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1、概述
??重金屬?gòu)U水主要來(lái)源于電鍍工業(yè)、電子工業(yè)、蓄電池生產(chǎn)、礦山開(kāi)采、有色金屬冶煉等生產(chǎn)過(guò)程排放的廢水。這些工業(yè)門(mén)類(lèi)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量含鉻、銅、鎳、鉛、鎘、汞等重金屬?gòu)U水，給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的污染。重金屬進(jìn)入水體后，在食物鏈上具有放大作用，可在人體的某些**積蓄起來(lái)造成慢性中毒，危害人體健康。通常表現(xiàn)為對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的長(zhǎng)期損害，以及對(duì)消化系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)的細(xì)胞、臟器及骨骼的破壞。
??2、重金屬生產(chǎn)廢水分類(lèi)和生產(chǎn)工藝
??(1)電鍍廢水
??電鍍是利用電解在制件表面形成均勻、致密、結(jié)合良好的金屬或合金沉積層的表面處理過(guò)程。電鍍的基體材料除鐵基的鑄鐵、鋼和不銹鋼外，還有非鐵金屬，如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料，但塑料電鍍前，必須經(jīng)過(guò)特殊的活化和敏化處理。在電鍍過(guò)程中，除油、酸洗和電鍍等工序操作之后都需用水清洗。電鍍廢水主要來(lái)源于電鍍生產(chǎn)過(guò)程中的鍍件清洗、廢鍍液、滲漏及地面沖洗等，其中鍍件清洗水占80%以上。電鍍廢水的成分非常復(fù)雜，除酸堿廢水外，重金屬?gòu)U水是電鍍業(yè)潛在危害性極大的廢水類(lèi)別。
??常用的電鍍鍍種有鍍鎳、鍍銅、鍍鉻、鍍鋅等。
??電鍍可分為前處理和電鍍兩個(gè)階段，電鍍前處理是為了使制件材質(zhì)暴露出真實(shí)表面除去油污、氧化物，消除內(nèi)應(yīng)力。對(duì)經(jīng)過(guò)前處理的鍍件進(jìn)行電鍍，是在制件表面形成均勻、致密、結(jié)合良好的金屬或合金沉積層。電鍍工藝生產(chǎn)過(guò)程中的主要添加劑有酸、堿、光亮劑、緩沖劑、表面活性劑、乳化劑、絡(luò)合劑等。
??一般電鍍生產(chǎn)工藝是：鍍件預(yù)處理機(jī)械拋光→除油→除銹→電鍍→烘干→合格產(chǎn)品入庫(kù)(不合格產(chǎn)品退鍍)。
??電鍍廢水的分類(lèi)
??電鍍工藝種類(lèi)繁多、工藝復(fù)雜，不同企業(yè)的電鍍廢水水質(zhì)相差較大，但共同特征是均含有重金屬、酸、堿等污染物。常見(jiàn)的重金屬污染物包括鉻、銅、鎳、鋅、金、銀以及鉛等，常見(jiàn)的酸、堿類(lèi)污染物包括硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、氫氧化鈉、碳酸鈉等。此外，廢水中含有一定量的有機(jī)物、氨氮等。
??根據(jù)電鍍生產(chǎn)情況，可將電鍍車(chē)間排出的廢水分為前處理廢水、含氰廢水、含六價(jià)鉻廢水、焦銅廢水、化學(xué)鍍鎳廢水、化學(xué)鍍銅廢水、綜合廢水及電鍍廢液等。
??a. 前處理廢水 前處理廢水來(lái)源于鍍前準(zhǔn)備過(guò)程中的脫脂、除油等工序產(chǎn)生的清洗廢水，主要污染物為有機(jī)物、懸浮物、石油類(lèi)、磷酸鹽以及表面活性劑等。
??b. 含氰廢水 含氰廢水來(lái)源于**鍍銅、堿性**物鍍金、中性和酸性鍍金、**物鍍銀、**鍍銅錫合金、仿金電鍍等含氰電鍍工序，廢水中的主要污染物為**物、重金屬離子(以絡(luò)合態(tài)存在)等。
??c. 含六價(jià)鉻廢水 含六價(jià)鉻廢水主要來(lái)源于鍍鉻、鍍黑鉻以及鈍化等工序，廢水中的主要污染物為六價(jià)鉻、總鉻等。
??d. 焦銅廢水 焦銅廢水主要來(lái)源于焦磷酸鹽鍍銅、焦磷酸鹽鍍銅錫合金等電鍍工序，廢水中的主要污染物為銅離子(以鉻合態(tài)存在)、磷酸鹽、氨氮及有機(jī)物等。
??e. 化學(xué)鍍鎳廢水 典型的化學(xué)鍍鎳工藝以次磷酸鹽為還原劑，廢水中的主要污染物為鎳離子(以絡(luò)合態(tài)存在)、磷酸鹽(包括次磷酸鹽、亞磷酸鹽)及有機(jī)物。
??f. 化學(xué)鍍銅廢水 典型的化淡定鍍銅工藝以甲醛為還原劑，廢水中的主要污染物為銅離子(以絡(luò)合態(tài)存在)及有機(jī)物。
??g. 綜合廢水 除上述六種廢水外，其他各類(lèi)電鍍廢水以及地面沖洗廢水等統(tǒng)稱(chēng)為綜合廢水。綜合廢水中的主要污染物為酸、堿、重金屬、有機(jī)物等。
??h. 鍍槽廢液 電鍍槽廢液中含有高濃度的酸、堿、重金屬等，電鍍槽廢液應(yīng)委托有資質(zhì)的危險(xiǎn)廢物處理單位進(jìn)行處理處置或綜合利用。
??電鍍廢水的特征
??電鍍廢水水質(zhì)復(fù)雜，電鍍廢水的污染物主要來(lái)源為重金屬電鍍漂洗水以及鍍件除油廢水等。廢水中含有鉻、鋅、銅、鎳、鎘等重金屬以及**物等具有很大毒性的污染物，COD濃度一般為300～1500mg/L，BOD濃度為100～400mg/L，水質(zhì)呈酸性。
??電鍍廢水具有以下特點(diǎn)：
??a.電鍍廢水主要特征是含有大量的重金屬，廢水毒性大，是潛在危害性極大的廢水類(lèi)別。
??b.廢水分類(lèi)多，對(duì)含**類(lèi)重金屬的電鍍廢水，需要執(zhí)行車(chē)間排放口達(dá)標(biāo)排放。
??c.廢水中污染物成分非常復(fù)雜，一般情況廢水的酸性強(qiáng)，含有表面活性劑、光亮劑等有機(jī)污染物。
??d.水質(zhì)變化幅度大。
??(2)電子工業(yè)廢水
??電子工業(yè)是生產(chǎn)電子設(shè)備及各種電子元件、器件、儀器、儀表的行業(yè)，門(mén)類(lèi)眾多。電子工業(yè)生產(chǎn)廢水的產(chǎn)生過(guò)程相對(duì)集中在印刷線路板的生產(chǎn)。
??印刷線路板生產(chǎn)工藝
??印制線路板根據(jù)布線層次的不同，分為單面板、雙面板和多面板。印刷線路板生產(chǎn)廢水主要來(lái)源于線路板制作中的刷磨、顯影、蝕刻、剝膜、成型等工序。廢水中既有重金屬化合物、絡(luò)合物，又含有機(jī)高分子化合物和各種有機(jī)添加劑。廢水中一部分重金屬以離子形式存在，另一部分以絡(luò)合離子的形式存在，廢水的成分受產(chǎn)品品種、生產(chǎn)線使用的各種配方藥劑的影響，成分復(fù)雜多變。對(duì)其有效的治理已成為PCB生產(chǎn)企業(yè)面臨的環(huán)保問(wèn)題。
??印刷線路板廢水分類(lèi)
??印刷線路板生產(chǎn)工藝復(fù)雜，在不同的生產(chǎn)工序產(chǎn)生的廢水，其污染物組成和水質(zhì)差異極大。按生產(chǎn)工藝過(guò)程排放的廢水，印刷電路板生產(chǎn)廢水包括工藝漂洗廢水、廢酸液、廢堿液、化學(xué)鍍銅廢水、顯影廢水等。根據(jù)印刷電路板生產(chǎn)廢水中污染物的種類(lèi)及其形態(tài)可分為含重金屬?gòu)U水(含Cu2+、Pb2+、Ni2+等，不含EDTA、NH4+等絡(luò)合劑)、含氟廢水、含絡(luò)合物廢水(含重金屬離子、重金屬-EDTA絡(luò)合物、NH4+等絡(luò)合物和重金屬-氨絡(luò)合物)、有機(jī)廢水及酸堿廢水(含溶解的有機(jī)物、無(wú)機(jī)酸堿、CN-等)。另外，印刷電路板生產(chǎn)中還會(huì)產(chǎn)生大量的廢液，主要為各種槽液與電鍍液等，如去膜廢液、化學(xué)銅廢液等。
