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摘要：伴随我国经济建设的不断发展与壮大，我国的工业化发展也在不断发生着变化，但这也在一定程度上造成了环境与水质的污染。其中以重金属污染对于人类的伤害最为严重。废水中如含有重金属，其处理方法就会发生很大变化，采取普通处理方法根本达不到处理的目的，本文通过对重金属废水处理方法的详细阐述，详细分析了传统方法以及现代化新型处理方法，并进行了科学有效的对比与分析，以更好的强化重金属的废水处理，从根本上保障处理质量，以更好的为环境保护服务。
关键词：重金属废水水处理方法
中图分类号：TK223文献标识码： A
前言：重金属离子的废水主要来自于化工工业以及矿山开采以及机械加工等行业，其所排放的重金属废水由于不能通过被生物降解的方式进行处理，长期沉积便会对于存在的水体产生相当严重的危害，一旦危害出现，可能所导致就将是极度严重且无法挽回的重大损失。因此，污水处理企业对于重金属废水的排放一定高度的重视，并采取科学有效的方式进行污水有效处理，以从根本上保障重金属污水处理的科学有效，保障水质安全。
一、传统方法
1、化学沉淀法
化学沉淀法是指向废水中添加化学药剂与重金属发生化学反应，从而使重金属离子变成不溶性沉淀物质分离出来。该方法技术成熟、投入少、自动化程度高。最常用的就是氢氧化物沉淀法和硫化物沉淀法。例如向含镉废水中投加氢氧化钠，会形成氢氧化镉沉淀。化学沉淀法也存在一些不足：产生重金属污泥、沉淀剂的加入容易造成二次污染以及处理效果受水质条件影响等，限制了其在工程上的应用。
在化学沉淀法中，铁氧体法是较为新型的处理工艺。它是指向废水中投加铁盐，通过对工艺条件的控制，使重金属离子在铁氧体的包裹和夹带作用下进入铁氧体的晶格中，进而形成复合铁氧体，最后再用固液分离的手段，一次脱除多种重金属离子的方法。该方法克服了传统化学沉淀法易形成二次污染的弊端，但是反应过程需要加热，能耗高。
2、吸附法
吸附法主要是利用高比表面积或具有多孔结构的物质作为吸附材料去除重金属离子。该法的核心是吸附剂的选择，常用的吸附剂有活性炭、矿物质、分子筛等。活性炭有较强的吸附能力，可以同时吸附多种重金属离子，去除率高，但再生效率低，处理水质达不到GB标准，价格高，应用被限制。近年来逐步研究出多种新的吸附材料，如凸凹棒、浮石、硅藻土、蛇文石、大洋多结核矿等。大洋多结核矿吸附能力强，它是多孔结构，表面积大，矿物大部分以晶型存在，因此吸附重金属废水效果好。
另一类是利用微生物作为吸附材料，主要有菌体、藻类和细胞提取物等，这些生物吸附剂对不同的重金属离子表现出不同的吸附能力，造成吸附能力大小的主要原因在于微生物细胞表面的结构，并且受外界环境因素和水体pH值的影响。
3、离子交换法
离子交换法的实质是离子交换剂上的可交换离子与废水中的重金属离子之间的交换反应，在此过程中，废水中的重金属离子被去除。当离子交换剂上的重金属离子达到饱和时，使用再生液反复冲洗离子交换剂，使之得到再生。重金属废水处理中常用的离子交换剂主要是离子交换树脂，如阴离子交换树脂、阳离子交换树脂以及螯合树脂等。
离子交换技术在处理重金属废水的同时，可实现重金属的资源化，具有较高的经济价值，对改善环境质量和增加可利用资源也具有极其重要的意义。但是该方法不足之处在于：树脂进行再生时需消耗大量的酸碱，且易造成二次污染。
4、生物處理法
生物处理法是指利用微生物或植物的吸收、絮凝、还原等作用去除水中的重金属离子的方法，主要包括生物化学法和生物絮凝法等。
