1、重金屬廢水處理技術工藝重金屬廢水常見于電鍍、電子工業和冶金工業，尤其是電鍍、電子工業廢水，它的成分非常復雜，除含氰(CN-)廢水和酸堿廢水外，根據重金屬廢水中所含重金屬元素進行分類，一般可以分為含鉻(Cr)廢水、含鎳(Ni)廢水、含鎘(Cd)廢水、含銅(Cu)廢水、含鋅(Zn)廢水、含金(Au)廢水、含銀(Ag)廢水等。對于重金屬廢水，由于其對自然環境危害大，所以國內外普遍十分重視此類廢水的處理，研究出多種治理技術。通過對其治理，采取將有毒化為無毒、將有害轉化為無害，并且回收其中的貴重金屬，將凈化后的廢水循環使用等措施，消除和減少重金屬的排放量。隨著電鍍、電子工業的快速發展和環保要求的日益提高

2、，目前，此類行業已逐漸采用清潔生產工藝、總量控制和循環經濟整合階段，資源回收利用和閉路循環是重金屬廢水處理發展的主流方向。一、處理特點和基本原則 廢水中的重金屬是各種常用方法不能分解破壞的，而只能轉移它們的存在位置和轉變它們的物理和化學形態。例如，經化學沉淀處理后，廢水中的重金屬從溶解的離子狀態轉變成難溶性化合物而沉淀下來，從水中轉移到污泥中；經離子交換處理后，廢水中的金屬離子轉移到離子交換樹脂上；經再生后又從離子交換樹脂上轉移到再生廢液中。總之，重金屬廢水經處理后形成兩種產物，一是基本上脫除了重金屬的處理水，一是重金屬的濃縮產物。重金屬濃度低于排放標準的處理水可以排放；如果符合生產工藝用水要

3、求，最好回用。濃縮產物中的重金屬大都有使用價值，應盡量回收利用；沒有回收價值的，要加以無害化處理。重金屬廢水的治理，必須采用綜合措施。首先，最根本的是改革生產工藝，不用或少用毒性大的重金屬；其次是在使用重金屬的生產過程中采用合理的工藝流程和完善的生產設備，實行科學的生產管理和運行操作，減少重金屬的耗用量和隨廢水的流失量；在此基礎上對數量少、濃度低的廢水進行有效的處理。重金屬廢水應當在產生地點就地處理，不同其他廢水混合，以免使處理復雜化。更不應當不經處理直接排入城市下水道，同城市污水混合進入污水處理廠。如果用含有重金屬的污泥和廢水作為肥料和灌溉農田，會使土壤受污染，造成重金屬在農作物中積蓄。在農

4、作物中富集系數最高的重金屬是鎘、鎳和鋅，而在水生生物中富集系數最高的重金屬是汞、鋅等。二、重金屬廢水的常用處理技術1化學沉淀化學沉淀法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶于水的重金屬化合物的方法，包括中和沉法和硫化物沉淀法等。中和沉淀法在含重金屬的廢水中加入堿進行中和反應，使重金屬生成不溶于水的氫氧化物沉淀形式加以分離。中和沉淀法操作簡單，是常用的處理廢水方法。實踐證明在操作中需要注意以下幾點：(1)中和沉淀后，廢水中若pH值高，需要中和處理后才可排放；(2)廢水中常常有多種重金屬共存，當廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時，pH值偏高，可能有再溶解傾向，因此要嚴格控制pH值，實行分

5、段沉淀；(3)廢水中有些陰離子如：鹵素、氰根、腐植質等有可能與重金屬形成絡合物，因此要在中和之前需經過預處理；(4)有些顆粒小，不易沉淀，則需加入絮凝劑輔助沉淀生成。硫化物沉淀法加入硫化物沉淀劑使廢水中重金屬離子生成硫化物沉淀后從廢水中去除的方法。與中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的優點是：重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低，反應時最佳pH值在79之間，處理后的廢水不用中和。硫化物沉淀法的缺點是：硫化物沉淀物顆粒小，易形成膠體；硫化物沉淀劑本身在水中殘留，遇酸生成硫化氫氣體，產生二次污染。為了防止二次污染問題，英國學者研究出了改進的硫化物沉淀法，即在需處理的廢水中有選擇性的加入硫化物離子和