??a.酸堿廢水 廢酸液主要來(lái)自工序產(chǎn)生的含有硫酸、鹽酸的廢水。pH低，含有一定濃度的有機(jī)物和Cu2+。廢堿液主要來(lái)自化學(xué)鍍銅等工序的生產(chǎn)過(guò)程，廢水量不大，pH在12左右，含有絡(luò)合銅金屬離子。
??b.含銅廢水 含銅廢水主要來(lái)自鍍銅工序和蝕刻工序，可分為含銅廢水和廢液。
??c.漂洗廢水 漂洗廢水來(lái)自各工段對(duì)電路板的清洗過(guò)程。其水量較大，污染物濃度相對(duì)較低。Cu2+質(zhì)量濃度一般在10～20mg/L，COD 100～150 mg/L，pH 5～8。
??d.有機(jī)廢水 有機(jī)廢水主要來(lái)自去膜、顯影過(guò)程排出的清洗線路板的廢水，水量較大，含有一定量的有機(jī)污染物。還有去膜、顯影過(guò)程排出的廢液有機(jī)含量很高，COD 在15000～18000mg/L，呈堿性。
??印刷線路板廢水的特征
??印刷線路板在不同的生產(chǎn)階段產(chǎn)生不同的廢水，廢水水質(zhì)復(fù)雜多變。
??印刷線路板廢水特征如下：
??a.含有Cu2+等大量的重金屬離子，是潛在危害性極大的廢水類(lèi)別。
??b.廢水含重金屬絡(luò)合物(含重金屬離子、絡(luò)合劑，包括重金屬-EDTA-氨絡(luò)合物)。
??c.廢水中污染物成分非常復(fù)雜，酸、堿性強(qiáng)，有的含有高濃度有機(jī)污染物。
??d.集成芯片生產(chǎn)廢水含氟濃度高，無(wú)機(jī)氮含量高，脫氮難度大。
??(3)蓄電池生產(chǎn)廢水
??鉛酸蓄電池廢水來(lái)源
??鉛酸蓄電池生產(chǎn)排放的廢水主要來(lái)源于涂板工序和涂板漂洗水，化成工序和蓄電池組裝后的清洗廢水，調(diào)配漿料灑漏的藥劑廢水，含鉛煙、含塵廢氣處理廢水以及車(chē)間地面沖洗廢水等。廢水中含有大量的Pb2+、Zn2+、Mn2+、Hg2+等重金屬離子，如不加治理直接排放，將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的重金屬?gòu)U水污染。
??鉛蓄電池廢水的特征
??鉛蓄電池生產(chǎn)廢水的水質(zhì)特點(diǎn)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，廢水中主要含有Pb2+、Zn2+、Mn2+、Hg2+等重金屬離子及酸、堿等。
??3、重金屬?gòu)U水處理技術(shù)
??(1)重金屬?gòu)U水物理化學(xué)處理方法
??常用的重金屬?gòu)U水物理化學(xué)處理方法包括化學(xué)沉淀法、還原法、混凝法、吸附法、離子交換法、膜分離法、電化學(xué)法等。
??化學(xué)沉淀法
??化學(xué)沉淀法是使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩衔铮蛊鋸膹U水中沉淀分離的方法，包括氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、鋇鹽沉淀法等?；恋矸ň哂型顿Y較少、處理成本較低、操作較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，適用于各類(lèi)重金屬?gòu)U水的處理?；瘜W(xué)沉淀法是重金屬?gòu)U水處理的基本方法之一。
??a.氫氧化物沉淀法 氫氧化物沉淀法是一種比較常用的處理方法，它是在含有重金屬的廢水中加入堿進(jìn)行中和，使金屬離子生成不溶于水的氫氧化物并以沉淀形式分離。金屬離子與OH-能否生成難溶的氫氧化物沉淀物，取決于廢水中金屬離子濃度和OH-濃度，對(duì)金屬離子濃度一定的廢水來(lái)說(shuō)，廢水的pH是形成金屬氫氧化物沉淀物主要的條件。在實(shí)際水處理，共存離子體系復(fù)雜，影響氫氧化物沉淀的因素很多，其中，主要的是沉淀反應(yīng)的pH。某些金屬氫氧化物沉淀析出的pH范圍如下表所示。
??表 金屬氫氧化物沉淀析出的pH
??金屬離子Fe3+Al3+Cr3+Cu2+Zn2+Sn2+Ni2+Pb2+Cd2+Mn2+
??化學(xué)沉淀pH6～125.5～88～9>89～105～8>9.59～9.5>10.510～14
??加堿后重新溶解pH->8.5>9->10.5-->9.5
??b.硫化物沉淀法 硫化物沉淀法是在重金屬?gòu)U水中加入硫化物，使廢水中的重金屬離子生成硫化物沉淀而除去的方法。與中和沉淀法相比較，硫化物沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是：重金屬硫化物比其氫氧化物溶解度更低，反應(yīng)pH為7～9，處理后的廢水一般不用中和，處理效果更好。但硫化物沉淀法的缺點(diǎn)是：硫化物沉淀顆粒小，易形成膠體，硫化物殘留在沉淀水中，遇酸生成氣體，可能造成二次污染。
??c.螯合沉淀法 螯合沉淀法常用重金屬捕捉劑，它是一種具有螯合官能團(tuán)的能從含金屬離子的溶液中選擇捕集、分離、沉淀特定金屬離子的有機(jī)物。目前應(yīng)用較廣的重金屬捕捉劑主要有兩類(lèi)：黃原酸酯類(lèi)和二硫代胺基甲酸鹽類(lèi)衍生物(DTC類(lèi))，其中DTC類(lèi)衍生物應(yīng)用較廣。它的機(jī)理是：DTC類(lèi)重金屬捕捉劑為長(zhǎng)鏈高分子物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量為1萬(wàn)～15萬(wàn)，含有大量的極性基，在常溫下能與廢水中的Hg2+、Cd2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+、Cr3+等多種重金屬離子迅速反應(yīng)。在生成不溶于水的螯合鹽后再加入少量有機(jī)或無(wú)機(jī)絮凝劑以形成絮狀沉淀，從而達(dá)到捕集去除重金屬離子的目的。
??還原法
??還原法是向廢水中投加還原劑，將高價(jià)劇毒重金屬離子還原成微毒的低價(jià)重金屬離子，再使其堿化沉淀去除的方法。
??工業(yè)上使用的還原劑包括硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、二氧化硫、鐵屑等，其中亞硫酸鈉法處理量大，綜合利用方便，應(yīng)用較廣。
??還原法原理簡(jiǎn)單，操作易于掌握，對(duì)某些類(lèi)型的重金屬?gòu)U水處理是行之有效的，但出水水質(zhì)差，不能回用，當(dāng)采用還原法處理混合廢水時(shí)，易造成二次污染。目前還原法一般作為預(yù)處理方法使用。
??鐵氧體法
??鐵氧體法是根據(jù)生產(chǎn)鐵氧體的原理發(fā)展起來(lái)的處理方法。鐵氧體法處理，是向重金屬?gòu)U水中投加鐵鹽，通過(guò)控制pH、氧化、加熱等條件，使廢水中的重金屬離子與鐵鹽生成穩(wěn)定的鐵氧體共沉淀而除去。該法處理重金屬?gòu)U水能一次脫除多種金屬離子，形成的沉淀顆粒大，不返溶，不產(chǎn)生二次污染，尤其適用于混合重金屬電鍍廢水的一次性處理。具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、操作方便等特點(diǎn)，形成的污泥有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，容易進(jìn)行分離和脫水處理。但在形成鐵氧體過(guò)程中需要加熱(約70℃)，能耗較高，處理后鹽度高，不能處理含Hg和絡(luò)合物的廢水。
??吸附法
