如何处理废水中的重金属

Question

如题所述

Answer 1

操作方法
01
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。
2.1.1化学沉淀法
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转变为不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，产生的沉淀物必须很好地处理与处置，否则会造成二次污染。
2.1.2电解法
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。

02
物理处理法
物理处理法主要包含溶剂萃取分离、离子交换法、膜分离技术及吸附法。
2.2.1溶剂萃取分离
溶剂萃取法是分离和净化物质常用的方法。由于液液接触，可连续操作，分离效果较好。使用这种方法时，要选择有较高选择性的萃取剂，废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在，例如在酸性条件下，与萃取剂发生络合反应，从水相被萃取到有机相，然后在碱性条件下被反萃取到水相，使溶剂再生以循环利用。这就要求在萃取操作时注意选择水相酸度。尽管萃取法有较大优越性，然而溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大，使这种方法存在一定局限性，应用受到很大的限制。
2.2.2离子交换法
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。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。

03
生物处理法
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。
2.3.1生物吸附
生物吸附法是指生物体借助化学作用吸附金属离子的方法。藻类和微生物菌体对重金属有很好的吸附作用，并且具有成本低、选择性好、吸附量大、浓度适用范围广等优点，是一种比较经济的吸附剂。用生物吸附法从废水中去除重金属的研究，美国等国家已初见成效。有研究者预处理假单胞菌的菌胶团后，将其固定在细粒磁铁矿上来吸附工业废水中Cu，发现当浓度高至100 mg/L时，除去率可达96%，用酸解吸，可以回收95%铜，预处理可以增加吸附容量。但生物吸附法也存在一些不足，例如吸附容量易受环境因素的影响，微生物对重金属的吸附具有选择性，而重金属废水常含有多种有害重金属，影响微生物的作用，应用上受限制等，所以还需再进行进一步研究。
2.3.2生物絮凝
生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。生物絮凝法的开发虽然不到20年，却已经发现有17种以上的微生物具有较好的絮凝功能，如霉菌、细菌、放线菌和酵母菌等，并且大多数微生物可以用来处理重金属。生物絮凝法具有安全无毒、絮凝效率高、絮凝物易于分离等优点，具有广阔的发展前景。

Answer 2

如果是肉眼可见的重金属，可以用过滤器或者滤膜进行拦截。如果是重金属离子，可以用离子交换树脂进行吸附。

重金属废水可以用如下方法进行处理

化学沉淀法

化学沉淀法是广泛应用于工业重金属废水处理中比较有效的方法，是向水体中投加化学药品，通过沉淀反应去除重金属离子的方法，主要包括氢氧化物沉淀、硫化物沉淀和铁氧体法。

氢氧化物沉淀法处理含重金属废水具有技术成熟、投资少、处理成本低、管理方便等优点。MirbagherzSA等采用碱性试剂，如石灰、氢氧化钠对含铜铬废水进行处理，在pH值分别为12和8.7时，Cu2+和Cr3+完全沉淀下来，废水可达标排放。唱鹤鸣等用氢氧化钠溶液逐渐调节电镀废水pH值，在多个pH值点分别沉淀出电镀废水中铜、铬、锌和镍，使废水中的重金属含量减少到最低。虽然氢氧化物沉淀法可以实现重金属离子从废水中的分离，但氢氧化物沉淀法也存在不足之处:对于两性氢氧化物，pH值若控制不当，重金属离子将会再次溶解;对稀溶液中重金属去除效果不好;沉淀体积量大、含水率高、过滤困难。目前此法在重金属废水的处理中已很少应用。

电絮凝法

电凝聚法作为一项比较成熟的废水处理工艺，得到了广泛应用。丁春生等考察了初始pH值、电解时间、电流强度、NaCl投量、离子共存及曝气量等因素对电凝聚法处理含Cr6+、Cu2+废水的影响。研究表明，在一定的pH值下，电流强度为4A时，在很短的时间内，即可达到较稳定的去除效果;同时金属离子的共存对重金属废水的处理起促进作用，并且适当的曝气会提高重金属的去除率。凝聚法不宜长时间连续操作，否则电极表面易产生致密的黏膜，形成钝化。

近年来采用脉冲电凝聚替代直流电凝聚可有效降低浓差极化，防止钝化。求渊等利用脉冲电凝聚法处理电镀含铬废水，铬离子去除率保持在99.5%以上，达到排放标准。与直流电凝聚法相比，其能效比高，处理时间短。电凝聚法的最新研究方向是周期换向的脉冲信号电凝聚，既具备高压脉冲电凝聚法的优点，又由于两极均可溶，更有利于金属离子与胶体间的絮凝作用，防止电极钝化。

膜分离法

作为一种新型的分离技术，膜分离技术既能对废水进行有效的净化又能回收一些有用物质，同时具有节能、无相变、设备简单、操作方便等特点，因此在废水处理中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景。其原理是通过半透膜选择透过作用，在外界能量的推动下，对溶液中溶质和溶剂进行分离，从而达到分离、提纯的目的。膜分离技术具有高效、节能、无二次污染等优点，在废水处理领域有很大的发展潜力。但是工业废水成分复杂，处理条件较为苛刻，使得膜材料必须具有良好的分离性能和较长的使用寿命，从这方面来看，开发抗污染性能优良的高性能膜具有重要的战略意义。