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　　在環(huán)境與人類(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。他們以不同的形態(tài)存在于環(huán)境之中，并在環(huán)境中遷移、積累。采礦、冶金、化工等行業(yè)是水體中主要的人為污染源。重金屬在食物鏈中的過(guò)量富集會(huì)對(duì)自然環(huán)境和人體健康造成很大的危害。有效處理水體中過(guò)量的重金屬，能夠有效降低食物鏈中各種動(dòng)植物體內(nèi)重金屬的含量，從而減輕對(duì)人類(lèi)的危害。為此，人們通過(guò)實(shí)踐，提出了一些治理重金屬?gòu)U水的方法。

1化學(xué)沉淀法

(1)氫氧化物沉淀法

?　　幾種金屬開(kāi)始生成氫氧化物沉淀時(shí)的pH值

往重金屬?gòu)U水中加入堿性溶液，利用OH-與重金屬離子反應(yīng)生成難溶的金屬氫氧化物沉淀，通過(guò)過(guò)濾予以分離。氫氧化物沉淀法包括分步沉淀法和一次沉淀法兩種。分步沉淀法是分段加入石灰乳，利用不同的金屬氫氧化物在不同的pH值下沉淀析出的特性，依次回收各種金屬氫氧化物。一次沉淀法則是一次性投加石灰乳，使溶液達(dá)到額定的pH值，從而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析出。

(2)硫化物沉淀法

?　　將重金屬?gòu)U水pH值調(diào)節(jié)為一定堿性后，再通過(guò)向重金屬?gòu)U水中投加硫化鈉或硫化鉀等硫化物，或者直接通入硫化氫氣體，使重金屬離子同硫離子反應(yīng)生成難溶的金屬硫化物沉淀，然后被過(guò)濾分離。由于金屬硫化物的溶度積比相應(yīng)的金屬氫氧化物的溶度積小得多，因此，硫化物沉淀法比氫氧化物沉淀法具有更多的優(yōu)點(diǎn)，比如沉渣量少，容易脫水，沉渣金屬品位高，有利于金屬的回收。可是硫化物沉淀法也有不足之處，比方說(shuō)硫化物結(jié)晶比較細(xì)小，難以沉降，因而應(yīng)用也不是很廣。

(3)還原沉淀法

?　　這種方法的原理是，用還原劑將重金屬?gòu)U水中的重金屬離子還原為金屬單質(zhì)或者價(jià)態(tài)較低的金屬離子，先將金屬過(guò)濾收集，然后再往處理液中加入石灰乳，使得還原態(tài)的重金屬離子以氫氧化物的形式沉淀收集。銅和汞等的回收可以利用這種方法，該法也常用于含鉻廢水的處理。較常使用的還原劑有硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、鐵粉等。

(4)絮凝浮選沉淀法

?　　通過(guò)添加絮凝劑使得重金屬?gòu)U水中的小膠體顆粒穩(wěn)定性變差，聚集形成大顆粒膠體物質(zhì)，最終通過(guò)重力作用沉淀下來(lái)。為增大膠體顆粒的尺寸，采用浮選的辦法，用于將不穩(wěn)定的膠體粒子變?yōu)楣滔嘈跄?。這一浮選過(guò)程一般包括兩個(gè)重要的步驟，一是調(diào)節(jié)pH值，二是加入含鐵或鋁鹽的絮凝劑，以克服離子間靜電排斥導(dǎo)致的穩(wěn)定作用。

(5)鋇鹽沉淀法

?　　鋇鹽沉淀法是利用置換反應(yīng)原理，用碳酸鋇，氯化鋇等鋇鹽與廢水中的重金屬離子反應(yīng)，形成溶解度小的鋇鹽使其沉淀下來(lái)，再利用石膏過(guò)濾，將殘余的鋇離子去除。這種方法主要用于去除六價(jià)鉻離子，通過(guò)石膏回收后，廢水可回用，還可以回收鉻酸。

(6)鐵氧體法

?　　鐵氧體法是日本電氣公司(NEC)研究出的一種從廢水中去除重金屬離子的新方法。做法是：在含重金屬離子的廢水中加入鐵鹽，利用共沉法從廢水中制取鐵氧體粉末。

鐵氧體法可一次去除廢水中多種重金屬離子，鐵氧體沉淀不再溶解。鐵氧體法處理重金屬?gòu)U水效果好，投資省，設(shè)備簡(jiǎn)單，沉渣量少，且化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。在自然條件下，一般不易造成二次污染。

鐵氧體法捕集金屬離子的機(jī)理是通過(guò)晶格取代的方式而非一般的化學(xué)反應(yīng)，因此有可能突破溶度積常數(shù)的限制而同時(shí)對(duì)多種重金屬離子產(chǎn)生作用，特別適用于處理工業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的含多種重金屬離子的廢水。

2物理處理法

(1)物理吸附法

?　　活性炭是最早使用的吸附劑，也是目前使用最廣泛的吸附劑。之所以能夠進(jìn)行物理吸附，是因?yàn)榛钚蕴烤哂懈叩谋缺砻娣e以及高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)。后來(lái)在此基礎(chǔ)上又出現(xiàn)了活性炭纖維等衍生物，去除效率高，但價(jià)格比較昂貴。能夠用于物理吸附的材料還有各種礦物質(zhì)以及分子篩等。

(2)樹(shù)脂吸附法

?　　環(huán)保是樹(shù)脂吸附法的一個(gè)重要的特點(diǎn)，這種方法能夠分離、純化、回收重金屬，效果顯著。主要是由于樹(shù)脂中含有各種活性基團(tuán)，比較典型的有羥基、羧基、氨基等，能夠與重金屬離子進(jìn)行螯合，因而這些功能性樹(shù)脂材料能有效的吸附重金屬離子。根據(jù)活性基團(tuán)的種類(lèi)不同，分為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂。

