工业废水文献综述.doc

工业废水处理课程论文

题目： 重金属废水处理方法综述
姓名： XXX
学号： XXXXX
学院： 环境学院
专业： 环境工程
班级： 1班
指导老师： XX

二零一二年 五月 十四日

重金属废水处理方法综述
摘要：本文介绍了几种典型的重金属废水处理方法，主要包括化学沉淀法、还原法、吸附法、膜分离法、混凝法、离子交换法、电化学法等，并对上述方法的机理、优缺点进行了综述。
关键词：重金属废水　处理方法　机理　优缺点
一 引言
随着现代工业的高速发展，重金属工业废水的排放量日益增加，水质更加复杂，其中有些属于致癌、致畸或致突变的剧毒物质对人类危害极大。在环境污染方面所说的重金属主要指汞、铬、镉、铅、镍、铜等不具备自然净化能力，难被生物氧化分解且毒性极强的金属元素。重金属废水主要来源于电镀、矿山开采、机械加工、有色金属冶炼、废旧电池垃圾处理，以及农药、医药、油漆、颜料等生产过程排放的废水。目前，研究经济、高效的重金属工业废水的处理技术已成为环保工作的当务之急。水体重金属污染已经成为我国和世界上最严重的环境问题之一，对重金属废水的治理受到国内外科研工作者的高度重视。
二 重金属废水处理方法
（一） 我国重金属废水污染现状
近年来随着城市现代化水平和工业生产的发展，废水排放量逐年增加，我国水体重金属污染问题越来越严重，这主要是工业重金属废水的大量排放造成的，高达80.1%江河湖库底质受到污染，各类地表水饮用水体中重金属的超标现象严重。35.11%的城市河流的河段出现总汞含量超过地表水三类水体标准的现象，25%的河段总铅含量超过三类水体标准，18.46%的河段有总镉含量的超标样本出现。黄河、淮河、辽河等十大流域的水质中重金属含量超标断面的污染程度均为劣五类；黄浦江水系表层沉积物调查发现，九条支流中铜、锌、镉、铅污染较严重，干流汞含量明显增加，更为严重的是镉超背景值2倍，铅超1倍；苏州河中铅全部超标，镉为75%超标，汞为62.5%超标。进入江河等的污染物最终流入海洋，致使重金属污染的危害殃及博大的海洋，如果对此现象不加重视和控制，这种危害将越来越严重。
（二）重金属处理方法
不同于有机物可以被分解破坏，重金属只能转移其存在位置和改变它们的物理和化学状态。目前,世界各国重金属废水处理方法主要有三类:化学反应去除法、吸附浓缩分离去除法以及微生物或植物去除法。
第一类是废水中重金属离子通过发生化学反应除去的方法,包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法、化学还原法、电化学还原法和高分子重金属捕集剂法等。
（1）化学沉淀法
化学沉淀法是指通过调节pH、加入硫化物、铁盐等方法使废水中重金属形成沉淀后，采用固液分离的手段，达到去除重金属离子的目的的方法。是重金属废水处理中最常应用的方法，包括：氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体法等。化学沉淀法是目前应用最广泛的工业废水处理方法，具有简单、易操作等特点，但是它适用于重金属初始浓度较高的废水，对浓度较低的重金属废水的去除效率偏低，且易产生大量的污泥化学沉淀法常常与其他水处理方法相结合，互相取长补短，构成新工艺，使重金属废水处理更加完善。
（2）还原法
还原法是利用还原剂和含重金属离子废水接触反应，将重金属离子由高价还原至低价的一种废水处理方法。目前还原法一般用作废水处理的预处理方法使用。
（3）电化学法
电化学法利用电解的基本原理，使废水中重金属离子通过电解在阴－阳两级上分别发生氧化还原反应使重金属富集。电化学法具有无需添加任何氧化剂、絮凝剂等化学药品，不会或很少产生二次污染，设备体积小、占地少、操作灵活简单等优点，但也存在着能耗大、成本高、析氧和析氢等副反应多的不足。
（4）新型金属捕集剂
新型金属捕集剂法是指用捕集剂与某一金属离子结合时,均通过其结构中的2个硫与烃基及磷酸根和金属离子形成多个环,故形成的化合物为螯合物,并具有高稳定性。重金属的去除率均可达99%以上,反应的效率较高, 处理重金属废水时污泥沉淀快,含水率低,并具有良好的选择性,可将部分重金属离子与其他离子分离、回收再利用,从而克服了传统化学处理法的不足,为后续的处理提供了方便,特别对废水中重金属含量低的废水,处理费用相对较低,相信有很好的应用前景。
第二类是使废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行吸附、浓缩、分离的方法,包括吸附、溶剂萃取、蒸发和凝固法、离子交换和膜分离等。
（1）吸附法