6、另一重金屬離子(該重金屬的硫化物離子平衡濃度比需要除去的重金屬污染物質的硫化物的平衡濃度高)。由于加進去的重金屬的硫化物比廢水中的重金屬的硫化物更易溶解，這樣廢水中原有的重金屬離子就比添加進去的重金屬離子先分離出來，同時能夠有效地避免硫化氫的生成和硫化物離子殘留的問題。2氧化還原處理化學還原法電鍍廢水中的Cr主要以Cr6+離子形態存在，因此向廢水中投加還原劑將Cr6+還原成微毒的Cr3+后，投加石灰或NaOH產生Cr(OH)3沉淀分離去除。化學還原法治理電鍍廢水是最早應用的治理技術之一，在我國有著廣泛的應用，其治理原理簡單、操作易于掌握、能承受大水量和高濃度廢水沖擊。根據投加還原劑的不同，可分

7、為FeSO4法、NaHSO3法、鐵屑法、SO2法等。應用化學還原法處理含Cr廢水，堿化時一般用石灰，但廢渣多；用NaOH或Na2CO3，則污泥少，但藥劑費用高，處理成本大，這是化學還原法的缺點。鐵氧體法鐵氧體技術是根據生產鐵氧體的原理發展起來的。在含Cr廢水中加入過量的FeSO4，使Cr6+還原成Cr3+，Fe2+氧化成Fe3+，調節pH值至8左右，使Fe離子和Cr離子產生氫氧化物沉淀。通入空氣攪拌并加入氫氧化物不斷反應，形成鉻鐵氧體。其典型工藝有間歇式和連續式。鐵氧體法形成的污泥化學穩定性高，易于固液分離和脫水。鐵氧體法除能處理含Cr廢水外，特別適用于含重金屬離子種類較多的電鍍混合廢水。我國

8、應用鐵氧體法已經有幾十年歷史，處理后的廢水能達到排放標準，在國內電鍍工業中應用較多。鐵氧體法具有設備簡單、投資少、操作簡便、不產生二次污染等優點。但在形成鐵氧體過程中需要加熱(約70oC)，能耗較高，處理后鹽度高，而且有不能處理含Hg和絡合物廢水的缺點。電解法電解法處理含Cr廢水在我國已經有二十多年的歷史，具有去除率高、無二次污染、所沉淀的重金屬可回收利用等優點。大約有30多種廢水溶液中的金屬離子可進行電沉積。電解法是一種比較成熟的處理技術，能減少污泥的生成量，且能回收Cu、Ag、Cd等金屬，已應用于廢水的治理。不過電解法成本比較高，一般經濃縮后再電解經濟效益較好。近年來，電解法迅速發展，并對

9、鐵屑內電解進行了深入研究，利用鐵屑內電解原理研制的動態廢水處理裝置對重金屬離子有很好的去除效果。另外，高壓脈沖電凝系統(HighVoltageElectrocagulationSystem)為當今世界新一代電化學水處理設備，對表面處理、涂裝廢水以及電鍍混合廢水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有顯著的治理效果。高壓脈沖電凝法比傳統電解法電流效率提高20%30%；電解時間縮短30%40%；節省電能達到30%40%；污泥產生量少；對重金屬去除率可達96%一99%。3溶劑萃取分離溶劑萃取法是分離和凈化物質常用的方法。由于液一液接觸，可連續操作，分離效果較好。使用這種方法時，要選擇有較高

10、選擇性的萃取劑，廢水中重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在，例如在酸性條件下，與萃取劑發生絡合反應，從水相被萃取到有機相，然后在堿性條件下被反萃取到水相，使溶劑再生以循環利用。這就要求在萃取操作時注意選擇水相酸度。盡管萃取法有較大優越性，然而溶劑在萃取過程中的流失和再生過程中能源消耗大，使這種方法存在一定局限性，應用受到很大的限制。4吸附法吸附法是利用吸附劑的獨特結構去除重金屬離子的一種有效方法。利用吸附法處理電鍍重金屬廢水的吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹脂等。活性炭裝備簡單，在廢水治理中應用廣泛，但活性炭再生效率低，處理水質很難達到回用要求，一般用于電鍍廢水的預處理。腐植酸類物質是比較