??吸附法是利用吸附劑的獨(dú)特結(jié)構(gòu)去除重金屬離子的一種方法。可分為物理化學(xué)吸附法和生物吸附法。
??a.物理化學(xué)吸附法 物理化學(xué)吸附法是通過(guò)吸附材料的高比表面積的蓬松結(jié)構(gòu)，或者特殊官能團(tuán)對(duì)水中的重金屬離子進(jìn)行物理吸附或化學(xué)吸附。傳統(tǒng)吸附劑有活性炭、膨潤(rùn)土、沸石、粉煤灰等。物理化學(xué)吸附法存在投資較大、運(yùn)行費(fèi)用高、污染產(chǎn)生量大、處理后的水難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放等問(wèn)題。
??b.生物吸附法 生物吸附法是利用生物體的化學(xué)結(jié)構(gòu)或成分特性對(duì)水中的重金屬離子進(jìn)行吸附。生物吸附劑主要包括菌體、藻類(lèi)等。新型的吸附劑有聚糖樹(shù)脂、雙殼類(lèi)軟體動(dòng)物貝殼等。與其他方法相比較，生物吸附法的優(yōu)點(diǎn)是：處理效率高、運(yùn)行費(fèi)用低，pH和溫度適應(yīng)范圍寬，易解析，可回收重金屬。
??蒸發(fā)濃縮法
??蒸發(fā)濃縮法是對(duì)重金屬?gòu)U水進(jìn)行蒸發(fā)，使重金屬?gòu)U水得以濃縮，并加以回收利用的處理方法。一般適用于處理含鉻、銅、銀、鎳等重金屬?gòu)U水。蒸發(fā)濃縮法一般作為其他方法的輔助處理方法。
??膜分離法
??膜分離法是利用膜對(duì)液體中的特定成分進(jìn)行選擇性透過(guò)分離處理方法的統(tǒng)稱(chēng)。利用膜分離技術(shù)一方面可以回收利用電鍍?cè)?，有效降低成本，另一方面可能?shí)現(xiàn)電鍍廢水零排放或微排放，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。與其他廢水處理技術(shù)相比，膜分離技術(shù)具有如下優(yōu)勢(shì)：分離效果高，效果穩(wěn)定，占地面積小，分離后凈化水可重復(fù)利用;膜分離過(guò)程不發(fā)生相關(guān)，能量轉(zhuǎn)化效率高;裝置簡(jiǎn)單，操作容易，容易維修和控制;適用范圍廣。
??經(jīng)過(guò)膜分離技術(shù)處理的電鍍廢水可直接回用于生產(chǎn)，廢水回收率可達(dá)60%～70%。
??離子交換法
??離子交換法是利用離子交換樹(shù)脂分離廢水中重金屬離子的方法。樹(shù)脂中含有一種具有離子交換能力的活性基團(tuán)，它不溶于水、酸、堿溶液及其他有機(jī)溶劑，對(duì)重金屬離子進(jìn)行選擇**換或吸附，然后將被交換的重金屬離子用其他試劑從樹(shù)脂上置換出來(lái)，達(dá)到除去或回收重金屬的目的。常用的離子交換樹(shù)脂為磺酸型離子交換樹(shù)脂(即陽(yáng)離子交換樹(shù)脂)和強(qiáng)堿性離子交換樹(shù)脂(即陰離子交換樹(shù)脂)。
??利用離子交換樹(shù)脂選擇**換作用，可以除去廢水中的有害物質(zhì)，如鉻、銅、鎳等重金屬離子。離子交換法的優(yōu)點(diǎn)在于能耗低，處理程度較高，且處理過(guò)程中不產(chǎn)生廢渣，沒(méi)有二次污染，對(duì)低濃度廢水處理仍然具有一定的優(yōu)勢(shì)。
??如果重金屬?gòu)U水中的金屬離子種類(lèi)單一且濃度很高，則易于實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的回收和再循環(huán)利用。如電鍍鎳漂洗水，能通過(guò)離子交換將鎳離子回收和再循環(huán)利用，減少?gòu)U水的處理量和排放量，使電鍍有價(jià)值的資源得到充分的利用，減少生產(chǎn)成本和環(huán)境的污染。
??電解絮凝法
??電解絮凝法是利用金屬的電化學(xué)性質(zhì)，在直流電作用下除去廢水中金屬離子的方法。電解絮凝法同時(shí)具有電解氧化還原、電解絮凝和電解氣浮三種協(xié)同效應(yīng)，是處理含有高濃度電積金屬?gòu)U水的有效方法，處理效率高，便于回收利用。
??重金屬絡(luò)合物的破絡(luò)處理
??由于某些重金屬?gòu)U水中含有絡(luò)合劑與銅、鎳結(jié)合生成的強(qiáng)穩(wěn)定態(tài)絡(luò)合物，如直接采用常規(guī)的中和沉淀、混凝、吸附等方法難以達(dá)到去除的目的。因此，針對(duì)該類(lèi)廢水的處理方法是：首先破壞絡(luò)合離子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使金屬離子呈游離態(tài)，再采用常規(guī)的中和沉淀、混凝或吸附等工藝。
??常用通過(guò)投加硫化鈉，破除絡(luò)合配位鍵，再投加混凝劑、助凝劑，經(jīng)反應(yīng)后進(jìn)入沉淀池中進(jìn)行固液分離的方法。目前采用的鐵粉還原-Fenton試劑氧化破絡(luò)法，是一種高級(jí)氧化法。Fenton試劑由亞鐵鹽和雙氧水組成，在亞鐵離子的催化作用下，雙氧水會(huì)分解產(chǎn)生羥基自由基，它能與廢水中難化學(xué)沉淀的絡(luò)合物發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)行破除絡(luò)合化合物，使金屬離子游離，結(jié)合其他處理方法去除。
??(2)重金屬?gòu)U水生物處理方法
??生物處理技術(shù)是指通過(guò)微生物或其他代謝產(chǎn)物與重金屬離子的相互作用達(dá)到凈化廢水的目的，具有成本低、環(huán)境效益好等優(yōu)點(diǎn)。由于傳統(tǒng)處理方法有成本高、對(duì)大流量低濃度重金屬?gòu)U水難于處理等缺點(diǎn)，隨著耐重金屬毒性微生物的研究進(jìn)展，生物處理技術(shù)日益受到人們的重視。根據(jù)生物去除重金屬離子的機(jī)理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法以及植物處理法等。
??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)行絮凝沉淀的方法。微生物絮凝劑是一類(lèi)由微生物產(chǎn)生并分泌到細(xì)胞外，具有絮凝活性的代謝物，一般由多糖、蛋白質(zhì)、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質(zhì)構(gòu)成，分子中含有多種官能團(tuán)，能使水中的膠體懸浮物相互凝聚沉淀。目前，對(duì)重金屬有絮凝作用的生物絮凝劑有十幾種，其與Cu2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物而沉淀下來(lái)。應(yīng)用微生物絮凝法處理廢水具有安全、方便、無(wú)毒、不產(chǎn)生二次污染、絮凝效果好，且生長(zhǎng)快、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等特點(diǎn)。
??生物吸附法
??生物吸附法是指利用生物體本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分特性，吸附溶于水中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子時(shí)，有些細(xì)菌在生長(zhǎng)過(guò)程中釋放的蛋白質(zhì)能使溶液中可溶性的重金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀化而去除。生物吸附劑具有來(lái)源廣、價(jià)格低、吸附能力強(qiáng)、易于分離回收重金屬等特點(diǎn)。
