上，統(tǒng)計了10組處理結(jié)果的均值作為最終的試驗結(jié)果，具體如表2所示。

表2 廢水處理結(jié)果

從表2中可以看出，對比處理前的水體重金屬含量，處理后的重金屬含量均達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，可以排放。說明本文提出的重金屬廢水處理方法能夠?qū)崿F(xiàn)對重金屬的有效去除，提高水體的質(zhì)量。

4 結(jié)論

工業(yè)行業(yè)的不斷發(fā)展促使著其產(chǎn)出的工業(yè)廢水量也越來越多，如何實現(xiàn)對廢水中重金屬物質(zhì)的有效處理，確保排除的廢水符合排放指標(biāo)成為了現(xiàn)階段環(huán)境治理和工業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容。本文提出化工企業(yè)重金屬廢水治理研究，在明確了工業(yè)廢水中重金屬元素組成的基礎(chǔ)上，提出了具體的治理方法，實現(xiàn)對重金屬含量的有效控制。