11、廉價的吸附劑，把腐植酸做成腐植酸樹脂用以處理含Cr、含Ni廢水已有成功經驗。有相關研究表明，殼聚糖及其衍生物是重金屬離子的良好吸附劑，殼聚糖樹脂交聯后，可重復使用10次，吸附容量沒有明顯降低。利用改性的海泡石治理重金屬廢水對Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力，處理后廢水中重金屬含量顯著低于污水綜合排放標準。另有文獻報道蒙脫石也是一種性能良好的粘土礦物吸附劑，鋁鋯柱撐蒙脫石在酸性條件下對Cr6+的去除率達到99%，出水中Cr6+含量低于國家排放標準，具有實際應用前暑。5膜分離法膜分離法是利用高分子所具有的選擇性來進行物質分離的技術，包括電滲析、反滲透、膜萃取、超過濾等。用電滲析法處理電

12、鍍工業廢水，處理后廢水組成不變，有利于回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理，已有成套設備。反滲透法已大規模用于鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬廢水處理。采用反滲透法處理電鍍廢水，已處理水可以回用，實現閉路循環。液膜法治理電鍍廢水的研究報道很多，有些領域液膜法已由基礎理論研究進入到初步工業應用階段，如我國和奧地利均用乳狀液膜技術處理含Zn廢水，此外也應用于鍍Au廢液處理中。膜萃取技術是一種高效、無二次污染的分離技術，該項技術在金屬萃取方面有很大進展。6離子交換法離子交換處理法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法，應用的離子交換劑有離子交換樹脂

13、、沸石等等，離子交換樹脂有凝膠型和大孔型。前者有選擇性，后者制造復雜、成本高、再生劑耗量大，因而在應用上受到很大限制。離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現的。推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力，多數情況下離子是先被吸附，再被交換，離子交換劑具有吸附、交換雙重作用。這種材料的應用越來越多，如膨潤土，它是以蒙脫石為主要成分的粘土，具有吸水膨脹性好、比表面積大、較強的吸附能力和離子交換能力，若經改良后其吸附及離子交換的能力更強。但是卻較難再生，天然沸石在對重金屬廢水的處理方面比膨潤土具有更大的優點：沸石是含網架結構的鋁硅

14、酸鹽礦物，其內部多孔，比表面積大，具有獨特的吸附和離子交換能力。研究表明，沸石從廢水中去除重金屬離子的機理，多數情況下是吸附和離子交換雙重作用，隨流速增加，離子交換將取代吸附作用占主要地位。若用NaCl對天然沸石進行預處理可提高吸附和離子交換能力。通過吸附和離子交換再生過程，廢水中重金屬離子濃度可濃縮提高30倍。沸石去除銅，在NaCl再生過程中，去除率達97%以上，可多次吸附交換，再生循環，而且對銅的去除率并不降低。三、生物處理技術由于傳統治理方法有成本高、操作復雜、對于大流量低濃度的有害污染難處理等缺點，經過多年的探索和研究，生物治理技術日益受到人們的重視。隨著耐重金屬毒性微生物的研究進展，

15、采用生物技術處理電鍍重金屬廢水呈現蓬勃發展勢頭，根據生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法以及植物修復法。1生物絮凝法生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉淀的一種除污方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產生并分泌到細胞外，具有絮凝活性的代謝物。一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質構成，分子中含有多種官能團，能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉淀。至目前為止，對重金屬有絮凝作用的約有十幾個品種，生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定的鰲合物而沉淀下來。應用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、

16、不產生二次污染、絮凝效果好，且生長快、易于實現工業化等特點。此外，微生物可以通過遺傳工程、馴化或構造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有廣闊的應用前景。2生物吸附法生物吸附法是利用生物體本身的化學結構及成分特性來吸附溶于水中的金屬離子，再通過固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子，有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質，能使溶液中可溶性的重金屬離子轉化為沉淀物而去除。生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易于分離回收重金屬等特點，已經被廣泛應用。3生物化學法生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水，將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型