??植物處理法
??植物處理法是利用高等植物通過(guò)吸收、沉淀、富集等作用降低電鍍廢水中的重金屬含量，以達(dá)到治理污染、修復(fù)環(huán)境的目的。植物處理法是利用生態(tài)工程治理環(huán)境的一種有效方法。利用植物處理重金屬，主要有三種途徑：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;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(guò)收獲或移去已積累和富集了重金屬植物的根部與枝條，降低廢水中重金屬濃度。在植物處理技術(shù)中常利用的植物有藻類(lèi)、草本植物、木本植物等。
??4、重金屬?gòu)U水處理工藝流程
??對(duì)重金屬?gòu)U水處理的基本思路是“廢水分質(zhì)收集，分類(lèi)處理”。如電鍍廢水處理中，將六價(jià)鉻廢水分開(kāi)收集預(yù)處理。將六價(jià)鉻先還原成三價(jià)鉻，然后進(jìn)行沉淀處理。廢水分質(zhì)收集的程度對(duì)重金屬?gòu)U水處理達(dá)標(biāo)顯得非常關(guān)鍵。從技術(shù)的角度，在電鍍槽邊設(shè)置離子交換裝置，通過(guò)離子交換，回收漂洗水中的重金屬離子，實(shí)現(xiàn)廢水再循環(huán)利用是有效和清潔的處理工藝。但該工藝處理成本較高，目前較多地應(yīng)用在鍍鎳漂洗水處理，通過(guò)離子交換將鎳離子回收和再循環(huán)利用。
??(1)含鉻廢水處理工藝流程
??鉻(Cr)具有與多種物質(zhì)反應(yīng)形成化合物的性質(zhì)。在廢水中含有的鉻主要有三價(jià)(Cr3+和CrO2-)和六價(jià)(Cr2O72-和CrO42-)的鉻化合物。六價(jià)鉻不像其他重金屬那樣，能夠形成不溶性的氫氧化物沉淀。但是堿金屬以外的鉻酸鹽難溶于水，如鉻酸鋇(BaCrO4)等，能夠從廢水中沉淀分離，但這種金屬本身有較強(qiáng)的毒性，因而很少采用這處處理工藝。
??產(chǎn)生并排放含鉻廢水的工業(yè)門(mén)類(lèi)主要有電鍍、電子、化工、制革等。不同的行業(yè)，在生部使用的鉻化合物形態(tài)不同，排出廢水中所含的鉻化合物以及與其共存的物質(zhì)形成亦不相同，因此，在考慮含鉻廢水的處理工藝流程時(shí)，還必須綜合考慮與鉻共存物質(zhì)的去除問(wèn)題。對(duì)含有六價(jià)鉻的廢水，則應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行處理，不宜與其他類(lèi)型的廢水混合處理。
??電鍍行業(yè)排放的含鉻廢水，pH一般在4～5，呈酸性，廢水中以Cr2O72-形式存在的六價(jià)鉻所占比例較大。Cr2O72-在酸性溶液中具有強(qiáng)氧化性能，較易于還原為Cr3+，再通過(guò)中和沉淀處理。
??含鉻廢水還原中和沉淀處理法的工藝流程如圖1所示。
??圖1 含鉻廢水還原中和沉淀處理法的工藝流程
??該處理工藝的控制要求是，使進(jìn)入還原反應(yīng)池廢水的pH﹤3，投加還原劑，產(chǎn)生還原反應(yīng)氧化還原電位(ORP)值應(yīng)保持在250mV以下，將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，其還原產(chǎn)物為Cr2(SO4)3。在還原反應(yīng)池出水中投加石灰，進(jìn)行預(yù)中和反應(yīng)，投加的中和沉淀劑為NaOH，將pH調(diào)至7.5～8.5，并形成氫氧化鉻沉淀物。廢水進(jìn)入沉淀池后，使氫氧化鉻沉淀去除，處理水排出。
??常用的還原劑有亞硫酸鈉(Na2SO3)、亞硫酸氫鈉(NaHSO3)、硫酸亞鐵(FeSO4)等。處理工程實(shí)踐上由于受廢水中所含的鉻濃度、水量變化等因素的影響，不能按理論用量投加還原劑，必須根據(jù)處理廢水的濃度、處理出水要求、反應(yīng)速度和操作條件、運(yùn)行費(fèi)用等因素加以綜合考慮，合理確定使用藥劑種類(lèi)及其投加量。一般還原劑的使用量可參考下列比值：
??Cr6+:Na2SO3=1:4;Cr6+:NaHSO3=1:4;Cr6+:FeSO4=1:(25～30)
??還原劑投加量不宜過(guò)大，若過(guò)大會(huì)形成[Cr2(OH)2SO3]2-，難于沉淀。還原反應(yīng)時(shí)間應(yīng)﹥30min。處理過(guò)程中逐漸將pH調(diào)到8.0～8.5，宜分兩階段進(jìn)行。首先用石灰預(yù)中和，將pH調(diào)到5.0～6.0，然后再用堿調(diào)到8.0～8.5。如果pH超過(guò)9，將形成氫氧化鉻的絡(luò)合物。
??由于氫氧化鉻的沉淀速度較慢，一般為0.8～1.2m/h，廢水的沉淀時(shí)間應(yīng)在3h以上。如投加混凝劑，可提高沉淀效果。
??(2)含銅廢水處理工藝流程
??在重金屬中，銅屬于低毒性的物質(zhì)。在水溶液中的銅，多以[Cu(H2O)6]2+的形態(tài)存在，易與氨、氰產(chǎn)生絡(luò)合反應(yīng)，生成絡(luò)合離子。當(dāng)廢水中銅的濃度超過(guò)1.0mg/L時(shí)，對(duì)硝化反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用。當(dāng)水體中銅的含量超過(guò)0.01mg/L時(shí)，就會(huì)對(duì)水體自?xún)舢a(chǎn)生抑制作用。
??排放含銅及其化合物廢水的行業(yè)主要有電鍍、銅礦、化工等。對(duì)含銅廢水有效的處理技術(shù)仍然是化學(xué)沉淀法。
??含硫酸銅、硝酸銅廢水處理
??對(duì)含硫酸銅、硝酸銅廢水的處理可采用氫氧化物沉淀法。將pH提高到10以上，就能夠得到比較充分的處理，處理出水銅的含量可降至0.1mg/L以下。
??含氯化銅廢水處理
??當(dāng)用王水(硝基鹽酸)對(duì)銅件進(jìn)行酸洗時(shí)，形成含Cl-的氯化銅廢水。其中過(guò)剩的Cl-與氯化銅結(jié)合形成絡(luò)合體。在這種情況下，應(yīng)提高pH，使OH-的濃度增高，使廢水中的銅形成氫氧化銅而得到較充分的沉淀分離。
??有氨存在的含銅廢水處理
??用過(guò)硫酸銨中和銅件的腐蝕溶液時(shí)，廢水中的氨與銅形成絡(luò)鹽[Cu(NH3)4]2+，影響除銅效果。某種程度上，對(duì)有氨存在的含銅廢水能否采用中和沉淀處理方法，不取決于銅離子濃度，而取決于氨的濃度。
??當(dāng)pH為9～10時(shí)，將使可溶性銅氨絡(luò)鹽量增加，提高pH，使pH﹥11，則銅氨絡(luò)鹽溶解并將Cu析出，與OH-反應(yīng)形成Cu(OH)2，通過(guò)沉淀除去。
??含焦磷酸銅廢水處理
??含焦磷酸銅廢水呈弱堿性，能形成穩(wěn)定的銅焦磷酸絡(luò)合鹽。向廢水中投加Ca2+，首先使過(guò)剩的P2O74-以焦磷酸鈣的形態(tài)沉淀分離。進(jìn)而，與銅配位的P2O74-全部去除，釋放出處于離子狀態(tài)的Cu在堿性條件下與OH-反應(yīng)形成Cu(OH)2，沉淀去除?？梢杂肅aCl2或Ca(OH)2作為Ca2+源。
??**銅電鍍廢水處理
??由于銅與CN-能夠形成穩(wěn)定的絡(luò)鹽，對(duì)**銅電鍍廢水的處理，需要采用分兩步進(jìn)行反應(yīng)的處理技術(shù)。首先用次氯酸將廢水中的CN-氧化分解，去除CN-。第二步則是銅形成氫氧化銅與廢水分離。
??(3)含氰廢水處理工藝流程
??含氰廢水采用兩步氧化法，處理工藝流程如圖2所示。
??圖2 含氰廢水兩步法處理工藝流程