(3)膜分離法

 

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?　　膜分離技術(shù)是利用一種特殊的半透膜，在外界壓力的作用下，不改變?nèi)芤褐谢瘜W(xué)形態(tài)的基礎(chǔ)上，將溶劑和溶質(zhì)進(jìn)行分離或濃縮的方法，包括電滲析和隔膜電解。電滲析是在直流電場(chǎng)作用下，利用陰陽(yáng)離子交換膜對(duì)溶液陰陽(yáng)離子選擇透過(guò)性使水溶液中重金屬離子與水分離的一種物理化學(xué)過(guò)程。隔膜電解是以膜隔開(kāi)電解裝置的陽(yáng)極和陰極而進(jìn)行電解的方法，實(shí)際上是把電滲析與電解組合起來(lái)的一種方法。上述方法在運(yùn)行中都遇到了電極極化、結(jié)垢和腐蝕等問(wèn)題。

(4)離子交換法

 

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?　　用離子交換樹(shù)脂把廢水中的重金屬離子交換出來(lái)，從而除去重金屬離子。不過(guò)，離子交換樹(shù)脂價(jià)格昂貴，其再生費(fèi)用也比較高，所以，在廢水處理中使用很少。但對(duì)于少量有回收價(jià)值的有毒金屬來(lái)說(shuō)是個(gè)不錯(cuò)的方法。

離子交換技術(shù)在治理重金屬工業(yè)廢水的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)金屬的回收利用，具有較高的經(jīng)濟(jì)合理性，對(duì)增加可利用資源和改善環(huán)境質(zhì)量具有十分重要的意義。但要擴(kuò)大該技術(shù)在廢水處理方面的應(yīng)用領(lǐng)域，應(yīng)提高樹(shù)脂的強(qiáng)度和耐用性，使之連續(xù)使用較長(zhǎng)時(shí)間。加強(qiáng)交換設(shè)備和樹(shù)脂的規(guī)范化工作，為該技術(shù)的普及應(yīng)用創(chuàng)造條件。

3電化學(xué)處理技術(shù)

(1)電解法

?　　電解法的主要原理，是對(duì)重金屬?gòu)U水進(jìn)行電解時(shí)，重金屬離子在陰極得到電子被還原，這些重金屬要么沉淀在電極表面，要么沉淀到反應(yīng)槽底部，從而起到降低廢水中重金屬含量的效果。

電解法是利用金屬的電化學(xué)性質(zhì)，金屬離子在電解時(shí)能夠從相對(duì)高濃度的溶液中分離出來(lái)，然后加以利用。電解法主要用于電鍍廢水的處理，這種方法的缺點(diǎn)是水中的重金屬離子濃度不能降的很低。所以，電解法不適于處理較低濃度的含重金屬離子的廢水。

(2)電沉積法

這種方法的原理是，在傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀方法中，加入電壓，通過(guò)改變?nèi)芤旱碾妱?shì)，促進(jìn)重金屬離子更好地沉淀。電沉積在酸性和堿性廢液中都適用。

4生物處理法

(1)生物吸附法

?　　近些年來(lái)，很多研究者將各種生物(如植物、細(xì)菌、真菌、藻類(lèi)以及酵母)經(jīng)處理加工成生物吸附劑，用于處理含重金屬?gòu)U水。生物體具有特定的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及成分特征，而生物吸附法的主要原理，就是利用生物體的這些特性來(lái)吸附溶于水中的重金屬離子。生物吸附法具有幾個(gè)特點(diǎn)：①生物吸附劑可以降解，一般不會(huì)發(fā)生二次污染;②來(lái)源廣泛，容易獲取并且價(jià)格便宜;③生物吸附劑容易解析，能夠有效地回收重金屬。

(2)生物絮凝法

?　　生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物，進(jìn)行絮凝沉淀的一種除污方法。微生物絮凝劑是由微生物自身構(gòu)成的，具有高效絮凝作用的天然高分子物，它的主要成分是糖蛋白、粘多糖、纖維素和核酸等。由于多數(shù)微生物具有一定線性結(jié)構(gòu)，有的表面具有較高電荷或較強(qiáng)的親水性，能與顆粒通過(guò)各種作用相結(jié)合，起到很好的絮凝效果。目前開(kāi)發(fā)出具有絮凝作用的微生物有細(xì)菌、霉菌、放線菌、酵母菌和藻類(lèi)等共17種。其中對(duì)重金屬有絮凝作用的有12種。用微生物絮凝法處理廢水安全方便無(wú)毒、不產(chǎn)生二次污染、絮凝效果好，且微生物生長(zhǎng)快、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等特點(diǎn)。此外，微生物可以通過(guò)遺傳工程、馴化或構(gòu)造出具有特殊功能的菌株。因此微生物絮凝法具有廣闊的發(fā)展前景。

(3)植物修復(fù)法

?　　植物修復(fù)法是指利用高等植物通過(guò)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(dá)到治理污染、修復(fù)環(huán)境的目的。植物修復(fù)法是利用生態(tài)工程治理環(huán)境的一種有效方法，它是生物技術(shù)處理企業(yè)廢水的一種延伸。

5重金屬處理發(fā)展方向1.工藝流程比較簡(jiǎn)單建設(shè)費(fèi)用低，處理過(guò)程中不能產(chǎn)生有害氣體，人員安全性要好。2.處理后的水質(zhì)可以回用。3.水中有價(jià)金屬回收。4.廢水處理成本低、效益高、易管理、無(wú)二次污染、有利于生態(tài)環(huán)境的改善。