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  水資源在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，同時(shí)也是人們生活中*的一部分。但是隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，工業(yè)廢水大量排放，使得水體重金屬污染日益嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年產(chǎn)生400 億t 左右的工業(yè)廢水。其中重金屬?gòu)U水約占60%。這些廢水嚴(yán)重污染地表水與地下水，造成可利用水資源總量急劇下降。重金屬?gòu)U水一般來(lái)源于礦山開(kāi)采、金屬冶煉與加工、電鍍、制革、造紙、油漆、印染、核技術(shù)及石油化工等行業(yè)。重金屬難以生物降解且易被生物吸收富集，毒性具有持續(xù)性，是一類(lèi)潛在危害的污染物，如不治理必將對(duì)生態(tài)環(huán)境及人體健康造成嚴(yán)重的威脅。然而，重金屬作為一類(lèi)重要的寶貴的資源，又具有很高的使用價(jià)值。因此如何有效治理水體重金屬污染，保護(hù)人類(lèi)健康和生態(tài)環(huán)境，同時(shí)回收利用重金屬，緩解我國(guó)資源和環(huán)境的壓力，是當(dāng)前不可忽略的問(wèn)題。

  目前，重金屬廢水處理方法：化學(xué)法，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將重金屬離子去除的方法，包括化學(xué)沉淀法、化學(xué)還原法、電化學(xué)和高分子重金屬捕集劑法等。

  1 化學(xué)法

  1．1 化學(xué)沉淀法

  化學(xué)沉淀法是廣泛應(yīng)用于工業(yè)重金屬?gòu)U水處理中比較有效的方法，是向水體中投加化學(xué)藥品，通過(guò)沉淀反應(yīng)去除重金屬離子的方法，主要包括氫氧化物沉淀、硫化物沉淀和鐵氧體法。

  氫氧化物沉淀法處理含重金屬?gòu)U水具有技術(shù)成熟、投資少、處理成本低、管理方便等優(yōu)點(diǎn)。Mirbagherz S A 等采用堿性試劑，如石灰、氫氧化鈉對(duì)含銅鉻廢水進(jìn)行處理，在pH 值分別為12 和8．7時(shí)，Cu2 + 和Cr3 + *沉淀下來(lái)，廢水可達(dá)標(biāo)排放。唱鶴鳴等［6］用氫氧化鈉溶液逐漸調(diào)節(jié)電鍍廢水pH值，在多個(gè)pH 值點(diǎn)分別沉淀出電鍍廢水中銅、鉻、鋅和鎳，使廢水中的重金屬含量減少到zui低。雖然氫氧化物沉淀法可以實(shí)現(xiàn)重金屬離子從廢水中的分離，但氫氧化物沉淀法也存在不足之處: 對(duì)于兩性氫氧化物，pH 值若控制不當(dāng)，重金屬離子將會(huì)再次溶解; 對(duì)稀溶液中重金屬去除效果不好; 沉淀體積量大、含水率高、過(guò)濾困難。目前此法在重金屬?gòu)U水的處理中已很少應(yīng)用。

  硫化物沉淀反應(yīng)速度較快，沉淀物溶解度低，可以選擇性處理重金屬離子，通過(guò)冶煉，實(shí)現(xiàn)重金屬離子的回收。采用硫化鈉沉淀法處理模擬含鉛廢水。在反應(yīng)時(shí)間20 min，硫化鈉投加量與鉛離子的物質(zhì)的量比為5 ∶ 1，初始pH 值為8 的條件下，對(duì)廢水中鉛離子的去除率為99．72%，出水達(dá)到了國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。硫化物處理重金屬?gòu)U水時(shí)，沉淀劑本身在水中殘留，過(guò)量時(shí)易形成水溶性多硫化物，遇酸生成硫化氫氣體，產(chǎn)生二次污染。

  目前應(yīng)用較廣的是鐵氧體法，是指向重金屬?gòu)U水中投加鹽，通過(guò)控制pH 值和加熱條件等，使廢水中的重金屬離子與鐵鹽生成穩(wěn)定的鐵氧體共沉淀物。研究了鐵氧體法處理含鎳、鉻、鋅、銅的廢水，處理后，出水水質(zhì)指標(biāo)符合國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)。但處理時(shí)間較長(zhǎng)，溫度要求較高，約70 ℃，因此不適用于處理較大規(guī)模的重金屬?gòu)U水，目前常將鐵氧體法同其他廢水處理方法聯(lián)合使用。利用鐵氧體聯(lián)合硫化物沉淀處理電鍍廢水，Cu、Cr 及Ni 的去除率分別高達(dá)94．51%、97．78%和96．94%，達(dá)到電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。

