1.3　重金屬處理

目前，人們對水體重金屬污染問題已有相對深入的研究，同時采取了多種方法對重金屬廢水和污染的水體進行處理和修復，這些方法主要用于轉移其存在的位置和其物理化學形態，不能使其中的重金屬分解破壞。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為難溶性化合物而沉淀，于是從水中轉入污泥中；經離子交換處理后，廢水中的重金屬離子轉移到離子交換樹脂上，經再生后則又轉移到再生廢液中。

目前對于重金屬離子處理主要有化學法、電解法、吸附法、膜分離法等［4，5］。

1.3.1　化學法

（1）化學沉淀法

化學沉淀法是往重金屬廢水中加化學沉淀劑，產生難溶的化學物質，使污染物呈沉淀析出，然后通過凝聚、沉降、浮選、過濾、吸附等方法將沉淀從溶液中分離出來，或者用酸或堿調整重金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH值條件，從而使污染物質形成氫氧化物沉淀，加以分離。

常用的絮凝劑有Al2（SO4）3、FeSO4、FeCl3、FeCl2、NaAlO2和PSC（聚合氧化鋁）等無機混凝劑，以及聚丙烯酸鈉、聚乙烯酰胺、聚丙烯酰胺、聚乙烯和聚硫脲醋酸鹽等高分子絮凝劑。

常用的中和劑有生石灰、消石灰、電石渣、碳酸鈣、碳酸鈉等。

可根據廢水量、水質、重金屬種類、酸的濃度、需中和的pH值、主要沉淀物的性能等因素選用絮凝劑和中和劑等。

該處理方法具有流程簡單，效果較好，操作簡便，處理成本較低的優點，但也有渣量大、含水率高、脫水困難等缺點［6］。

（2）氧化還原法

氧化還原法是向重金屬廢水中加入氧化劑或還原劑，通過氧化還原反應使重金屬離子轉變為毒性較小或容易生成沉淀的價態，然后沉淀去除。氧化法是在水中投入氧化劑，將廢水中的有毒物質氧化為無毒或低毒物質的處理方法，氧化法主要處理廢水中的CN-、S2-、Fe2+、Mn2+等離子，色度、味臭、生化需氧量（BOD）、化學需氧量（COD）以及致病微生物等。

常用的氧化劑有過氧化氫、液氯、空氣、臭氧等。

還原法是在水中投入還原劑，將廢水中的有毒物質還原為無毒或低毒物質的處理方法，該法主要用于處理廢水中的Cr6+、Cd2+和Hg2+等重金屬離子。

常用的還原劑有氣態的SO2，液態的水合肼以及固態的亞硫酸氫鈉、硫代硫酸鈉、硫酸亞鐵、硼氫化鈉，鐵、鋅、銅、錳、鎂等金屬也可以作為還原劑。另外，在很多廢水處理中用鐵屑作為還原劑，例如含Cr6+、Hg2+的廢水等。

化學法處理重金屬廢水的應用技術容易實現，只要化學反應試劑的選擇準確，可以根據化學反應方程式準確地計算投加量，通過簡單的操作步驟達到重金屬處理的目的。目前，化學法廣泛應用于電鍍含重金屬離子廢水、采礦冶煉產生的含重金屬離子廢水的處理。

1.3.2　電解法

電解是利用直流電使水中重金屬離子在電源兩極進行氧化還原反應的過程。經過電解，重金屬聚集沉淀在電極表面或者容器底部，然后進行處理。例如，可以在陰極回收Cr、Cu、Pb、Cd、Ni、Ag、Au等，并且通過控制電極電位，可以把同一溶液中的多種金屬離子逐步分離，回收，提純，得到純度較高的某單一金屬。

電解法在反應過程中程序復雜，需要進一步分離純化，成本略高，處理濃度低的金屬離子經濟價值偏低，具有一定的局限性。

1.3.3　吸附法

吸附法是利用吸附劑來吸附廢水中重金屬的方法。常見的吸附法有物理吸附法、生物吸附法等。

物理吸附法是通過吸附劑把廢水中的重金屬離子吸附到表面，進而除去廢水中的重金屬離子［7，8］。活性炭是最常用的無機吸附劑，其多孔結構使其具有較大的比表面積和強的吸附性，吸附容量大，可以同時吸附多種重金屬離子，但是價格昂貴，難脫附，使用壽命短。

沸石、黏土礦物、分子篩等具有較高比表面積或者吸附劑表面具有豐富的高密度空隙結構的材料都是常用的吸附劑。

生物吸附法是利用生物體及其衍生物吸附水中的重金屬離子，再通過固液分離達到去除重金屬的目的。作為一種新穎的重金屬處理方法，生物吸附法具有高效、廉價的優勢。其本質是一種特殊的離子交換劑，主要有藻類、微生物、農林廢棄物等。原料來源廣泛且廉價，容易回收的生物吸附法在處理重金屬廢水中使用越來越廣泛。

1.3.4　膜分離法

膜分離法是利用半透膜的同時，通過外界壓力的作用，不改變溶液中溶質的化學形態，將溶質和溶劑進行分離濃縮的方法。

膜分離法處理過程中不會發生化學反應，處理效果好、維護方便、操作簡單，能夠實現對利用價值高的金屬的回收。根據使用的半透膜性能的不同，膜分離法可以分為微濾、超濾、電滲析、反滲透、納濾等。這種方法將廢水中的重金屬離子轉化為特定大小的不溶狀態的微小顆粒，然后通過濾膜將其除去。

膜分離法優點突出，效率高且無二次污染，但膜的壽命短，投資費用高。