生物化学法是指利用微生物的氧化还原反应能力使重金属离子沉降或降低其毒性。对硫酸盐含量较高的重金属废水的处理是典型的生物还原法，该方法能够把硫酸盐还原成硫化氢，使重金属离子和硫化氢发生反应生成金属硫化物沉淀而除去。研究者用基因工程菌对含汞废水进行了研究,但浓度过高毒性强的重金属离子对菌有一定的影响,使此法有一定局限性。生物絮凝法是指借助生物产生的代谢产物进行絮凝沉淀的一种方法。目前的生物絮凝剂主要有五大类，即半乳甘露聚糖类、淀粉类、微生物多糖类、纤维素衍生物类和复合型生物混凝剂。生物絮凝法以其安全无毒、絮凝剂效果好、絮凝物易于分离等特点，在重金属废水处理领域中有着广泛的应用前景。但该方法也有不利之处，如生产成本高、活体生物絮凝剂保存困难等。
二、 新型处理方法
1、电化学法
电化学法是指利用电化学原理处理重金属废水，兼具絮凝、气浮、杀菌等多种功能，是近年发展起来的颇具竞争力的重金属废水处理方法。该方法因装置紧凑、工艺成熟、无二次污染，便于控制管理等特点，在国内外得到广泛应用。Amin N K等的研究表明对一些金属离子的去除效果可达到0.1mg·L-1以下，适合重金属浓度高的废水，但此方法耗能大，析氧和析氢等副反应多，不适合处理低浓度废水。
2、 膜分离技术
膜分离技术是一项新兴的分离技术，自60年代，作为一项高新技术从实验室中走向社会开始进行大规模工业化应用以来，已逐渐并迅速发展成为了在各个工业系统中获得大规模应用的高效节能的分离过程。近年来，将液体分离膜技术用于重金属废水处理的报导日渐增多并渐成主流。
将膜分离技术应用于重金属废水处理具有以下优点：
（1）过程无相变，可以常温操作，能耗低，污染小；
（2）膜过程可通过模拟装置实现，而且可以连续操作；
但是，膜分离过程也有其弊端：
（1）在某些情况下，膜容易结垢，降低膜分离过程效率，甚至降低膜的使用寿命；
（2）与化学法相比，膜分离工艺初期投资较高。
电渗析（ED）是指以直流电场产生的电压为推动力，溶液中的带电离子进行定向迁移，选择性的透过离子交换膜的过程。含Cu2+、Zn2+、Cr2+和Ni2+等重金属离子的废水都可采用电渗析处理，其中含镍废水处理技术最为成熟，已有成套工业化装置。但是电渗析法处理废水要求具有足够的电导以提高渗透效率，因此不适宜处理低浓度的重金属废水。例如，电渗析用于处理镀镍清洗水时，要求清洗水中镍盐的浓度不低于1.5mg·L-1。
电去离子技术（EDI），又称填充床电渗析技术，是将树脂填充在电渗析器的淡水室中，在直流电场作用下，膜堆内部自发水解离产生H+和OH-再生离子交换树脂，同时实现离子的深度脱除和浓缩的新型复合分离过程。相对传统的电渗析过程而言，电去离子技术的分离效率得到显著提高。因此EDI技术具有巨大的技术和经济优越性，EDI技术在用于处理低浓度重金属废水领域所展现出的良好潜力正日益引起人们的重视。
重金属的污水中所含金属成分比较复杂，虽然膜分离能够在一定程度上处理废水中的重金属成分，如果进行大规模的重金属成分处理，还需要采用集成膜，以更好的保障处理效率，从而实现根本处理。
国家海洋局杭州水处理中心采用了一套处理能力为1200m3/d-1的三级膜分离装置处理电镀镍漂洗废水，总浓缩倍数为100倍，一级膜分离系统对镍离子的截留率为98%，二、三级膜分离系统对镍离子的截留效率均在99%以上。但随着膜使用时间的增长，膜通量会逐渐下降，膜系统也需要定期进行清洗。也有研究者将双极膜技术与电去离子技术结合用于重金属废水处理，为膜分离技术在该领域的应用提供了新的思路。
结语：综上所述，面对日益严峻的环境恶化问题，为更好的满足日益严格的环保要求，强化重金属污水处理是一项非常重要且严峻的任务，针对于污水处理企业而言，任重而道远。但随着科学技术的不断发展，相信膜分离技术也会得到进一步的改进与完善，使其更加科学有效的应用于重金属的污水处理工作中，以更好的推进我国的环保事业迈向一个新台阶。
参考文献
[1] 王宏镔，束文圣，蓝崇钰．重金属污染生态学研究现状与展望[J]．生态学
报，2005，（25）.
[2] 袁建军，卢英华．高选择性重组基因工程菌治理含汞废水的研究[J]．泉州
师范学院学报，2003，（21）.
