重金屬廢水處理原則

廢水中的重金屬是各種常用方法不能分解破壞的，而只能轉(zhuǎn)移它們的存在位置和轉(zhuǎn)變它們的物理和化學(xué)形態(tài)。例如,經(jīng)化學(xué)沉淀處理后,廢水中的重金屬從溶解的離子狀態(tài)轉(zhuǎn)變成難溶性化合物而沉淀下來,從水中轉(zhuǎn)移到污泥中；經(jīng)離子交換處理后,廢水中的金屬離子轉(zhuǎn)移到離子交換樹脂上；經(jīng)再生后又從離子交換樹脂上轉(zhuǎn)移到再生廢液中。總之，重金屬廢水經(jīng)處理后形成兩種產(chǎn)物，一是基本上脫除了重金屬的處理水，一是重金屬的濃縮產(chǎn)物。重金屬濃度低于排放標(biāo)準(zhǔn)的處理水可以排放；如果符合生產(chǎn)工藝用水要求，最好回用。濃縮產(chǎn)物中的重金屬大都有使用價值，應(yīng)盡量回收利用；沒有回收價值的，要加以無害化處理。

重金屬廢水的治理,必須采用綜合措施。首先,最根本的是改革生產(chǎn)工藝，不用或少用毒性大的重金屬；其次是在使用重金屬的生產(chǎn)過程中采用合理的工藝流程和完善的生產(chǎn)設(shè)備，實行科學(xué)的生產(chǎn)管理和運行操作，減少重金屬的耗用量和隨廢水的流失量；在此基礎(chǔ)上對數(shù)量少、濃度低的廢水進行有效的處理。重金屬廢水應(yīng)當(dāng)在產(chǎn)生地點就地處理，不同其他廢水混合，以免使處理復(fù)雜化。更不應(yīng)當(dāng)不經(jīng)處理直接排入城市下水道，同城市污水混合進入污水處理廠。如果用含有重金屬的污泥和廢水作為肥料和灌溉農(nóng)田，會使土壤受污染，造成重金屬在農(nóng)作物中積蓄。在農(nóng)作物中富集系數(shù)最高的重金屬是鎘、鎳和鋅，而在水生生物中富集系數(shù)最高的重金屬是汞、鋅等。

1、改革生產(chǎn)工藝，不用或少用毒性大的重金屬。

2、采用合理的工藝流程、科學(xué)的管理和操作，減少重金屬用量和隨廢水流失量，盡量減少外排廢水量。重金屬廢水應(yīng)當(dāng)在產(chǎn)生地點就地處理，不同其他廢水混合，以免使處理復(fù)雜化。更不應(yīng)當(dāng)不經(jīng)處理直接排入城市下水道，以免擴大重金屬污染。

3、廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變成不溶的金屬化合物或元素，經(jīng)沉淀和上浮從廢水中去除。可應(yīng)用方法如中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分離法、電解沉淀(或上浮)法、隔膜電解法等。

4、將廢水中的重金屬在不改變其化學(xué)形態(tài)的條件下進行濃縮和分離，可應(yīng)用方法有反滲透法、電滲析法、蒸發(fā)法和離子交換法等。這些方法應(yīng)根據(jù)廢水水質(zhì)、水量等情況單獨或組合使用。

可分為兩類：一是使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變成不溶的重金屬化合物或元素，經(jīng)沉淀和上浮從廢水中去除，可應(yīng)用中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分離法、離子浮選法、電解沉淀或電解上浮法、隔膜電解法等；二是將廢水中的重金屬在不改變其化學(xué)形態(tài)的條件下進行濃縮和分離，可應(yīng)用反滲透法、電滲析法、蒸發(fā)法、離子交換法等。第一類方法特別是中和沉淀法、硫化物沉淀法和電解沉淀法應(yīng)用最廣。從重金屬廢水回用的角度看，第二類方法比第一類優(yōu)越，因為用第二類方法處理，重金屬是以原狀濃縮，不添加任何化學(xué)藥劑，可直接回用于生產(chǎn)過程。而用第一類方法，重金屬要借助于多次使用的化學(xué)藥劑，經(jīng)過多次的化學(xué)形態(tài)的轉(zhuǎn)化才能回收利用。一些重金屬廢水如電鍍漂洗水用第二類方法回收，也容易實現(xiàn)閉路循環(huán)。但是第二類方法受到經(jīng)濟和技術(shù)上的一些限制，還不適于處理大流量的工業(yè)廢水如礦冶廢水。這類廢水仍以化學(xué)沉淀為主要處理方法，并沿著有利于回收重金屬的方向改進。

電解法：比較廣泛地用于處理含氰的重金屬廢水。以電解氧化使氰分解和使重金屬形成氫氧化物沉淀的方式去除廢水中的氰和重金屬。硫化汞廢渣用電解法處理能高效地回收純汞或汞化物。

上浮法：廢水中的重金屬氫氧化物和硫化物還可用鼓氣上浮法去除，其中以加壓溶氣上浮法最為有效。電解上浮法能有效地處理多種重金屬廢水，特別是含有重金屬絡(luò)合物的廢水。這是因為在電解過程中能將重金屬絡(luò)合物氧化分解生成重金屬氫氧化物，它們能被鋁或鐵陽極溶解形成的活性氫氧化鋁或氫氧化鐵吸附，在共沉作用下完全沉淀。廢水中的油類和有機雜質(zhì)也能被吸附，并借助陰極上產(chǎn)生的細(xì)小氫氣泡浮上水面。此法處理效率高，在電鍍廢水處理中往往作為中和沉淀處理后的進一步凈化處理措施。