1．2 電化學(xué)法

電化學(xué)法是近年發(fā)展起來(lái)的頗具競(jìng)爭(zhēng)力的水處理方法，它是應(yīng)用電解原理，通過(guò)電反應(yīng)和重金屬離子在溶液中的遷移來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水凈化。隨著科技發(fā)展，傳統(tǒng)電化學(xué)處理工藝的改進(jìn)以及新型電化學(xué)反應(yīng)器的研制，使電化學(xué)法在重金屬?gòu)U水治理領(lǐng)域的應(yīng)用更為有效，更加廣泛。

1．2．1 電絮凝法

電凝聚法作為一項(xiàng)比較成熟的廢水處理工藝，得到了廣泛應(yīng)用。考察了初始pH 值、電解時(shí)間、電流強(qiáng)度、NaCl 投量、離子共存及曝氣量等因素對(duì)電凝聚法處理含Cr6 +、Cu2 + 廢水的影響。研究表明，在一定的pH 值下，電流強(qiáng)度為4 A時(shí)，在很短的時(shí)間內(nèi)，即可達(dá)到較穩(wěn)定的去除效果; 同時(shí)金屬離子的共存對(duì)重金屬?gòu)U水的處理起促進(jìn)作用，并且適當(dāng)?shù)钠貧鈺?huì)提高重金屬的去除率。凝聚法不宜長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)操作，否則電表面易產(chǎn)生致密的黏膜，形成鈍化。近年來(lái)采用脈沖電凝聚替代直流電凝聚可有效降低濃差化，防止鈍化。利用脈沖電凝聚法處理電鍍含鉻廢水，鉻離子去除率保持在99．5%以上，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。與直流電凝聚法相比，其能效比高，處理時(shí)間短。電凝聚法的研究方向是周期換向的脈沖信號(hào)電凝聚，既具備高壓脈沖電凝聚法的優(yōu)點(diǎn)，又由于兩均可溶，更有利于金屬離子與膠體間的絮凝作用，防止電鈍化。

1．2．2 微電解

微電解是基于電表面的化學(xué)反應(yīng)，在電解槽中加入一定量的活性填料，重金屬?gòu)U水為電解質(zhì)，活性填料就形成了原電池，在填料的表面，電流在成千上萬(wàn)個(gè)細(xì)小的微電池內(nèi)流動(dòng)，在低壓直流的作用下發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)和絮凝作用，進(jìn)而將水體重金屬離子有效地去除。

在微電解工藝中，常用填充填料為鐵屑(鑄鐵屑或鋼鐵屑) 加入石墨或炭粒。采用鐵碳微電解法處理含鉻廢水，研究了廢水中Cr(Ⅵ) 的去除效果。結(jié)果表明，采用鐵碳微電解法處理含鉻廢水對(duì)Cr(Ⅵ) 的去除效果較好，出水Cr(Ⅵ) 含量低于0．1 mg /L，與常規(guī)的焦亞硫酸鈉還原工藝相比，鐵碳微電解處理含鉻廢水可節(jié)省75% 以上的成本。微電解與其他工藝結(jié)合可增強(qiáng)廢水的處理效果。采用微電解—堿液中和沉淀法處理Cr6 +、Cu2 + 低濃度電鍍廢水，處理后廢水中的Cr6 +、Cu2 +含量均達(dá)到了GB8978-96《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一排放標(biāo)準(zhǔn)。電解—微電解相結(jié)合的復(fù)合電解技術(shù)是微電解發(fā)展的方向之一，探討復(fù)合微電解技術(shù)的反應(yīng)機(jī)理、過(guò)程動(dòng)力學(xué)是目前該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

1．2．3 電還原法

電還原法又稱陰還原法，其原理為水體中的重金屬離子在靜電引力的作用下向陰遷移，在陰表面發(fā)生還原反應(yīng)而析出。該法既能去除水體中的重金屬離子，又能回收高純度重金屬。但對(duì)于低濃度的重金屬?gòu)U水，采用傳統(tǒng)二維電電解時(shí)，電流密度小，電解效率低，電耗大。電化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)上是一種在固液相界面上發(fā)生的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，因此，固液相界面?zhèn)髻|(zhì)問(wèn)題成為要解決的難點(diǎn)，各類(lèi)傳質(zhì)的反應(yīng)器也成為研究重點(diǎn)。在工程中常用為三維電反應(yīng)器，這類(lèi)反應(yīng)器傳質(zhì)速度快，運(yùn)行費(fèi)用低，占地面積小，去除效率高，在幾分鐘內(nèi)可使重金屬濃度從100 mg /L 降至0．1 mg /L。采用三維電法處理低濃度酸性含鉛工業(yè)模擬廢水，在其他條件都相同的條件下，以泡沫銅為陰材料的三維電，Pb2 + 的去除率可達(dá)85%，明顯優(yōu)于以不銹鋼板為陰的二維電的34%。采用小型復(fù)性矩型填充床作為三維電反應(yīng)器處理含鋅廢水，在*條件下，三維電對(duì)模擬廢水Zn2 + 去除率達(dá)到95．7%，滿足國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-88Ⅱ要求。