??一級(jí)氧化池：投加堿和氧化劑，堿宜選用NaOH，氧化劑宜選用NaClO?？刂茥l件為：pH 10.5～11，ORP值300～400mV。反應(yīng)時(shí)間1～2h。
??二級(jí)氧化池：投加堿和氧化劑，堿宜選用NaOH，氧化劑宜選用NaClO?？刂茥l件為：pH 7～8，ORP值600～650mV。反應(yīng)時(shí)間1～2h。
??(4)含鎘廢水處理工藝流程
??鎘在工業(yè)上的主要用途是作為金屬的保護(hù)層，塑料穩(wěn)定劑和染料及蓄電池的生產(chǎn)。產(chǎn)生含鎘及其化合物廢水的行業(yè)主要有：含鎘礦石的采選和冶煉，以鎘作為原料的工業(yè)(如鎘作為防銹劑的電鍍工藝)。由于對(duì)鎘的利用形態(tài)不同，廢水中所含有的鎘和鎘化合物的類(lèi)型也有所不同。一般情況下，宜將各生產(chǎn)工序排出的含鎘廢水加以匯集一并進(jìn)行處理。
??但是，當(dāng)廢水中有多種金屬離子共存時(shí)，會(huì)影響氫氧化鎘沉淀物的形成。例如，在廢水中存在CN-、NH3、Cl-及S2-等配位體時(shí)，由于這些氰離子、鹵素離子或氨離子等能夠與Cd2+結(jié)合形成可溶性絡(luò)合物，并具有水溶性，不利用Cd2+的去除，所以需要對(duì)廢水中存在的上述離子或物質(zhì)進(jìn)行前處理。電鍍含鎘廢水中，一般除鎘外，還含有氰絡(luò)鹽，這種廢水首先必須將氰絡(luò)鹽等去除，然后才可能除鎘。含鎘廢水處理工藝流程如圖3所示。
??圖3 含鎘廢水兩步法處理工藝流程
??化學(xué)沉淀法仍然是一種應(yīng)用較廣的含鎘廢水處理技術(shù)。一般采用硫化物沉淀法能夠取得良好的除鎘效果。泥渣中鎘的品位高，便于回收利用。但是S2-能夠使處理水的COD值增高，并可能產(chǎn)生硫化氫氣體，此外，沉淀劑價(jià)格較高，因此，在應(yīng)用上受到制約。當(dāng)用氫氧化物沉淀法處理含鎘廢水時(shí)，多以石灰作為沉淀劑，也兼作堿劑，使pH介于10.5和12.5之間時(shí)處理效果良好。
??采用氫氧化物沉淀處理工藝，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
??a. 以石灰作堿劑，雖然污泥產(chǎn)量較高，但其凝聚性、沉淀性以及脫水性都較好，應(yīng)用較廣。為了使處理水中的Cd2+含量在排放標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，必須保證OH-濃度，為此，pH應(yīng)保持在10.5～12.5為宜。
??b. 當(dāng)廢水中含有微細(xì)粒子難于沉淀時(shí)，則宜投加高分子助凝劑以提高沉淀分離效果。
??c. 當(dāng)廢水中有**物與其共存，并形成氰絡(luò)鹽時(shí)，在進(jìn)行沉淀處理前，可采用氯堿法使**物氧化分解。
??d. 當(dāng)廢水中有鐵及鋅共存時(shí)，可控制pH在10.5以下，這時(shí)鐵的氫氧化物能夠?qū)︽k進(jìn)行吸附，產(chǎn)生共沉效果，降低處理水中鎘的含量。
??采用氫氧化鎘及硫化鎘共沉處理法，效果良好，應(yīng)用較廣，但所產(chǎn)生的沉淀物細(xì)小，需要較長(zhǎng)的沉淀時(shí)間，在這種情況下，可考慮采用氣浮分離法。
??(5)含汞廢水處理工藝流程
??汞在環(huán)境中可能以三種價(jià)態(tài)存在，即0、+1、+2。在水環(huán)境中多以正二價(jià)和零價(jià)存在。能夠以零價(jià)，即元素汞的形式存在于水環(huán)境中，這是汞不同于其他金屬的特征。在汞化合物中也包括有機(jī)汞，這是有名的“水俁病”的致病物質(zhì)。這種化合物是汞與碳直接結(jié)合而成，分為甲基汞、乙基汞和苯基汞，無(wú)論哪一種化合物均對(duì)生物有較強(qiáng)的毒性作用。
??與含有其他類(lèi)型重金屬的廢水相同，對(duì)含汞及其化合物的廢水，較常采用的處理技術(shù)也是化學(xué)沉淀處理法，也就是向廢水中投加沉淀劑，使汞轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性的化合物，然后通過(guò)固液分離，將化合物與水分離，使廢水得到處理。由于硫化物的溶度積很低，采用硫化物共沉淀法處理含汞廢水，能夠取得較高的除汞效果，因此，硫化物共沉淀法在含汞廢水處理領(lǐng)域得到較較廣的應(yīng)用。但是，硫化物共沉淀法只適用于無(wú)機(jī)汞的去除，對(duì)于有機(jī)汞，則首先應(yīng)使用氧化劑(氯)將其氧化為無(wú)機(jī)汞，然后再用本法加以處理。含汞廢水處理工藝流程如圖4所示。
??圖4 含汞廢水處理工藝流程
??硫化物沉淀法
??硫化物沉淀法處理含汞廢水常用的沉淀劑有H2S、Na2S、NaHS、CaSx、(NH4)2S、MnS、FeS等。應(yīng)用硫化物(以Na2S為例)共沉法處理含汞廢水時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
??a. 關(guān)于Na2S的適當(dāng)投加量 投加的Na2S量如低于廢水中汞含量的當(dāng)量，將得不到充分的處理效果。此外，由于工廠排放的廢水中汞的濃度是不穩(wěn)定的，這樣，投加的Na2S藥劑量有時(shí)是過(guò)量的，有時(shí)又可能是不足。投加過(guò)量的Na2S，可能產(chǎn)生兩種不良后果：其一是硫化鈉本身造成的二次污染;其二是與硫化汞沉淀物生成可溶性的絡(luò)合陰離子[HgS2]2-，使汞重新溶入廢水中，降低了汞的去除效果。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)采取下列兩項(xiàng)措施：一是在處理系統(tǒng)前設(shè)水質(zhì)、水量調(diào)節(jié)池，使進(jìn)入反應(yīng)槽的含汞廢水水量水質(zhì)保持穩(wěn)定;二是補(bǔ)充投加混凝劑FeSO4，以使處理效果保持穩(wěn)定。
??b. 關(guān)于補(bǔ)充投加混凝劑FeSO4 向硫化物共沉法處理的含汞廢水中補(bǔ)充投加混凝劑(FeSO4)，能夠產(chǎn)生兩種效果，一是去除過(guò)量的硫離子，二是當(dāng)原廢水中汞含量低時(shí)，生成的硫化汞顆粒很小，呈懸浮狀難于沉淀，投加混凝劑(FeSO4)后，對(duì)硫化汞懸浮顆粒起到凝聚共沉作用，提高了沉淀效果。
??c. 關(guān)于pH的調(diào)整 為了取得良好的處理效果，應(yīng)使反應(yīng)過(guò)程的pH保持在8～10。當(dāng)pH超過(guò)10時(shí)，硫化汞沉淀物即開(kāi)始不穩(wěn)定，并析出難于與水分享的微細(xì)膠體顆粒，使處理水惡化。
??活性炭吸附法
??雖然沉淀法可將廢水的含汞濃度降至1～2mg/L，但是排放標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)汞的指標(biāo)規(guī)定得非常嚴(yán)格，往往只采用硫化物沉淀法單一處理技術(shù)難于達(dá)到要求，為了保證處理水水質(zhì)，還需考慮進(jìn)一步的處理。在這種情況下，在經(jīng)過(guò)硫化物沉淀法處理后的廢水可再經(jīng)過(guò)濾-活性炭吸附處理，使處理水中的汞含量降至0.01～0.05 mg/L，達(dá)到允許排放濃度0.05 mg/L的要求。
??采用活性炭吸附處理含汞廢水時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到的問(wèn)題如下：
??一是進(jìn)入活性炭吸附處理的廢水中汞的含量必須適宜，如廢水中汞含量過(guò)高，就會(huì)使活性炭再生操作頻繁，增加維護(hù)管理費(fèi)用，加速活性炭吸附飽和進(jìn)程。