17、生物化學法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用，將硫酸鹽還原成H2S，廢水中的重金屬離子可以和所產生的H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物沉淀而被去除，同時H2SO4的還原作用可將SO42-轉化為S2-而使廢水的pH值升高。因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉淀。有關研究表明，生物化學法處理含Cr6+濃度為3040mg/L的廢水去除率可達99.67%99.97%。有人還利用家畜糞便厭氧消化污泥進行礦山酸性廢水重金屬離子的處理，結果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬。趙曉紅等人用脫硫腸桿菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅離子，在銅質量濃度為246.8mg/L的溶液，當pH為4

18、.0時，去除率達99.12%。4植物修復法植物修復法是指利用高等植物通過吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量，以達到治理污染、修復環境的目的。植物修復法是利用生態工程治理環境的一種有效方法，它是生物技術處理企業廢水的一種延伸。利用植物處理重金屬，主要有三部分組成：（1）利用金屬積累植物或超積累植物從廢水中吸取、沉淀或富集有毒金屬；（2）利用金屬積累植物或超積累植物降低有毒金屬活性，從而可減少重金屬被淋濾到地下或通過空氣載體擴散：（3）利用金屬積累植物或超積累植物將土壤中或水中的重金屬萃取出來，富集并輸送到植物根部可收割部分和植物地上枝條部分。通過收獲或移去已積累和富集了

19、重金屬植物的枝條，降低土壤或水體中的重金屬濃度。在植物修復技術中能利用的植物有藻類、草本植物、木本植物等。藻類凈化重金屬廢水的能力，主要表現在對重金屬具有很強的吸附力，利用藻類去除重金屬離子的研究已有大量報道。褐藻對Au的吸收量達400mg/g，在一定條件下綠藻對Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金屬離子的去除率達80%90%，馬尾藻、鼠尾藻對重金屬的吸附雖然不及綠海藻，但仍具有較好的去除能力。草本植物凈化重金屬廢水的應用已有很多報道。鳳眼蓮是國際上公認和常用的一種治理污染的水生漂浮植物，它具有生長迅速，既能耐低溫、又能耐高溫的特點，能迅速、大量地富集廢水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、C

20、r等多種重金屬。有關研究發現鳳眼蓮對鈷和鋅的吸收率分別高達97%和80%。此外，還有很多草本植物具有凈化作用，如喜蓮子草、水龍、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。木本植物具有處理量大、凈化效果好、受氣候影響小、不易造成二次污染等等優點，受到人們廣泛關注。同時對土壤中Cd、Hg等有較強的吸附積累作用，由胡煥斌等試驗結果表明：蘆葦和池杉對重金屬Pb和Cd都有較強富集能力。三、重金屬廢水處理工程（一） 低濃度重金屬廢水清洗工藝廢水經過提升泵進入混凝池，泵前加入混凝劑，利用葉輪高速旋轉，使廢水與混凝劑充分混合，然后在混凝池前端加入氫氧化鈉或氫氧化鈣，調節酸堿度到8-9之間，生成大顆粒礬花，利用礬花網捕和共沉作

21、用，把大部分銅離子等重金屬沉淀下來，廢水進入幅流沉淀池泥水分離，污泥進入污泥濃縮池，通過壓濾機脫水后由合格供應商回收，出水加入重金屬捕集劑進入虹吸濾池，去除細小懸浮顆粒，最后在中和池加入硫酸調節酸堿度后，達標排放。該工藝與其它工藝相比，有如下優點： (1)固液分離采用幅流沉淀池，造價相對較低，布水均勻，污泥含水率低，而且排泥簡單效果好，出水效果好，機械維修方便。可克服斜板沉淀池一系列缺點斜板上容易集泥、排泥不暢、斜板要定期更換、運行費維護較高。 某些PCB廢水處理采用微濾機做為固液分離設備，同樣存在一系列缺點微濾管氣水反沖再生勞動強度大，化學再生勞動環境差，管道閥門容易腐蝕

