重金屬?gòu)U水如何處理，重金屬?gòu)U水處理方法
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在環(huán)境和人類(lèi)健康領(lǐng)域，重金屬主要指汞( Hg )、鎘( Cd )、鉛( Pb )、鉻( Cr )、砷( As )、銅( Cu )、鋅( Zn )、鈷( Co )、鎳( Ni )等重金屬[ 1 ]。它們以不同的形式存在于環(huán)境中，并在環(huán)境中遷移和積累。采礦、冶金、化工等行業(yè)是水體中主要的人為污染源。食物鏈中重金屬的過(guò)度富集將對(duì)自然環(huán)境和人類(lèi)健康造成極大危害。有效處理水中過(guò)量的重金屬可以有效降低食物鏈中各種動(dòng)植物的重金屬含量，從而減少對(duì)人類(lèi)的危害。
1重金屬?gòu)U水處理方法進(jìn)展
1.1沉淀法
1.1.1氫氧化物沉淀法
向重金屬?gòu)U水中加入堿性溶液，羥基與重金屬離子反應(yīng)生成不溶性金屬氫氧化物沉淀，通過(guò)過(guò)濾[ 2 ]將其分離。氫氧化物沉淀法包括兩種:分步沉淀法和一次沉淀法。分步沉淀法是分階段加入石灰乳，利用不同金屬氫氧化物在不同酸堿度下的沉淀和沉淀特性，依次回收各種金屬氫氧化物。主要沉淀規(guī)律是加入石灰乳一次，使溶液達(dá)到額定的酸堿度，使廢水中的各種重金屬離子同時(shí)以氫氧化物沉淀的形式沉淀出來(lái)。
1.1.2硫化物沉淀法
重金屬?gòu)U水的酸堿度調(diào)節(jié)到一定堿度后，向重金屬?gòu)U水中加入硫化鈉或硫化鉀等硫化物，或直接引入硫化氫氣體，使重金屬離子與硫離子反應(yīng)生成不溶性金屬硫化物沉淀，然后過(guò)濾分離[ 2 ]。由于金屬硫化物的溶度積遠(yuǎn)小于相應(yīng)的金屬氫氧化物，硫化物沉淀法比氫氧化物沉淀法具有沉淀少、易脫水、沉淀金屬品位高、有利于金屬回收等優(yōu)點(diǎn)。然而，硫化物沉淀法也有其缺點(diǎn)。例如，硫化物晶體相對(duì)較小且難以沉淀，因此其應(yīng)用不是很廣泛。
1.1.3還原-沉淀法
該方法的原理是用還原劑將重金屬?gòu)U水中的重金屬離子還原成金屬單質(zhì)或價(jià)態(tài)較低的金屬離子。過(guò)濾并收集金屬，然后向處理液中加入石灰乳，沉淀并收集氫氧化物形式的還原重金屬離子[ 2 ]。該方法可用于回收銅、汞等。這種方法也常用于處理含鉻廢水。更常用的還原劑包括硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、鐵粉等。
1.1.4絮凝浮選沉淀法
重金屬?gòu)U水中小膠體顆粒的穩(wěn)定性因添加絮凝劑而變差，大膠體顆粒通過(guò)聚集形成，后通過(guò)重力沉淀[ 3 ]。為了增加膠體顆粒的尺寸，浮選被用來(lái)將不穩(wěn)定的膠體顆粒變成固體絮凝物。這種浮選過(guò)程一般包括兩個(gè)重要步驟，一是調(diào)節(jié)酸堿度，二是加入含鐵或鋁鹽的絮凝劑，以克服離子間靜電排斥造成的穩(wěn)定作用。
1.2物理化學(xué)法
1.2.1 吸附法
（1）物理吸附法
活性炭是早的吸附劑，也是目前應(yīng)用廣泛的吸附劑。物理吸附是可能的，因?yàn)榛钚蕴烤哂懈弑缺砻娣e和高度發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)。后來(lái)，在此基礎(chǔ)上，活性炭纖維等衍生物出現(xiàn)了，去除效率高但價(jià)格相對(duì)較高?？捎糜谖锢砦降牟牧线€包括各種礦物和分子篩。
（2）樹(shù)脂吸附