[3] 李娜，靳晓洁．含重金属废水处理技术的研究进展概述[J]．电力科学与工
程，2008，（24）.
[4] 楼永通，宋伟华，罗菊芬等.1200m3/d-1电镀废水膜法回收工程[J]．膜科
学与技术，2003，（23）.
关键词：重金属废水水处理方法
中图分类号：TK223文献标识码： A
前言：重金属离子的废水主要来自于化工工业以及矿山开采以及机械加工等行业，其所排放的重金属废水由于不能通过被生物降解的方式进行处理，长期沉积便会对于存在的水体产生相当严重的危害，一旦危害出现，可能所导致就将是极度严重且无法挽回的重大损失。因此，污水处理企业对于重金属废水的排放一定高度的重视，并采取科学有效的方式进行污水有效处理，以从根本上保障重金属污水处理的科学有效，保障水质安全。
一、传统方法
1、化学沉淀法
化学沉淀法是指向废水中添加化学药剂与重金属发生化学反应，从而使重金属离子变成不溶性沉淀物质分离出来。该方法技术成熟、投入少、自动化程度高。最常用的就是氢氧化物沉淀法和硫化物沉淀法。例如向含镉废水中投加氢氧化钠，会形成氢氧化镉沉淀。化学沉淀法也存在一些不足：产生重金属污泥、沉淀剂的加入容易造成二次污染以及处理效果受水质条件影响等，限制了其在工程上的应用。
在化学沉淀法中，铁氧体法是较为新型的处理工艺。它是指向废水中投加铁盐，通过对工艺条件的控制，使重金属离子在铁氧体的包裹和夹带作用下进入铁氧体的晶格中，进而形成复合铁氧体，最后再用固液分离的手段，一次脱除多种重金属离子的方法。该方法克服了传统化学沉淀法易形成二次污染的弊端，但是反应过程需要加热，能耗高。
2、吸附法
吸附法主要是利用高比表面积或具有多孔结构的物质作为吸附材料去除重金属离子。该法的核心是吸附剂的选择，常用的吸附剂有活性炭、矿物质、分子筛等。活性炭有较强的吸附能力，可以同时吸附多种重金属离子，去除率高，但再生效率低，处理水质达不到GB标准，价格高，应用被限制。近年来逐步研究出多种新的吸附材料，如凸凹棒、浮石、硅藻土、蛇文石、大洋多结核矿等。大洋多结核矿吸附能力强，它是多孔结构，表面积大，矿物大部分以晶型存在，因此吸附重金属废水效果好。
另一类是利用微生物作为吸附材料，主要有菌体、藻类和细胞提取物等，这些生物吸附剂对不同的重金属离子表现出不同的吸附能力，造成吸附能力大小的主要原因在于微生物细胞表面的结构，并且受外界环境因素和水体pH值的影响。
3、离子交换法
离子交换法的实质是离子交换剂上的可交换离子与废水中的重金属离子之间的交换反应，在此过程中，废水中的重金属离子被去除。当离子交换剂上的重金属离子达到饱和时，使用再生液反复冲洗离子交换剂，使之得到再生。重金属废水处理中常用的离子交换剂主要是离子交换树脂，如阴离子交换树脂、阳离子交换树脂以及螯合树脂等。
离子交换技术在处理重金属废水的同时，可实现重金属的资源化，具有较高的经济价值，对改善环境质量和增加可利用资源也具有极其重要的意义。但是该方法不足之处在于：树脂进行再生时需消耗大量的酸碱，且易造成二次污染。
4、生物處理法
生物处理法是指利用微生物或植物的吸收、絮凝、还原等作用去除水中的重金属离子的方法，主要包括生物化学法和生物絮凝法等。
生物化学法是指利用微生物的氧化还原反应能力使重金属离子沉降或降低其毒性。对硫酸盐含量较高的重金属废水的处理是典型的生物还原法，该方法能够把硫酸盐还原成硫化氢，使重金属离子和硫化氢发生反应生成金属硫化物沉淀而除去。研究者用基因工程菌对含汞废水进行了研究,但浓度过高毒性强的重金属离子对菌有一定的影响,使此法有一定局限性。生物絮凝法是指借助生物产生的代谢产物进行絮凝沉淀的一种方法。目前的生物絮凝剂主要有五大类，即半乳甘露聚糖类、淀粉类、微生物多糖类、纤维素衍生物类和复合型生物混凝剂。生物絮凝法以其安全无毒、絮凝剂效果好、絮凝物易于分离等特点，在重金属废水处理领域中有着广泛的应用前景。但该方法也有不利之处，如生产成本高、活体生物絮凝剂保存困难等。
