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度富集將對(duì)自然環(huán)境和人類健康造成極大危害。有效處理水中過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，通過過濾[ 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。
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，大膠體顆粒通過聚集形成，后通過重力沉淀[ 3 ]。為了增加膠體顆粒的尺寸，浮選被用來將不穩(wěn)定的膠體顆粒變成固體絮凝物。這種浮選過程一般包括兩個(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，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。可用于物理吸附的材料還包括各種礦物和分子篩。
（2）樹脂吸附
環(huán)境保護(hù)是樹脂吸附法的一個(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。主要原因是樹脂含有各種活性基團(tuán)，通常是羥基、羧基、氨基等。可與重金屬離子螯合，因此這些功能性樹脂材料可有效吸附重金屬離子。根據(jù)活性基團(tuán)的類型，它們分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。
（3）生物吸附
近年來，許多研究人員已經(jīng)將各種生物(如植物、細(xì)菌、真菌、藻類和酵母)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，無二次污染；( 2 )來源廣泛，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。這些膠體顆粒可以隨著氣泡向上漂浮，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濾困難的問題。
1.2.3離子交換法
廢水中的重金屬離子與離子交換樹脂交換以去除重金屬離子。然而，離子交換樹脂價(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，通過改變?nèi)芤旱碾娢粊碓黾与妷阂源龠M(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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