重金属废水污染及治理技术

重金属废水污染及治理技术

仇伟锋

仇伟锋

煤科集团杭州环保研究院有限公司浙江省杭州市310006

摘要：在目前的生产生活中，人们逐渐加深了对环境保护的关注，节能减排是现在各行各业得以可持续性发展的关键。目前重金属污染问题十分严重，重金属废水污染治理是人们首要需要研究治理的课题之一。本文主要是对重金属废水污染的程度、现状以及重金属废水污染的治理技术进行了简要的探讨。

关键词：重金属；废水处理；污染

引言：

重金属是指汞、铬、铅等具有生物毒性的元素物质，他们多以物理或化学形态存在于水体、土壤和大气当中，在环境中慢慢的累积会导致重金属污染的产生。由于采矿事业的发展，重金属废水污染问题逐渐的加剧，重金属废水污染问题的治理，也逐步成为人们目前关注的焦点。人们在不断的采取有效措施，对废水进行治理，恢复被污染的水体。

一、重金属污染的危害

随着工业化程度的加深，工业废物的排放和治理不及时导致了重金属物质的污染超标。重金属物质极难消解，当其在水体中过度堆积的时候会造成水体的污染，进而影响到水生植物和水生动物，对整个水体的生态系统都造成严重的破坏。还会通过食物链的传递，直接影响到人类的健康安全。

在矿产、机械制造、化工、电子等等多个行业都会产生大量的重金属废水和污染，这些对人类的生活环境和人类自身的健康都产生了极大的威胁。重金属废水的排放会污染整个生态环境。除此之外，水体中的重金属污染还有自然源，如岩石风化的碎屑产物可能含有重金属物质，通过自然途径进入水体中，可能会加剧水体的重金属污染。当人类通过各种渠道过度摄入重金属后，会导致畸形、肾脏受损、动脉硬化等等健康问题。目前，婴幼儿的畸形、儿童砷中毒、铅汞中毒等等现象时有发生，这都表明重金属废水污染会威胁到人类生命安全的发展以及生态环境的平衡。因此，必须要对重金属污染物进行有效的治理，通过合理的方案，采取高科技的技术水平，采用有效的方法来解决重金属废水污染问题，恢复水体的安全和清澈，保证人类的生命安全。

二、重金属污水处理的技术发展

治理重金属污染的方法主要有三种：一是化学法，二是物理法，三是生物法。要根据水中重金属污染的程度以及存在的形态和不同的来源进行综合治理。

（一）化学法

化学法主要包括化学沉淀法和电解法，主要适用于含较高浓度重金属离子废水的处理，化学法是目前国内外处理含重金属废水的主要方法。

化学沉淀法的原理是通过化学反应使废水中呈溶解状态的重金属离子转变为难溶于水的重金属化合物，通过过滤和分离使沉淀物从水溶液中去除，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法。由于受沉淀剂和环境条件的影响，沉淀法往往出水浓度达不到要求，需作进一步处理，产生的沉淀物必须进行妥善的处理与处置，否则会造成二次污染[1]。

电解法是利用金属的电化学性质，金属离子在电解时能够从相对高浓度的溶液中分离出来，然后加以利用。电解法主要用于电镀废水的处理，这种方法的缺点是水中的重金属离子浓度不能降的很低。所以，电解法不适于处理较低浓度的含重金属离子的废水。

纳米重金属水处理技术也是目前被广泛使用的方法之一。国内通常采用的重金属废水处理方法，包括石灰中和法和硫化法等。这些传统的处理工艺，虽然可以将废水中的重金属去除掉，但是处理效果并不稳定，处理后回收的废水水质仍难以确保稳定达标排放，而且还会产生二次污染。而纳米重金属水处理技术不仅能使处理后的出水水质优于国家规定的排放标准且稳定可靠，投资成本和运行成本较低，与水中重金属离子反应快，吸附、处理容量是普通材料的10倍到1000倍，而且使沉淀的污泥量较传统工艺降低50%以上，污泥中杂质也少，有利于后续处理和资源回收。有数据显示，同样是每日处理300立方米重金属污水量，传统工艺每天要产生25吨石灰渣污泥，而采用纳米技术后每月只产生25吨纳米金属泥。尤其值得关注的是，这种污泥中的重金属单位含量提高了30倍。若以铜冶炼厂的废水处理为例，其回收的纳米铜泥品位已达到20%，完全可以作为铜矿资源再生利用。