吸附法是利用吸附剂活性表面对重金属离子的吸引来去除废水中的重金属离子的一种方法。可以分为物理化学吸附法和生物吸附法。化学吸附法适用于处理重金属浓度偏低的废水，由于某些吸附剂价格偏高，制约了物理化学吸附法的使用；生物吸附法因其具有经济高效、较少二次污染等特点，已成为公认具有发展潜力的方法。
（2）膜分离法
膜分离法利用各类膜特有的性能，实现重金属离子从废水中分离的目的。主要有：电渗析法、反渗透膜法、超滤、微滤和纳滤等。微滤和超滤因其操作简单、能耗低、通量大等特点，是目前应用范围最广最为成熟的膜分离技术。
（3）混凝法
混凝作用的基本原理是通过向水中投加各种无机或有机絮凝剂，使分散的胶体颗粒与溶解态的混凝剂之间产生固相与液相之间的化学吸附、电中和脱稳以及粘结架桥的作用，经过脱稳颗粒间的碰撞结合，形成较大的絮凝体颗粒而迅速沉降，从而达到加速混浊水澄清的目的。混凝是废水处理中最常用的方法，主要用来去除废水中的疏水性胶体和悬浮颗粒物，一般不能单独用来去除废水中的重金属，因此常与其他方法相结合以达到去除废水中重金属的目的.
（4）离子交换法
离子交换法是利用重金属离子与离子交换树脂发生离子交换，使废水中重金属浓度降低，从而使废水得以净化的方法。离子交换法的优点是选择性高，可以去除用其他方法难于分离的金属离子，可以从含多种金属离子的废水中选择性地回收贵重金属；另外它既可以去除废水中的金属阳离子，也可以去除阴离子，可以使废水净化到较高的纯度，缺点是离子交换树脂的价格较高，树脂再生时需要酸、碱或食盐等，运行费用较高，再生液需要进一步处理。因此，离子交换法在较大规模的废水处理工程中较少采用。
第三类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,其中包括生物絮凝、生物化学法和植物生态修复等。
（1）生物絮凝法
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。微生物絮凝剂能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。絮凝效果具有较高的稳定性，有无机絮凝剂和合成有机絮凝法无法比拟的优点,处理废水安全方便无毒、不产生二次污染、絮凝效果好,但当前也存在着生产成本较高、活体絮凝剂保存困难、难以进行工业化生产的难题,大部分生物絮凝剂还处于探索研究阶段。
（2）生物化学法
生物化学法指通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。但高浓度的重金属废水对微生物毒性大,故此法有一定的局限性,不过,可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊功能的菌株,微生物处理重金属废水一定具有十分良好的应用前景。
（3）植物修复法
植物修复法是指利用植物通过吸收、沉淀和富集等作用降低被污染土壤或地表水的重金属含量,以达到治理污染、修复环境的目的。植物修复法与其他的方法相比具有技术和经济上的双重优势,实施较简便、成本较低和对环境扰动少。种植植物不仅可以净化和美化环境,而且在清除土壤中重金属污染物的同时,可以从富含金属的植物残体中回收贵重金属,取得直接的经济效益。缺点是治理效率较低,不能治理重污染土壤。总之,植物修复技术作为一种新的污染治理替代技术,尽管具有极大的潜力和市场前景,但目前主要还停留于实验室模拟研究阶段,许多研究是根据盆栽试验估算出相应的植物修复潜力,因此植物修复技术从实验室走向产业化应用还需时日。
三、小结
（一）存在问题
综上所述，处理重金属废水的方法有很多种，这些方法各有各的优缺点，因此要结合实际情况，选择合适的处理方法或者将几种方法联合使用，以取得较好的处理效果。
（二）重金属废水治理技术的展望
重金属废水是一个十分复杂的混合体系,用单一处理技术处理已经很难达到处理要求。重金属废水处理技术主要应向以下几个方面发展:
(1)加强微生物和植物去除金属的机理研究,在现有研究的基础上,着重通过现代分析技术研究金属离子在细胞内外的沉积部位和状态、金属与细菌中的特定官能团以及植物中的螯合物结合的方式以及官能团结构和特性,并结合材料学、分子生物学、基因工程学等学科,开发出更加高效的微生物菌种,筛选出重金属超累积植物;
(2)对物理处理新技术、生物处理新技术和计算机辅助应用技术的开发和应用;
(3)注重对环境无影响和无毒无害新型水处理药剂的开发和利用;
(4)重点加强现有重金属处理技术的综合应用,形成各种组合工艺,扬长避短;
(5)高效、低耗地去除废水中重金属离子的同时, 实现废水回用和重金属回收。

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