離子浮選法：往重金屬廢水中投加陰離子表面活性劑，如黃原酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、明膠等，與其中的重金屬離子形成具有表面活性的絡(luò)合物或螯合物。不同的表面活性劑對不同的金屬離子或同一種表面活性劑在不同的pH值等條件下對不同的重金屬離子具有選擇絡(luò)合性，從而可對廢水中的重金屬進行浮選分離。此法可用于處理礦冶廢水。

離子交換和吸附：廢水中的重金屬如果以陽離子形式存在，用陽離子交換樹脂或其他陽離子交換劑處理；如果以陰離子形式存在，如氯堿工業(yè)的含汞廢水中的氯化汞絡(luò)合陰離子（HgCl4）-2，氰化電鍍廢水中的重金屬氰化絡(luò)合陰離子Zn(CN)厈、Cd(CN) 、Cu(CN)，含鉻廢水中的鉻酸根陰離子CrO-，則用陰離子交換樹脂處理。

活性炭能在酸性(pH值2～3)條件下從低濃度含鉻廢水中有效地去除鉻。含硫活性炭能有效地去除廢水中的汞。活性炭還可用于處理含鋅和銅的電鍍廢水。活性炭能吸附CN-,并在有Cu2 和O2存在的條件下使CN-氧化，從而使吸附CN-的部位得到再生。

膜法：主要有電滲析和反滲透法。電滲析的特點是濃縮倍數(shù)有限,須經(jīng)多級電滲析處理,才能把廢水中有用物質(zhì)濃縮到可回用的程度。反滲透法用于處理鍍鎳、鍍銅、鍍鋅、鍍鎘等電鍍漂洗廢水。對鎳、銅、鋅、鎘等離子的去除率大都大于99%。因此重金屬廢水通過反滲透處理就能濃縮和回用重金屬，反滲透水（產(chǎn)水）質(zhì)量好時也可回用。

納米重金屬水處理技術(shù)：

納米材料因其比表面積遠(yuǎn)超普通材料，故同一種物質(zhì)將會顯示出不同的物化特型，很多新型的納米材料都不斷地在水處理行業(yè)中實驗、實踐。被環(huán)保部、科技部、工信部、財政部四部委聯(lián)合審批立項為“2011年國家重大科技成果轉(zhuǎn)化項目”———納米水處理工藝及系列產(chǎn)品，在江西銅業(yè)股份有限公司應(yīng)用取得了歷史性的突破，填補了國內(nèi)空白 。

國內(nèi)通常采用的重金屬廢水處理方法，包括石灰中和法和硫化法等。這些傳統(tǒng)的處理工藝，雖然可以將廢水中的重金屬去除掉，但是處理效果并不穩(wěn)定，處理后回收的清水水質(zhì)仍難以確保穩(wěn)定達標(biāo)排放，而且還會產(chǎn)生二次污染。納米重金屬水處理技術(shù)不僅能使處理后的出水水質(zhì)優(yōu)于國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)且穩(wěn)定可靠，投資成本和運行成本較低，與水中重金屬離子反應(yīng)快，吸附、處理容量是普通材料的10倍到1000倍，而且使沉淀的污泥量較傳統(tǒng)工藝降低50%以上，污泥中雜質(zhì)也少，有利于后續(xù)處理和資源回收。有數(shù)據(jù)顯示，同樣是每日處理300立方米重金屬污水量，傳統(tǒng)工藝每天要產(chǎn)生25噸石灰渣污泥，而采用納米技術(shù)后每月只產(chǎn)生25噸納米金屬泥。尤其值得關(guān)注的是，這種污泥中的重金屬單位含量提高了30倍。若以銅冶煉廠的廢水處理為例，其回收的納米銅泥品位已達到20%，完全可以作為銅礦資源再生利用。

重金屬廢水經(jīng)處理形成的濃縮產(chǎn)物，如因技術(shù)、經(jīng)濟等原因不能回收利用，或者經(jīng)回收處理后仍有較高濃度的金屬物未達到排放標(biāo)準(zhǔn)時，不能任意棄置，而應(yīng)進行無害化處理。常用方法是不溶化和固化處理，就是將污泥等容易溶出重金屬的廢物同一些重金屬的不溶化劑、固定劑等混合，使其中的重金屬轉(zhuǎn)變成難溶解的化合物，并且加入如水泥、瀝青等膠結(jié)劑，將廢物制成形狀有規(guī)則、有一定強度、重金屬浸出率很低的固體；還可用燒結(jié)法將重金屬污泥制成不溶性固體。

重金屬廢水處理是指將重金屬廢水中的重金屬去除并予以回收利用或無害化處理的過程。在礦冶、機械制造、化工、電子、儀表等工業(yè)中的許多生產(chǎn)過程中都產(chǎn)生重金屬廢水。例如，金屬表面加工，特別是電鍍過程中排出含有鉻、鎘、銅、鋅、鎳等重金屬和氰化物的漂洗廢水和鍍槽廢液，在使用汞的生產(chǎn)過程中，如使用汞陰極電解法的氯堿制造工業(yè)，使用氯化汞或硫酸汞作催化劑的乙烯生產(chǎn)過程，使用汞作原料的電子和儀器儀表工業(yè)等 。

重金屬廢水是對環(huán)境污染最嚴(yán)重和對人類危害最大的工業(yè)廢水之一。20世紀(jì)60年代震驚世界的日本公害病──水俁病和痛痛病，就是分別由含汞廢水和含鎘廢水污染環(huán)境造成的。因此，各國對重金屬廢水的治理都十分重視。