22、，維修保養費用相當高，出水能力衰減快。 (2)采用虹吸濾池去除懸浮物，重金屬捕集劑確保廢水中重金屬達標。虹吸濾池實現自動氣水反沖，不僅減輕工人勞動強度，而且降低反沖廢水量。采用配水配氣性能優越長柄濾頭濾板，反沖更充分、更均勻、反沖廢水量少。（二） 重金屬廢水的微生物處理1主要技術內容（1）基本原理用從電鍍污泥中獲得的SR系列復合功能菌，高效還原六價鉻為三價鉻，三價鉻、鋅、銅、鎳和鎘等二價金屬離子被菌體富集，再經固液分離，廢水被凈化，污泥中金屬再用微生物或化學法回收，固液分離的上清液可以回用。（2）技術關鍵本技術的關鍵是菌體的培養和“菌廢比”的合理調控，這是保證處理水質達到排放標準或回

23、用的重要條件。一般采用厭氧技術培養菌體，培養液可以是生活污水，糞便，高濃度有機廢水，也可以人工配制。采用中溫發酵技術。根據廢水中的金屬離子的濃度和培養的菌體的濃度決定“菌廢比”，具體情況具體決定。（3）工藝流程微生物治理電鍍廢水工藝流程見圖9-24。2主要技術指標（1）凈化能力本技術對廢水成分變化的適應性強，各金屬離子濃度的范圍為：鉻1mg/L1000mg/L，鋅1mg/L1000mg/L，銅1mg/L1000mg/L，鎳1mg/L500mg/L，鎘1mg/L500mg/L。本技術不僅能處理單一的金屬廢水，也可處理混合的金屬廢水。廢水的pH值可在48范圍內變化。每天處理廢水量可達1m31000

24、m3以上。（2）特點利用微生物高效快速還原六價鉻，無二次污染，能回收菌泥中的金屬，因此，使用周期長，管理方便。如果能利用生活污水、食品加工廢水等培養微生物，可以實現以廢治廢。（3）出水水質處理后排放水中六價鉻、總鉻、鋅、銅、鎳、鎘等金屬低于國家GB8978-1996污水綜合排放標準，見表9-15。3主要設備微生物法治理電鍍廢水技術的主要設備有培菌池，生物反應器，調節池，泵房，沉淀池，消毒池，主控室，化驗室等。二、硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水其原理是利用硫酸鹽還原菌SRB在厭氧條件下產生硫化氫，硫化氫和廢水中的重金屬反應，生成金屬硫化物沉淀以去除重金屬離子。1廢水處理

25、工藝流程見圖9-25。2工藝說明利用微生物方法處理重金屬廢水時，由于廢水中常缺乏微生物生長所需的營養物質，包括有機物、氮、磷等，因此，在廢水中需加入所缺的營養物質。生物反應器是一個厭氧反應系統，微生物在厭氧條件下分解有機物，還原硫酸鹽生成硫化氫，硫化氫與廢水中的鋅離子反應生成不溶性的硫化鋅。生物反應器的類型可以是上流式厭氧污泥床、厭氧接觸反應器等。反應生成的硫化鋅沉淀同厭氧污泥混在一起，當其濃度達到一定程度以后，為了保證生物反應器的正常運行，就必然排放一部分污泥。由于污泥中鋅含量較高，可以回收。同時可以查看中國污水處理工程網更多技術文檔。從沉淀池中的出水，雖然鋅離子的去除率很高，但是出水中還含

26、有比較高的COD和硫化氫，因此必須要進行好氧處理去除COD和硫化氫，使最終出水的指標都達到國家排放標準。三、電池廠重金屬廢水的治理電池生產廢水排放量650/d。在生產過程中使用含汞鋅、錳和淀粉等原料。在電液配制、糊化、洗碳棒頭等生產過程中排出的廢水重金屬污染物濃度平均為：汞008mg/L、鋅315m1/L。錳73mg/L，直接排放。對環境造成較嚴重的污染。本廠的領導班子非常重視環保工作，把環境保護作為生產經營技術改造的重要方面來抓。決定在易地改造的同時.對電池廢水進行徹底治理。由于廢水中含有幾種重金屬污染物。處理難度高，針對該水質制定出一套高教經濟的廢水治理方案。1 工藝流程確定EWP高鼓污水凈化器治理原理很多廢水(如電池的含鋅廢水)經絮凝反