重金屬廢水污染及其處理方法簡介
近年來，中國的水污染已成為一個突出的問題。重金屬污染，主要是工業廢水和城市污水，具有長期和不可逆轉的特征。為了使污水中含有的重金屬達到排水或回收的水質要求，必須進行凈化。目前，重金屬廢水的處理方法大致可分為三類：(1)化學處理; (2)物理治療; (3)生物處理。因此，本文回顧了重金屬廢水的污染狀況及其防治技術，并探討了重金屬污染防治技術的未來發展前景。
1、重金屬廢水的來源及危害
重金屬通常是指密度大于4.5g / cm3的金屬，主要包括有毒重金屬元素，如汞，鎘，鉛，鉻，釩，錳，銅，鋅和鎳。重金屬是地殼的重要組成元素，廣泛分布于自然界，在自然環境中遷移，轉化和循環。水中的重金屬主要來自兩部分：天然來源和人工來源。通過自然循環進入水中的重金屬濃度通常較低，不會影響人體健康。人工來源是水體重金屬污染的主要原因。由于某些人為因素，大量重金屬被排放到環境中并積聚，遠遠超過環境的背景含量，導致嚴重的重金屬污染。含有重金屬離子的廢水和廢渣將在采礦，冶金，石化，電子生產和制革等工業過程中生產。冶金和采礦是重金屬污染最重要的來源[2]。流經被重金屬污染的土壤和含有重金屬的大氣沉積物的水被排放到水中，這也會增加水中的重金屬含量，進一步加劇水的金屬污染。
重金屬在水中不斷的遷移轉化，形態也可能發生變化，并有可能被水中膠體物質等吸附，濃度隨著pH和水溫的變化不斷變化。但是重金屬不能被生物降解，因此水中重金屬的總量不會減少。進入水中的重金屬部分被水生生物所攝取，并在食物鏈中放大，而且有可能轉化成毒性更大的形態，最后富集在人體內;直接飲用含重金屬的水或者食用含重金屬的水澆灌的農作物也會使重金屬進入人體內。重金屬能夠使蛋白質結構發生不可逆轉的改變，蛋白質的功能也隨之喪失，從而影響人體的正常代謝活動，導致各種疾病的發生和機體紊亂。世界八大公害事件中的水俁病和骨痛病都是由于重金屬中毒引起的。其中，水俁病是工廠排放廢水中汞所引起的，汞被水生生物食用后在體內轉化成甲基汞，甲基汞的毒性是汞毒性的100倍，而且甲基汞更容易溶于脂肪，主要侵犯中樞神經系統[3-4]。
2、重金屬廢水的常用處理方法
處理含重金屬廢水的常規方法包括化學沉淀，離子交換，膜分離，吸附和生物方法。
2.1化學沉淀法
化學沉淀法是在廢水中加入反應物，將溶解的重金屬離子轉化為不溶性金屬化合物，然后將其與水分離的一種方法。該方法工藝成熟，操作簡單，成本低，但易造成二次污染。主要影響因素是酸堿度，不溶鹽沉淀法包括硫化物沉淀法、碳酸鹽沉淀法和鋇鹽沉淀法。其主要優點是處理后廢水的pH值約為7-9。它不再需要中和，廢水中的重金屬可以回收，具有一定的經濟效益。鐵素體法主要是在含有重金屬離子的廢水中加入鐵素體或亞鐵鹽形成鐵素體，通過吸附、包裹和夾帶等方式形成復合鐵素體沉淀。該方法處理條件溫和，處理量大，處理效果明顯，可回收磁性材料。它已廣泛應用于工業[5-6]。
2.2離子交換法
離子交換法是利用離子交換劑中的可交換基因與廢水中的重金屬離子交換能力的不同來分離的方法。常用的離子交換劑有陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂、螯合樹脂、腐殖酸樹脂等。離子交換法可對廢水中的重金屬離子選擇性的分離，通過再生回收再生液，可實現重金屬離子的回收，還具有交換容量大、吸附-再生可逆性好等優點[5]，但適用范圍有限，且容易造成二次污染[6]。
2.3膜分離法
膜分離法是一種特殊的半透膜，在外加壓力作用下，不改變溶液的化學形態，分離富集溶質和溶劑。根據膜的不同，可分為擴散滲析、電滲析、反滲透、液膜、納濾、超濾等。膜分離技術具有能耗低、無相變、操作簡單、無二次污染、分離產物易于回收等優點。HAFEZ[7]在國內外重金屬廢水處理中得到了廣泛的應用。HFEZ[7]及其它反滲透膜在廢水中回收鉻，鉻的平均回收率高達99.8%。但膜分離方法存在膜組件價格昂貴、膜污染等問題。
2.4吸附法
該吸附方法利用多孔吸附劑表面的各種活性基團與廢水中的重金屬離子形成離子鍵或共價鍵，吸附劑表面的重金屬離子，從而達到吸附金屬離子的目的。活性炭是一種常用的吸附劑，比表面積大，對重金屬的吸附能力強，去除率高。采用活性炭吸附處理復合鎳廢水，鎳離子去除率為95.65%。近年來，對吸附法的研究主要是為了尋找一種更廉價、更高效的吸附劑。國內外許多研究發現，生物材料對香蕉皮、桔葉、花生殼、褐藻、啤酒酵母等重金屬也有很好的吸附能力。
2.5生物法
生物學方法是利用微生物或植物的絮凝，吸附，積累和富集功能，從水中分離重金屬離子或降低其毒性，從而達到處理重金屬廢水的目的。根據生物去除重金屬離子的機理，可分為生物絮凝法，生物吸附法，生化法和植物修復法。
3.結語
綜上所述，隨著政府和公眾對重金屬廢水污染的重視，如何有效地控制污染物，回收有毒有害金屬成分，減少對環境的危害已成為亟待解決的問題。從技術角度看，未來的發展趨勢將集中在新興技術的發展和多種技術的融合與交叉，生物技術將成為主導手段。相信今后生物技術在重金屬廢水污染控制領域將有更大的發展。
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