廢水中重金屬離子脫除方法

一般認(rèn)為比重大于5g×mL-1的元素可以稱為重金屬，重金屬是自然界天然組成部分。人類活動(dòng)中的礦山廢水、冶煉廠排出液、電鍍液、鑄造排出液以及其它金屬加工過程也不可避免會(huì)含有重金屬離子，這些重金屬離子包括銅離子(Cu2+)、鋅離子(Zn2+)、鉻離子(Cr2+)、鎳離子(Ni2+)、鎘離子(Cd2+)等，現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展大大增加了這些重金屬的排放量。

　　重金屬可在有機(jī)體里富集，且較難降解，容易引發(fā)疾病，對人類健康帶來危害，甚至可能危及整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。此外，重金屬很難*脫除，對環(huán)境會(huì)造成污染。因此，脫除廢水中的重金屬離子具有生態(tài)保護(hù)、環(huán)境保護(hù)雙重意義。

　　常規(guī)脫除重金屬離子的方法有化學(xué)沉淀、電化學(xué)、吸附、離子交換、膜分離等，除此之外，還有一些近些年新提出的方法用于重金屬離子脫除，例如，水合物法脫除廢水中的重金屬離子。

　　本文分別介紹了常規(guī)脫除重金屬離子方法以及新型脫除重金屬離子方法近些年研究進(jìn)展，同時(shí)對未來廢水中重金屬離子脫除研究進(jìn)行評(píng)述。

　　1、常規(guī)脫除重金屬離子的方法

　　1.1 化學(xué)沉淀法

　　化學(xué)沉淀法是通過加與化學(xué)質(zhì)進(jìn)行化學(xué)絮凝，然后將沉淀進(jìn)行分離，從而實(shí)現(xiàn)重金屬離子脫除的方法。化學(xué)沉淀主要是形成難溶物質(zhì)，如氫氧化物、碳酸鹽沉淀、硫化物沉淀、鐵酸鹽沉淀等。以形成鐵酸鹽沉淀脫除重金屬為例，此種也稱“鐵氧體法"，通常情況下此種方法用于處理廢水中重金屬離子實(shí)驗(yàn)溫度在65℃以上。出于節(jié)能考慮，需將處理溫度降至常溫或室溫。添加晶種、降低二價(jià)鐵離子氧化速率，延長老化時(shí)間與提高pH值等均用于嘗試室溫鐵氧體法。例如Klas等通過研究了室溫下通過鐵氧體法脫除Zn2+、Co2+、Ni2+等重金屬離子。除了脫除單一重金屬離子，在多種重金屬離子存在下，化學(xué)沉淀法也可以進(jìn)行一定的嘗試，如Fang等通過加入硫化鋅分步將汞離子、銅離子、鉛離子、鎘離子等形成相應(yīng)的硫化物進(jìn)行沉淀脫除重金屬離子。化學(xué)沉淀法對于重金屬離子濃度較高的情況具有很好的處理效果，但是重金屬離子濃度很低的情況下，處理效果不佳。

　　1.2 電化學(xué)法

　　電化學(xué)方法是利用電極使金屬離子遷移，發(fā)生氧化還原反應(yīng)析出達(dá)到脫除重金屬離子的目的。因?yàn)檎麄€(gè)過程需要利用電能，對于重金屬離子含量較少而言，將其脫除需要要能耗相對較大，因此，電化學(xué)方法對重金屬離子濃度較高的廢水較為適用。針對電化學(xué)方法，研究較多的為土壤的修復(fù)過程。但電化學(xué)修復(fù)土壤的方法可嘗試用于廢水中的處理，如Fu等用電化學(xué)方法脫除重金屬鎘，他們發(fā)現(xiàn)，相對于去離子水，加入檸檬酸對鎘金屬與鎘離子有更高的脫除效率，可嘗試在廢水中加入檸檬酸，然后用電化學(xué)方法對重金屬離子脫除效率進(jìn)行研究，看是否會(huì)提高鎘離子或其它重金屬離子的脫除效率。此外，電化學(xué)方法處理重金屬離子或回收重金屬一般都會(huì)采用平板電極，普通平板電極不可避免存在濃差極化現(xiàn)象，因此，可以引入旋流電沉積技術(shù)減少或解決電化學(xué)法處理廢水中重金屬離子中出現(xiàn)的濃差極化現(xiàn)象。