??二是應(yīng)當(dāng)慎重考慮并滿(mǎn)足活性炭吸附處理?xiàng)l件的各項(xiàng)參數(shù)，如pH、水溫、其他鹽類(lèi)、接觸時(shí)間等。這些條件如有大幅度的變化，可能會(huì)影響活性炭吸附處理的效果?；钚蕴课教幚砑夹g(shù)中較為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)是活性炭吸附飽和后的再生問(wèn)題，對(duì)此應(yīng)認(rèn)真對(duì)待。
??離子交換法
??離子交換法也是對(duì)含汞廢水繼硫化物共沉法處理后，再進(jìn)行濃度處理時(shí)可供選擇的一項(xiàng)處理技術(shù)。
??在采用離子交換法處理含汞廢水時(shí)，選定適宜的離子交換樹(shù)脂和相應(yīng)的再生劑至關(guān)重要。如廢水中只含有汞一種物質(zhì)，選擇交換樹(shù)脂比較容易。如廢水中含有多種鹽類(lèi)，則應(yīng)根據(jù)所含有的鹽種類(lèi)與形態(tài)，審慎地進(jìn)行選擇。
??大孔硫基離子交換劑對(duì)含汞廢水有良好的處理效果。當(dāng)汞在廢水中以Hg2+或HgCl+、CH3Hg+等陽(yáng)離子形態(tài)存在時(shí)，含硫氫基(RSH)的交換樹(shù)脂，如聚硫化苯乙烯陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對(duì)其具有良好的處理效果。處理后的樹(shù)脂則用濃鹽酸洗脫再生。當(dāng)廢水中的汞是帶負(fù)電荷的***絡(luò)合離子HgClx(x-2)-(x≥3)時(shí)，則應(yīng)采用陰離子交換樹(shù)脂處理。使用201×7強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂，能夠?qū)U水中的汞完全去除，處理后的樹(shù)脂使用HCl溶液洗脫再生，并回收***。
??(6)含砷廢水處理工藝流程
??在廢水中，砷多以3價(jià)、5價(jià)或***(AsH3)的形態(tài)存在，由pH決定它們存在的形態(tài)。由于不同的工業(yè)門(mén)類(lèi)所使用的砷的形態(tài)不同，廢水中砷所處的形態(tài)也有所不同，在考慮某種含砷工業(yè)廢水處理時(shí)，必須充分掌握在該廢水中砷所處的形態(tài)。在不同的酸、堿度條件下，砷所處的形態(tài)如下。
??在強(qiáng)酸條件下，砷多以As3+、As5+的形態(tài)存在。
??在弱酸條件下，砷存在的形態(tài)為H3AsO3、H3AsO4及H2AsO31-。
??在從弱酸到中性條件下，砷存在的主體形態(tài)為AsO33- AsO43-。
??在堿性條件下，砷只以AsO33- AsO43-的形態(tài)存在。
??對(duì)含砷及其化合物廢水，目前應(yīng)用較多的仍是化學(xué)沉淀處理法，其中效果明顯的是氫氧化鐵沉淀處理法和不溶性鹽類(lèi)共沉處理法。含砷廢水處理工藝流程如圖5所示。
??圖5 含砷廢水處理工藝流程
??氫氧化鐵沉淀處理法
??對(duì)含砷廢水處理的大量實(shí)驗(yàn)和運(yùn)行實(shí)踐結(jié)果表明，氫氧化鐵沉淀處理法的效果較好，而其他金屬氫氧化物的效果則較差。與其他類(lèi)型金屬氫氧化物相比較，氫氧化鐵有更高的吸附性能，利用它的這一性質(zhì)能夠取得較高的沉淀效果，這也是常使用氫氧化鐵處理含砷廢水的主要原因之一。
??鐵鹽的投加量，應(yīng)根據(jù)原廢水中的砷的含量而定。原水中砷的濃度與投加的鐵鹽濃度之比稱(chēng)為“砷鐵比”。處理水中砷的殘留濃度與砷鐵比值有關(guān)。氫氧化鐵處理含砷廢水過(guò)程適宜的pH介于較大的范圍，當(dāng)砷鐵比值較小時(shí)，pH為弱酸性，而當(dāng)砷鐵比值較大時(shí)，則為堿性。
??砷鐵比和pH是決定含砷廢水處理效果的兩大因素。如欲使處理水中殘留As量處理較低的程度，必須采用較高的砷鐵比值。在考慮含砷廢水中含有其他金屬，存在著某些干擾因素的條件下，采秀5以上的砷錦華經(jīng)，使pH介于9和9.5之間，處理水中砷的殘留量可滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)0.5mg/L的要求。在處理含砷廢水時(shí)，如使用鐵以外的氫氧化物，處理過(guò)程的邊界條件應(yīng)另行確定。
??氫氧化鐵共沉法處理含砷廢水的效果較好，但也在存在著不足。當(dāng)原廢水中砷含量高達(dá)400mg/L時(shí)，金屬鹽的投加量可能高達(dá)4000mg/L，即為砷含量的10倍以上，而且處理水中的砷含量還不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
??不溶性鹽類(lèi)共沉處理法
??針對(duì)氫氧化鐵沉淀處理法存在上述弊端，解決的對(duì)策如下：
??一是考慮到亞砷酸鹽的溶解度一般都高于砷酸鹽，因此，在進(jìn)行氫氧化鐵沉淀處理前，先將溶解度高的亞砷酸鹽氧化成砷酸鹽，并以此作為氫氧化鐵沉淀處理法的前處理。
??二是砷能夠與多數(shù)金屬離子形成難溶化合物，除鐵鹽外，作為沉淀劑的還有鈣鹽、鋁鹽、鎂鹽-鋁鹽、氫氧化鈣-氯化鐵等，其中處理效果較好的是氫氧化鈣-氯化鐵處理方案，在pH為10～12的條件下，除砷效果可達(dá)99%。
??生物處理法
??生物處理法是近幾年開(kāi)始出現(xiàn)的對(duì)含砷廢水進(jìn)行處理的探索技術(shù)，并已取得了某些進(jìn)展使用的生物處理技術(shù)是活性污泥法。
??曾對(duì)As(Ⅴ)原始含量20mg/L及100mg/L的兩種廢水進(jìn)行活性污泥法處理試驗(yàn)，結(jié)果表明，在廢水與活性污泥接觸反應(yīng)0.5h以后，對(duì)As(Ⅴ)的去除就產(chǎn)生了效果，低濃度廢水的砷去除率達(dá)50%，高濃度廢水的去除率則為40%。說(shuō)明活性污泥處理技術(shù)對(duì)As(Ⅴ)具有去除效果，而對(duì)低濃度的去除效率高于較高濃度。隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，兩種廢水的砷去除率都有所提高，但比較緩慢，經(jīng)12h后，低濃度廢水的砷去除率達(dá)55.8%，而高濃度廢水的去除率只為46.3%。當(dāng)系統(tǒng)中有機(jī)物濃度高，微生物以高速增殖，從而使活性污泥濃度增高，廢水中的砷得到較大幅度的下降。根據(jù)砷去除的這種工況，可以認(rèn)定，活性污泥對(duì)砷的去除機(jī)制主要是吸附，但對(duì)于廢棄的生物污泥含有砷，則應(yīng)注意污泥的后續(xù)處理，以避免造成二次污染。
??(7)含鉛廢水處理工藝流程
??環(huán)境中的鉛化合物主要通過(guò)呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體(20%～40%)，而通過(guò)消化系統(tǒng)進(jìn)入人體的鉛為3%～10%。由呼吸系統(tǒng)進(jìn)入的鉛直接進(jìn)入血液，而從消化系統(tǒng)進(jìn)入的鉛則必須通過(guò)肝臟才能進(jìn)入血液循環(huán)。因此，由呼吸系統(tǒng)進(jìn)入的鉛對(duì)人體的危害性更強(qiáng)。
??當(dāng)人血液中鉛的含量超過(guò)正常時(shí)，會(huì)出現(xiàn)各種中毒癥狀。鉛中毒對(duì)人體全身各系統(tǒng)和**都會(huì)造成危害。這是因?yàn)殂U離子能夠與人體內(nèi)的多種酶絡(luò)合，從而擾亂了機(jī)體多方面的生化與生理活動(dòng)，并發(fā)生一系列器質(zhì)性的不可逆的病變。