環(huán)境保護(hù)是樹(shù)脂吸附法的一個(gè)重要特點(diǎn)[ 4 ]。該方法能分離、純化和回收重金屬，效果顯著。主要原因是樹(shù)脂含有各種活性基團(tuán)，通常是羥基、羧基、氨基等?？膳c重金屬離子螯合，因此這些功能性樹(shù)脂材料可有效吸附重金屬離子。根據(jù)活性基團(tuán)的類(lèi)型，它們分為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂。
（3）生物吸附
近年來(lái)，許多研究人員已經(jīng)將各種生物(如植物、細(xì)菌、真菌、藻類(lèi)和酵母)加工成生物吸附劑，用于處理含重金屬的廢水。生物體具有特定的化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成特征，生物吸附的主要原理是利用生物體的這些特征來(lái)吸附溶解在水中的重金屬離子。生物吸附法有幾個(gè)特點(diǎn):①生物吸附劑可降解，無(wú)二次污染；( 2 )來(lái)源廣泛，容易獲得，價(jià)格低廉；( 3 )生物吸附劑易于分析，能有效回收重金屬。
1.2.2浮選法
氣體被引入重金屬?gòu)U水中產(chǎn)生氣泡。廢水中的膠體顆粒會(huì)附著在氣泡表面。這些膠體顆?？梢噪S著氣泡向上漂浮，以分離附著在顆粒上的重金屬離子。該方法具有以下優(yōu)點(diǎn):去除小顆粒效果好，操作省時(shí)，成本低；在一定條件下，可以消除重金屬污染，回收金屬，避免某些重金屬氫氧化物或碳酸鹽過(guò)濾困難的問(wèn)題。
1.2.3離子交換法
廢水中的重金屬離子與離子交換樹(shù)脂交換以去除重金屬離子。然而，離子交換樹(shù)脂價(jià)格昂貴，再生成本相對(duì)較高，因此很少用于廢水處理。但對(duì)于少量有回收價(jià)值的有毒金屬，這是一種很好的方法。
1.3電化學(xué)處理技術(shù)
1.3.1電解法
電解法[ 4 ]的主要原理是，當(dāng)重金屬?gòu)U水被電解時(shí)，重金屬離子在陰極獲得電子并被還原，這些重金屬要么沉淀在電極表面，要么沉淀在反應(yīng)槽底部，從而達(dá)到降低廢水中重金屬含量的效果。
1.3.2電沉積
該方法的原理是，在傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀方法中，通過(guò)改變?nèi)芤旱碾娢粊?lái)增加電壓以促進(jìn)重金屬離子的更好沉淀。電沉積適用于酸性和堿性廢液[ 4 ]。
1.4生物化學(xué)法
1.4.1生物塘凈化法
該方法的原理是利用復(fù)雜水生生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同效應(yīng)，完成重金屬污染物的吸收、積累、分解和凈化[ 5 ]。
1.4.2植物修復(fù)法
重金屬污染植物修復(fù)是指利用植物生命活動(dòng)提取、吸收和固定污染水中的重金屬離子，從而達(dá)到降低重金屬?gòu)U水危害的目的。
2 重金屬?gòu)U水處理技術(shù)展望
上述方法各有利弊。在使用這些方法時(shí)，需要根據(jù)重金屬?gòu)U水的具體特點(diǎn)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。大多數(shù)時(shí)候，單一的方法往往難以取得好的效果，而使用兩種或兩種以上的方法可以更好更快地達(dá)到處理重金屬?gòu)U水的目的。因此，今后在重金屬?gòu)U水處理領(lǐng)域，各種處理方法的綜合應(yīng)用將會(huì)收到更好的效果。
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