我國(guó)人口眾多，水資源分布不均，導(dǎo)致我國(guó)許多地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重的水資源危機(jī)。然而，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)廢水的排放不僅造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，而且威脅著居民的飲水安全。因此，重金屬?gòu)U水的處理一直是我國(guó)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的重要內(nèi)容。在此背景下，加強(qiáng)重金屬?gòu)U水處理技術(shù)及資源化利用研究成為當(dāng)前環(huán)境治理過(guò)程中的一項(xiàng)重要任務(wù)。

重金屬?gòu)U水的來(lái)源及處理必要性

具體對(duì)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，重金屬?gòu)U水污染主要來(lái)自冶金、電鍍和采礦等行業(yè)。例如，有色金屬冶煉廠、電鍍廠等會(huì)排放大量廢水，其中含有各種重金屬離子，導(dǎo)致許多重金屬隨廢水滲入到生態(tài)系統(tǒng)中。

重金屬?gòu)U水中的砷、鉻、汞、鉛等元素及其化合物被水中的植物和魚(yú)類(lèi)收集，并沿食物鏈傳遞。對(duì)此類(lèi)重金屬及其化合物的分析表明，它們會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)和活性酶的損失，從而引發(fā)代謝紊亂，而由于其無(wú)法自然降解或經(jīng)由生物代謝而排除，很容易給人類(lèi)健康和其他生物的生存和發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重威脅，因此，加強(qiáng)對(duì)重金屬?gòu)U水處理技術(shù)的研究是必要的。

重金屬?gòu)U水處理技術(shù)

目前，重金屬?gòu)U水的處理主要包括化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法三大類(lèi)。較常用的方法有電解法、化學(xué)沉淀法、生物吸附法和離子交換法。

電解法

電解法處理重金屬?gòu)U水的原理為：在直流電作用下，廢水中帶正電的重金屬離子遷移至陰，且在陰獲得電子而被還原，所產(chǎn)生的金屬單質(zhì)則沉淀至反應(yīng)器的底部或是吸附到電表面，實(shí)現(xiàn)廢水除鹽與水中重金屬的回收。以電化學(xué)鍍鎳液為例，利用電解法對(duì)溫度T＝80℃、pH＝9且電流密度為8.0mA/cm2的鍍鎳液進(jìn)行電解，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在循環(huán)條件下通電2h后，可從廢水中回收97.9%的金屬鎳。對(duì)基于電解法的重金屬?gòu)U水處理技術(shù)進(jìn)行分析可知，該方法無(wú)需添加任何化學(xué)試劑，故不會(huì)產(chǎn)生二次污染，但在溶液（廢水）內(nèi)部，隨著反應(yīng)的逐漸進(jìn)行，原溶液中金屬離子的濃度也逐漸下降，從而導(dǎo)致溶液電阻率升高，耗電量也隨之增加，故電解法并不適用于低濃度的重金屬?gòu)U水處理。

化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法，即將硫化物、氫氧化物、鋇鹽等沉淀劑投入到重金屬?gòu)U水當(dāng)中，使其與廢水中重金屬離子發(fā)生反應(yīng)并形成沉淀，達(dá)到取出廢水中游離的重金屬離子目的的一類(lèi)技術(shù)。對(duì)化學(xué)沉淀法進(jìn)行分析可知，該方法具有操作便捷、工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但在對(duì)重金屬處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢渣，若不對(duì)其進(jìn)行二次處理，將很有可能產(chǎn)生二次污染。近年來(lái)，化學(xué)沉淀法在工藝和沉淀劑方面取得了顯著進(jìn)展，例如，目前，一種新型的有機(jī)螯合劑——二丙浮選劑被大量應(yīng)用于廢水中重金屬的去除工作當(dāng)中，由于該螯合劑的重金屬去除不會(huì)受到pH與多重金屬離子的干擾，故基于該螯合劑的廢水中的重金屬去除率高達(dá)99.9%。

生物吸附法

生物吸附法是近年來(lái)新興的一種重金屬?gòu)U水處理方法，對(duì)生物吸附進(jìn)行分析可知，其是生物通過(guò)靜電作用、共價(jià)作用或分子力作用吸附在生物體表面的一種現(xiàn)象，而基于該方法的重金屬?gòu)U水處理主要包括兩個(gè)步驟：首先，重金屬離子與細(xì)胞表面大分子物質(zhì)與官能基團(tuán)的結(jié)合；其次，生物體細(xì)胞對(duì)廢水中的重金屬離子進(jìn)行主動(dòng)運(yùn)輸和吸收。

離子交換法

離子交換法去除廢水中重金屬離子的原理為，使離子交換劑的功能基團(tuán)同廢水中重金屬離子進(jìn)行交換，從而將廢水中的重金屬離子去除，具體來(lái)說(shuō)就是，當(dāng)重金屬?gòu)U水經(jīng)過(guò)離子交換器時(shí)，重金屬離子間的濃度差與交換劑的功能基團(tuán)形成較強(qiáng)的離子親和力，由此來(lái)推動(dòng)二者間的離子交換，進(jìn)而達(dá)到去除廢水中重金屬離子的目的。目前，基于離子交換法的重金屬?gòu)U水處理過(guò)程中，常用到的離子交換劑包括了陰陽(yáng)離子交換沸石和樹(shù)脂等，特別是陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的應(yīng)用效果尤為顯著。

結(jié)語(yǔ)

本文闡述了重金屬?gòu)U水處理的必要性，然后系統(tǒng)探討了電解法、化學(xué)沉淀法和生物吸附法等重金屬?gòu)U水處理的相關(guān)技術(shù)方法。研究結(jié)果表明，重金屬?gòu)U水的處理和資源化的方法有很多。今后，應(yīng)根據(jù)重金屬?gòu)U水的實(shí)際情況，選擇合適的方法進(jìn)行重金屬?gòu)U水的處理和資源化利用，為提高重金屬?gòu)U水資源化利用效率、加強(qiáng)環(huán)保效果奠定良好基礎(chǔ)。

重金屬?gòu)U水是一種資源，很多重金屬都比較貴。如果將廢水中的重金屬作為資源回收，不僅可以解決重金屬的污染問(wèn)題，而且具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。 電化學(xué)法處理重金屬?gòu)U水可以滿(mǎn)足這些要求，但由于廢水中重金屬的濃度普遍較低，傳統(tǒng)的電化學(xué)法電流效率低，耗電量大。因此，為滿(mǎn)足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，實(shí)現(xiàn)廢水的回用和重金屬的回收，可以綜合多種技術(shù)處理重金屬?gòu)U水，同時(shí)發(fā)揮各種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。這樣就達(dá)到了廢水回用和重金屬回收的雙重目的，為重金屬?gòu)U水的回收找到了新的途徑。