第３８卷第３期 冶金与材料 Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ａｎｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｖ０１．３８ Ｎｏ．３ ２ ０ １ ８年６月 Ｊｕｎｅ ２ ０ ｌ ８ 重金属废水处理技术及其研究进展 马宗云 （中铝广西国盛稀土开发有限公司 广西壮族自治区 崇左摘５３２２０５） 要：随着社会经济的发展，我国出现了水资源的短缺问题，并且伴随着严重的水污染问题，而水污染问题中 较为重要的污染物之一就是重金属。因此对重金属废水处理技术进行研究很有必要，本文就是针对常用的重 金属废水处理技术的进展进行的研究分析。 关键词：重金属；废水处理；研究进展 冶金、电镀、采矿以及化工等多种工业都是重 金属污染的重要产生途径，其中的多种重金属都 具有较为显著的毒性，微量的重金属浓度就会产 将重金属废水中的重金属离子进行吸附，吸附剂 中存在多种活性基团，例如羧基以及羟基等等，这 些基团都可以与吸附剂吸附上的重金属离子形成 生中毒现象，同时在微生物的作用下，重金属将会 转化为有机金属化合物，其毒性强于重金属不止 点，重金属通过食物链进入到人体当中，将会造 成人体的慢性中毒。重金属废水在环境中很难被 自然代谢，对环境的影响极大，因此，我们必须要 致力于研究重金属废水的处理技术，以下就是对 常见的三种重金属废水处理技术的进展进行的 探讨。 一１物理处理方法 １．１膜分离处理法 膜分离方法简单来说就是在外界的压力下， 离子键以及共价键，从而实现吸附重金属离子的 目的，将重金属废水的污染因子进行处理，同时形 成可以将多种重金属离子整合的笼形分子，将重 金属废水中的重金属离子进行吸附去除。而影响 吸附处理法效果的因素有很多，例如温度以及环 境中的酸碱度等等，也就是说，吸附处理法进行的 重金属废水处理有着较强的不确定性，同时目前 可以利用的吸附剂的价格较高，因此吸附处理法 还无法得到广泛应用。 １．３离子交换处理法 利用一种半透膜进行溶剂和溶质的分离或者浓 缩，并且这个过程中，溶质的化学形态不会发生改 变。膜分离法中又包含很多种，例如反渗透、超 滤、纳滤、电渗析以及微滤等等，在采用膜分离法 进行重金属废水的处理之前，必须要预处理重金 属废水，预处理方法有氧化、吸附等等。预处理过 程的目的是将重金属废水中的离子转化为微粒， 预处理之后再通过滤膜进行重金属离子的清除。 利用膜分离方法处理之后的重金属废水将会实现 废水的零排放，使生产成本降低的同时减少对环 境造成的污染。膜分离法的优点在于节能、高效 以及无二次污染，缺点在于膜分离的膜组件难以 设计且成本过高，需要大量的投资等等，正是因为 这些缺点，膜分离法在重金属废水的处理过程中 无法得到普及应用。 １．２吸附处理法 离子交换处理方法就是通过离子交换的方式 将重金属废水中的重金属离子浓度进行降低，达 到净化重金属废水的目的，在净化废水的同时可 以将重金属废水中的重金属进行回收。进行离子 交换的离子交换树脂具有极强的可逆性，因此可 以进行反复使用，并且具有较好的交换选择性，同 时，离子交换处理法也具有一定的缺点，例如价格 昂贵和运行费用较高，这些缺点导致离子交换处 理法不能在重金属废水处理中进行大规模的使 用，所以，在进行重金属废水及离子交换处理法的 研究时应当积极研发交换容量大、成本低且选择 性高的离子交换树脂。 ２化学处理方法 ２．１电化学处理法 电化学处理法应用的是与电解相同的基本原 吸附处理法就是利用有吸附作用的化学物质 理，使重金属废水中的重金属离子在阴阳两极上 分别进行氧化还原反应，使重金属废水中的重金 属离子可以在阴极得到还原，使重金属可以沉淀 作者简介：马宗云（１９８８一），男，中铝广西国盛稀土开发有限公司助理工程师，技术员，大学本科，主要研究方向：冶金化工 及采矿污水中重金属处理研究。 ５９ 冶金与材料 第３８卷 在电极的表面或者在反应器的底部得到沉淀，将 废水中的重金属离子有效去除，同时可以将沉淀 的重金属进行回收。电化学处理法并不会大量降 低重金属离子的浓度，在使用的过程中会消耗大 量的能量，因此，电化学处理法适用于重金属离子 浓度高且具有高回收价值的电镀重金属废水中。 ２．２化学沉淀处理法 化学沉淀处理法的技术原理是在重金属废水 中进行药剂的投放，重金属废水与药剂发生化学 反应，之后使重金属离子得到沉淀从而分离出来。 而化学沉淀处理法又分为中和沉淀处理法、钡盐 沉淀处理法、硫化物沉淀处理法以及铁氧体沉淀 处理法等等。重金属废水化学沉淀处理法的优势 在于处理工艺较为简单，重金属离子的去除范围 较广且经济方面较为实用，因此，化学沉淀处理法 是目前在重金属废水处理技术中应用最为广泛的 一种方式。但是化学沉淀处理法同样具有一些问 题，例如重金属废水的处理效果会受到沉淀剂的 影响，因此要求极其精准的对沉淀剂的用量进行 控制。 ２．３氧化还原处理法 氧化还原处理法是通过在重金属废水中加入 氧化剂与还原剂，使其发生氧化还原反应，从而使 重金属废水中的重金属离子生成沉淀，或者是其 转化为更小的价态，最终达到沉淀去除的目的，氧 化还原处理法一般适用于重金属废水的预处理阶 段。例如日本公司发明的铁粉氧化还原处理法在 去除含铬废水的过程中，不仅仅能将铬离子进行 还原，同时可以将重金属离子进行固化，使重金属 离子以金属的形式得到析出，实现重金属回收的 目标，目前氧化还原处理法已经在电镀厂的工艺 废水的治理中得到了充分应用，但是氧化还原处 理法需要较大的占地面积并且会产生大量的废 渣，因此更多的利用途径仍需要进行探索。 ３ 生物处理方法 ３．１生物絮凝处理法 生物絮凝处理法就是利用微生物或者是微生 物产生的代谢物质进行絮凝最终沉淀的重金属废 水处理方法。目前已经开发出来的可以利用在生 物絮凝处理法当中的微生物有细菌、酵母菌、霉菌 等共ｌ７种微生物，但是可以在重金属废水处理中 得到应用的微生物只有１２种。利用生物絮凝处 理法进行重金属废水的处理工作极为安全，且不 会产生对环境的二次污染，即便具有众多优势，但 是目前该方法仍然存在诸多困难，例如成本高以 及无法实现工业化生产等等，绝大多数的生物絮 凝剂仍处于被发现的探索阶段。 ３．２植物修复处理法 植物修复处理法主要是利用各种植物对重金 属废水中含有的重金属离子进行吸收和沉淀，将 被污染过的土壤重金属离子含量进行降低，达到 修复环境的目的。目前已经发现的可以在植物修 复处理法中得到有效应用的植物种类有很多，例 如藻类植物、草本植物以及木本植物等，应用过程 主要分为三部分。第一部分是利用修复植物对重 金属废水进行吸收，将其中的有毒重金属进行沉 淀，第二部分是利用修复植物对重金属的毒性进 行降低，从而使重金属在地下与空气中的扩散得 到减少，第三部分是利用积累植物实现对土壤中 污染重金属的提取，将其输送至植物的根部上可 以切除的部位，或者输送至植物的枝条部分。植 物修复处理法实施起来较为简单，且不需要过高 的成本，对于自然环境的影响也较小，不仅如此， 在治理重金属污染问题的同时还可以得到一定的 经济效益，但是该方法对重金属废水的处理周期 较长，因此只适用于治理后期的长期维护阶段。 ３．３生物吸附处理法 生物吸附处理法是利用生物体中具有的特殊 化学成分进行重金属废水中的金属离子的吸附， 之后通过固液分离的方法将废水溶液中的金属离 子进行去除。生物吸附剂主要有藻类和真菌以及 细菌等等。大部分的生物吸附剂在处于低浓度的 状态下可以有极强的选择吸附能力，对重金属废 水的处理效率高，并且对温度和ＰＨ值的要求低， 并且成本较低，但是重金属对微生物的活性有着 抑制的效果，因此不适用于高金属含量的废水处 理。 ４ 结语 重金属废水中成分极其复杂，进行废水处理 的多种技术都有着各自的优缺点和适用的情况， 而这些缺点还需要通过不断改进重金属废水处理 技术来解决。目前重金属废水处理的技术主要有 化学处理法、物理处理法以及生物处理法三大类， 其中生物处理法成本低廉且效果好，不会产生二 次污染，对生态环境起到改善的作用，因此具有更 加长远的发展潜力。 参考文献 ［１］邹照华，何素芳，韩彩芸，等．重金属废水处理技术研 究进展［Ｊ］．水处理技术，２０１０，３０（６）：１７—２１． ［２］门彬，王东升．重金属废水处理方法综述［Ｊ］．水工业 市场，２０１１，（８）：６５—６８． ［３］谢丽萍，付丰连，汤兵．络合重金属废水处理的研究 进展［Ｊ］．工业水处理，２０１２，３２（８）：１—４．