??在生產(chǎn)過(guò)程中使用鉛化合并溶解度放含鉛及其化合物的工業(yè)門(mén)類(lèi)很多，其中主要有鉛實(shí)蓄電池制造廠、有色金屬冶煉廠、無(wú)機(jī)化工廠、金屬制品加工廠以及玻璃與玻璃制品廠等。
??廢水中的鉛化合物一般以硫酸鉛(PbSO4)、二氧化鉛(PbO2)的形態(tài)存在。采用的處理技術(shù)，必須適應(yīng)去除對(duì)象廢水中鉛所處的形態(tài)。例如，對(duì)鉛處于離子形態(tài)的含鉛廢水，普遍采用而且有效的處理技術(shù)仍然是化學(xué)沉淀法中的氫氧化物沉淀法和離子交換法。但是，首先需要核查廢水中是否存在其他類(lèi)型的重金屬與鉛共存，如確認(rèn)存在，則在確定廢水處理工藝流程時(shí)，應(yīng)考慮相應(yīng)的技術(shù)措施。如共存在的其他金屬濃度很低，有可能對(duì)含鉛廢水的處理產(chǎn)生某些促進(jìn)作用，可不用去除;如濃度較高，就有可能產(chǎn)生不利于處理過(guò)程的影響，對(duì)此，則應(yīng)考慮提前加以去除。含鉛廢水處理工藝流程如圖6所示。
??圖6 含鉛廢水處理工藝流程
??氫氧化物沉淀法是含金屬?gòu)U水普遍采用的處理工藝，效果良好。這一處理技術(shù)也有效地用于含鉛廢水處理。
??在實(shí)際的含鉛廢水中，由于其他類(lèi)型金屬氫氧化物的共沉作用，水溶性鉛濃度要低得多。物別是存在鉛離子的場(chǎng)合，多與水中存在的陰離子反應(yīng)形成難溶性的鉛鹽。正是這個(gè)原因，在含鉛廢水處理的實(shí)踐中，單純以鉛為去除對(duì)象而考慮的場(chǎng)合較為少見(jiàn)
??(8)含氟廢水處理工藝流程
??電子工業(yè)廢水以含氟廢水較為典型。氟及其化合物是對(duì)人類(lèi)有害作用較大的物質(zhì)，能夠抑制酶的催化功能，還能抑制凝血機(jī)制。廢水中氟的多以氟化物以及氟化氫的形態(tài)存在。傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法仍然是含氟廢水處理的主流技術(shù)。含氟廢水處理工藝流程如圖7所示。
??圖7 含氟廢水處理工藝流程
??氟化鈣的溶解度很低，其溶度積為4.9×10-11，易于形成CaF2沉淀物與廢水分離。含氟廢水處理進(jìn)可以用CaCl2或Ca(OH)2作為Ca2+源。投加Ca(OH)2時(shí)，pH的影響明顯，將廢水pH調(diào)整到8左右，能夠?qū)U水中的氟降至10mg/L以下。
1、概述
??重金屬?gòu)U水主要來(lái)源于電鍍工業(yè)、電子工業(yè)、蓄電池生產(chǎn)、礦山開(kāi)采、有色金屬冶煉等生產(chǎn)過(guò)程排放的廢水。這些工業(yè)門(mén)類(lèi)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量含鉻、銅、鎳、鉛、鎘、汞等重金屬?gòu)U水，給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的污染。重金屬進(jìn)入水體后，在食物鏈上具有放大作用，可在人體的某些**積蓄起來(lái)造成慢性中毒，危害人體健康。通常表現(xiàn)為對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的長(zhǎng)期損害，以及對(duì)消化系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)的細(xì)胞、臟器及骨骼的破壞。
??2、重金屬生產(chǎn)廢水分類(lèi)和生產(chǎn)工藝
??(1)電鍍廢水
??電鍍是利用電解在制件表面形成均勻、致密、結(jié)合良好的金屬或合金沉積層的表面處理過(guò)程。電鍍的基體材料除鐵基的鑄鐵、鋼和不銹鋼外，還有非鐵金屬，如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料，但塑料電鍍前，必須經(jīng)過(guò)特殊的活化和敏化處理。在電鍍過(guò)程中，除油、酸洗和電鍍等工序操作之后都需用水清洗。電鍍廢水主要來(lái)源于電鍍生產(chǎn)過(guò)程中的鍍件清洗、廢鍍液、滲漏及地面沖洗等，其中鍍件清洗水占80%以上。電鍍廢水的成分非常復(fù)雜，除酸堿廢水外，重金屬?gòu)U水是電鍍業(yè)潛在危害性極大的廢水類(lèi)別。
??常用的電鍍鍍種有鍍鎳、鍍銅、鍍鉻、鍍鋅等。
??電鍍可分為前處理和電鍍兩個(gè)階段，電鍍前處理是為了使制件材質(zhì)暴露出真實(shí)表面除去油污、氧化物，消除內(nèi)應(yīng)力。對(duì)經(jīng)過(guò)前處理的鍍件進(jìn)行電鍍，是在制件表面形成均勻、致密、結(jié)合良好的金屬或合金沉積層。電鍍工藝生產(chǎn)過(guò)程中的主要添加劑有酸、堿、光亮劑、緩沖劑、表面活性劑、乳化劑、絡(luò)合劑等。
??一般電鍍生產(chǎn)工藝是：鍍件預(yù)處理機(jī)械拋光→除油→除銹→電鍍→烘干→合格產(chǎn)品入庫(kù)(不合格產(chǎn)品退鍍)。
??電鍍廢水的分類(lèi)
??電鍍工藝種類(lèi)繁多、工藝復(fù)雜，不同企業(yè)的電鍍廢水水質(zhì)相差較大，但共同特征是均含有重金屬、酸、堿等污染物。常見(jiàn)的重金屬污染物包括鉻、銅、鎳、鋅、金、銀以及鉛等，常見(jiàn)的酸、堿類(lèi)污染物包括硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、氫氧化鈉、碳酸鈉等。此外，廢水中含有一定量的有機(jī)物、氨氮等。
??根據(jù)電鍍生產(chǎn)情況，可將電鍍車(chē)間排出的廢水分為前處理廢水、含氰廢水、含六價(jià)鉻廢水、焦銅廢水、化學(xué)鍍鎳廢水、化學(xué)鍍銅廢水、綜合廢水及電鍍廢液等。
??a. 前處理廢水 前處理廢水來(lái)源于鍍前準(zhǔn)備過(guò)程中的脫脂、除油等工序產(chǎn)生的清洗廢水，主要污染物為有機(jī)物、懸浮物、石油類(lèi)、磷酸鹽以及表面活性劑等。
??b. 含氰廢水 含氰廢水來(lái)源于**鍍銅、堿性**物鍍金、中性和酸性鍍金、**物鍍銀、**鍍銅錫合金、仿金電鍍等含氰電鍍工序，廢水中的主要污染物為**物、重金屬離子(以絡(luò)合態(tài)存在)等。
??c. 含六價(jià)鉻廢水 含六價(jià)鉻廢水主要來(lái)源于鍍鉻、鍍黑鉻以及鈍化等工序，廢水中的主要污染物為六價(jià)鉻、總鉻等。
??d. 焦銅廢水 焦銅廢水主要來(lái)源于焦磷酸鹽鍍銅、焦磷酸鹽鍍銅錫合金等電鍍工序，廢水中的主要污染物為銅離子(以鉻合態(tài)存在)、磷酸鹽、氨氮及有機(jī)物等。
??e. 化學(xué)鍍鎳廢水 典型的化學(xué)鍍鎳工藝以次磷酸鹽為還原劑，廢水中的主要污染物為鎳離子(以絡(luò)合態(tài)存在)、磷酸鹽(包括次磷酸鹽、亞磷酸鹽)及有機(jī)物。
??f. 化學(xué)鍍銅廢水 典型的化淡定鍍銅工藝以甲醛為還原劑，廢水中的主要污染物為銅離子(以絡(luò)合態(tài)存在)及有機(jī)物。
??g. 綜合廢水 除上述六種廢水外，其他各類(lèi)電鍍廢水以及地面沖洗廢水等統(tǒng)稱(chēng)為綜合廢水。綜合廢水中的主要污染物為酸、堿、重金屬、有機(jī)物等。
??h. 鍍槽廢液 電鍍槽廢液中含有高濃度的酸、堿、重金屬等，電鍍槽廢液應(yīng)委托有資質(zhì)的危險(xiǎn)廢物處理單位進(jìn)行處理處置或綜合利用。
??電鍍廢水的特征