（二）物理法

物理化学法主要指的是离子交换、吸附、膜分离等方法，而这种方法只适用于重金属离子含量较低的污水之中。离子交换法是重金属离子与离子交换剂进行交换，达到去除废水中重金属离子的方法。常用的离子交换剂有阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螯合树脂等[2]。几年来，国内外学者就离子交换剂的研制开发展开了大量的研究工作。随着离子交换剂的不断涌现，在电镀废水深度处理、高价金属盐类的回收等方面，离子交换法越来越展现出其优势。离子交换法是一种重要的电镀废水治理方法，处理容量大，出水水质好，可回收重金属资源，对环境无二次污染，但离子交换剂易氧化失效，再生频繁，操作费用高。吸附法主要是采用多孔的吸附材料吸附水中的大型金属离子。在吸附材料中，活性炭是一种通用的吸附材料，它对于吸附重金属有很强的能力，并且除重金属离子的效率高，是它的价格较昂贵，是比较受限制的一类吸附材料。膜分离法具有节能、设备简单、操作简便的好处，这种方法主要包括电渗析法、纳滤法、液膜法等方法。

（三）生物法

生物处理法是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法，包括生物吸附、生物絮凝、植物修复等方法。生物絮凝法是利用微生物或是微生物产生的代谢产物，对水中的重金属物质进行絮凝的一种方法。微生物的絮凝剂是由微生物自己形成的，具有很高的絮凝效果；生物吸附法是经过一系列的生物化学作用使游离于水中的重金属物质被微生物细胞吸附的过程，这种方法降低了利用水处理剂而产生的经济行为，降低了生产的成本。植物修复法，是一种利用植物自然生长修复重金属污染物的技术总称。修复方式包括植物固定、植物吸收、植物挥发三种，通过植物去吸收、提取、分解、转化或者把重金属物质固定在土壤、污泥、地表。这种方式相比较于气压的方式较简单，并且成本较低，对环境的改动较少，植物修复法是一种在重金属污染治理方面应用较广泛的方法。

三、重金属物质废水治理研究的展望

现在我们人类的各种工业活动中，工业中重金属的污水排放造成了生态环境的重金属污染。治理这种重金属污染，要从源头做起，要在工业重金属污水排放的源头控制其任意的排放，并且要对排放的污水采取有效的处理措施。在各种重金属处理的方法中，物理化学法有着广泛的应用，对于治理工业重金属水处理，不断的研究并不断的改善污水处理剂与污水处理的设备，从而来提高重金属污物在治理时的吸附效果，更好的把水处理工作做到实处[3]。同时也要注意对重金属化合物的回收再利用，利用物理化学法来提高吸附材料的吸附效率以及吸附材料的再生能力。微生物法处理有安全无毒使用方便的优点，并且不会产生二次污染，絮凝的效果也非常好，微生物的生长速度还比较快，比较容易实现工业化的特点。组合工艺也是一种提高重金属分离效率的有效手段，要利用各种方法的优点，效的组合各种技术，从而提高重金属污水的分离。

综上所述，重金属废水污染已经严重的影响了人们的生命安全和生活环境，做好工业中的重金属废水排污治理工作是对人们正常生活的保障和对节能减排政策的响应。在废水处理问题中，一定要根据实际的情况来进行具体的分析，要采取最适宜的技术手段和治理方案，加强工作人员的专业程度和责任心，同时还要加强有关部门的监督管理力度，通过多方面的发展共同的实现重金属废水污染的治理。

参考文献

[1]宋威.我国水环境重金属污染现状及应对策略[J].资源节约与环保.2015（09）

[2]李海芹，王静.重金属废水污染及其处理方法研究[J].中国资源综合利用，2017，35（12）：51-52+58.

[3]郭玲.重金属废水处理问题和对策研究[J].环境与发展，2018，30（01）：71+73.