二、 新型处理方法
1、电化学法
电化学法是指利用电化学原理处理重金属废水，兼具絮凝、气浮、杀菌等多种功能，是近年发展起来的颇具竞争力的重金属废水处理方法。该方法因装置紧凑、工艺成熟、无二次污染，便于控制管理等特点，在国内外得到广泛应用。Amin N K等的研究表明对一些金属离子的去除效果可达到0.1mg·L-1以下，适合重金属浓度高的废水，但此方法耗能大，析氧和析氢等副反应多，不适合处理低浓度废水。
2、 膜分离技术
膜分离技术是一项新兴的分离技术，自60年代，作为一项高新技术从实验室中走向社会开始进行大规模工业化应用以来，已逐渐并迅速发展成为了在各个工业系统中获得大规模应用的高效节能的分离过程。近年来，将液体分离膜技术用于重金属废水处理的报导日渐增多并渐成主流。
将膜分离技术应用于重金属废水处理具有以下优点：
（1）过程无相变，可以常温操作，能耗低，污染小；
（2）膜过程可通过模拟装置实现，而且可以连续操作；
但是，膜分离过程也有其弊端：
（1）在某些情况下，膜容易结垢，降低膜分离过程效率，甚至降低膜的使用寿命；
（2）与化学法相比，膜分离工艺初期投资较高。
电渗析（ED）是指以直流电场产生的电压为推动力，溶液中的带电离子进行定向迁移，选择性的透过离子交换膜的过程。含Cu2+、Zn2+、Cr2+和Ni2+等重金属离子的废水都可采用电渗析处理，其中含镍废水处理技术最为成熟，已有成套工业化装置。但是电渗析法处理废水要求具有足够的电导以提高渗透效率，因此不适宜处理低浓度的重金属废水。例如，电渗析用于处理镀镍清洗水时，要求清洗水中镍盐的浓度不低于1.5mg·L-1。
电去离子技术（EDI），又称填充床电渗析技术，是将树脂填充在电渗析器的淡水室中，在直流电场作用下，膜堆内部自发水解离产生H+和OH-再生离子交换树脂，同时实现离子的深度脱除和浓缩的新型复合分离过程。相对传统的电渗析过程而言，电去离子技术的分离效率得到显著提高。因此EDI技术具有巨大的技术和经济优越性，EDI技术在用于处理低浓度重金属废水领域所展现出的良好潜力正日益引起人们的重视。
重金属的污水中所含金属成分比较复杂，虽然膜分离能够在一定程度上处理废水中的重金属成分，如果进行大规模的重金属成分处理，还需要采用集成膜，以更好的保障处理效率，从而实现根本处理。
国家海洋局杭州水处理中心采用了一套处理能力为1200m3/d-1的三级膜分离装置处理电镀镍漂洗废水，总浓缩倍数为100倍，一级膜分离系统对镍离子的截留率为98%，二、三级膜分离系统对镍离子的截留效率均在99%以上。但随着膜使用时间的增长，膜通量会逐渐下降，膜系统也需要定期进行清洗。也有研究者将双极膜技术与电去离子技术结合用于重金属废水处理，为膜分离技术在该领域的应用提供了新的思路。
结语：综上所述，面对日益严峻的环境恶化问题，为更好的满足日益严格的环保要求，强化重金属污水处理是一项非常重要且严峻的任务，针对于污水处理企业而言，任重而道远。但随着科学技术的不断发展，相信膜分离技术也会得到进一步的改进与完善，使其更加科学有效的应用于重金属的污水处理工作中，以更好的推进我国的环保事业迈向一个新台阶。
参考文献
[1] 王宏镔，束文圣，蓝崇钰．重金属污染生态学研究现状与展望[J]．生态学
报，2005，（25）.
[2] 袁建军，卢英华．高选择性重组基因工程菌治理含汞废水的研究[J]．泉州
师范学院学报，2003，（21）.
[3] 李娜，靳晓洁．含重金属废水处理技术的研究进展概述[J]．电力科学与工
程，2008，（24）.
[4] 楼永通，宋伟华，罗菊芬等.1200m3/d-1电镀废水膜法回收工程[J]．膜科
学与技术，2003，（23）.