??電鍍廢水水質(zhì)復(fù)雜，電鍍廢水的污染物主要來(lái)源為重金屬電鍍漂洗水以及鍍件除油廢水等。廢水中含有鉻、鋅、銅、鎳、鎘等重金屬以及**物等具有很大毒性的污染物，COD濃度一般為300～1500mg/L，BOD濃度為100～400mg/L，水質(zhì)呈酸性。
??電鍍廢水具有以下特點(diǎn)：
??a.電鍍廢水主要特征是含有大量的重金屬，廢水毒性大，是潛在危害性極大的廢水類(lèi)別。
??b.廢水分類(lèi)多，對(duì)含**類(lèi)重金屬的電鍍廢水，需要執(zhí)行車(chē)間排放口達(dá)標(biāo)排放。
??c.廢水中污染物成分非常復(fù)雜，一般情況廢水的酸性強(qiáng)，含有表面活性劑、光亮劑等有機(jī)污染物。
??d.水質(zhì)變化幅度大。
??(2)電子工業(yè)廢水
??電子工業(yè)是生產(chǎn)電子設(shè)備及各種電子元件、器件、儀器、儀表的行業(yè)，門(mén)類(lèi)眾多。電子工業(yè)生產(chǎn)廢水的產(chǎn)生過(guò)程相對(duì)集中在印刷線路板的生產(chǎn)。
??印刷線路板生產(chǎn)工藝
??印制線路板根據(jù)布線層次的不同，分為單面板、雙面板和多面板。印刷線路板生產(chǎn)廢水主要來(lái)源于線路板制作中的刷磨、顯影、蝕刻、剝膜、成型等工序。廢水中既有重金屬化合物、絡(luò)合物，又含有機(jī)高分子化合物和各種有機(jī)添加劑。廢水中一部分重金屬以離子形式存在，另一部分以絡(luò)合離子的形式存在，廢水的成分受產(chǎn)品品種、生產(chǎn)線使用的各種配方藥劑的影響，成分復(fù)雜多變。對(duì)其有效的治理已成為PCB生產(chǎn)企業(yè)面臨的環(huán)保問(wèn)題。
??印刷線路板廢水分類(lèi)
??印刷線路板生產(chǎn)工藝復(fù)雜，在不同的生產(chǎn)工序產(chǎn)生的廢水，其污染物組成和水質(zhì)差異極大。按生產(chǎn)工藝過(guò)程排放的廢水，印刷電路板生產(chǎn)廢水包括工藝漂洗廢水、廢酸液、廢堿液、化學(xué)鍍銅廢水、顯影廢水等。根據(jù)印刷電路板生產(chǎn)廢水中污染物的種類(lèi)及其形態(tài)可分為含重金屬?gòu)U水(含Cu2+、Pb2+、Ni2+等，不含EDTA、NH4+等絡(luò)合劑)、含氟廢水、含絡(luò)合物廢水(含重金屬離子、重金屬-EDTA絡(luò)合物、NH4+等絡(luò)合物和重金屬-氨絡(luò)合物)、有機(jī)廢水及酸堿廢水(含溶解的有機(jī)物、無(wú)機(jī)酸堿、CN-等)。另外，印刷電路板生產(chǎn)中還會(huì)產(chǎn)生大量的廢液，主要為各種槽液與電鍍液等，如去膜廢液、化學(xué)銅廢液等。
??a.酸堿廢水 廢酸液主要來(lái)自工序產(chǎn)生的含有硫酸、鹽酸的廢水。pH低，含有一定濃度的有機(jī)物和Cu2+。廢堿液主要來(lái)自化學(xué)鍍銅等工序的生產(chǎn)過(guò)程，廢水量不大，pH在12左右，含有絡(luò)合銅金屬離子。
??b.含銅廢水 含銅廢水主要來(lái)自鍍銅工序和蝕刻工序，可分為含銅廢水和廢液。
??c.漂洗廢水 漂洗廢水來(lái)自各工段對(duì)電路板的清洗過(guò)程。其水量較大，污染物濃度相對(duì)較低。Cu2+質(zhì)量濃度一般在10～20mg/L，COD 100～150 mg/L，pH 5～8。
??d.有機(jī)廢水 有機(jī)廢水主要來(lái)自去膜、顯影過(guò)程排出的清洗線路板的廢水，水量較大，含有一定量的有機(jī)污染物。還有去膜、顯影過(guò)程排出的廢液有機(jī)含量很高，COD 在15000～18000mg/L，呈堿性。
??印刷線路板廢水的特征
??印刷線路板在不同的生產(chǎn)階段產(chǎn)生不同的廢水，廢水水質(zhì)復(fù)雜多變。
??印刷線路板廢水特征如下：
??a.含有Cu2+等大量的重金屬離子，是潛在危害性極大的廢水類(lèi)別。
??b.廢水含重金屬絡(luò)合物(含重金屬離子、絡(luò)合劑，包括重金屬-EDTA-氨絡(luò)合物)。
??c.廢水中污染物成分非常復(fù)雜，酸、堿性強(qiáng)，有的含有高濃度有機(jī)污染物。
??d.集成芯片生產(chǎn)廢水含氟濃度高，無(wú)機(jī)氮含量高，脫氮難度大。
??(3)蓄電池生產(chǎn)廢水
??鉛酸蓄電池廢水來(lái)源
??鉛酸蓄電池生產(chǎn)排放的廢水主要來(lái)源于涂板工序和涂板漂洗水，化成工序和蓄電池組裝后的清洗廢水，調(diào)配漿料灑漏的藥劑廢水，含鉛煙、含塵廢氣處理廢水以及車(chē)間地面沖洗廢水等。廢水中含有大量的Pb2+、Zn2+、Mn2+、Hg2+等重金屬離子，如不加治理直接排放，將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的重金屬?gòu)U水污染。
??鉛蓄電池廢水的特征
??鉛蓄電池生產(chǎn)廢水的水質(zhì)特點(diǎn)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，廢水中主要含有Pb2+、Zn2+、Mn2+、Hg2+等重金屬離子及酸、堿等。
??3、重金屬?gòu)U水處理技術(shù)
??(1)重金屬?gòu)U水物理化學(xué)處理方法
??常用的重金屬?gòu)U水物理化學(xué)處理方法包括化學(xué)沉淀法、還原法、混凝法、吸附法、離子交換法、膜分離法、電化學(xué)法等。
??化學(xué)沉淀法
??化學(xué)沉淀法是使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩衔?，使其從廢水中沉淀分離的方法，包括氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、鋇鹽沉淀法等?；恋矸ň哂型顿Y較少、處理成本較低、操作較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，適用于各類(lèi)重金屬?gòu)U水的處理?；瘜W(xué)沉淀法是重金屬?gòu)U水處理的基本方法之一。
??a.氫氧化物沉淀法 氫氧化物沉淀法是一種比較常用的處理方法，它是在含有重金屬的廢水中加入堿進(jìn)行中和，使金屬離子生成不溶于水的氫氧化物并以沉淀形式分離。金屬離子與OH-能否生成難溶的氫氧化物沉淀物，取決于廢水中金屬離子濃度和OH-濃度，對(duì)金屬離子濃度一定的廢水來(lái)說(shuō)，廢水的pH是形成金屬氫氧化物沉淀物主要的條件。在實(shí)際水處理，共存離子體系復(fù)雜，影響氫氧化物沉淀的因素很多，其中，主要的是沉淀反應(yīng)的pH。某些金屬氫氧化物沉淀析出的pH范圍如下表所示。
??表 金屬氫氧化物沉淀析出的pH
??金屬離子Fe3+Al3+Cr3+Cu2+Zn2+Sn2+Ni2+Pb2+Cd2+Mn2+
??化學(xué)沉淀pH6～125.5～88～9>89～105～8>9.59～9.5>10.510～14
??加堿后重新溶解pH->8.5>9->10.5-->9.5
??b.硫化物沉淀法 硫化物沉淀法是在重金屬?gòu)U水中加入硫化物，使廢水中的重金屬離子生成硫化物沉淀而除去的方法。與中和沉淀法相比較，硫化物沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是：重金屬硫化物比其氫氧化物溶解度更低，反應(yīng)pH為7～9，處理后的廢水一般不用中和，處理效果更好。但硫化物沉淀法的缺點(diǎn)是：硫化物沉淀顆粒小，易形成膠體，硫化物殘留在沉淀水中，遇酸生成氣體，可能造成二次污染。
??c.螯合沉淀法 螯合沉淀法常用重金屬捕捉劑，它是一種具有螯合官能團(tuán)的能從含金屬離子的溶液中選擇捕集、分離、沉淀特定金屬離子的有機(jī)物。目前應(yīng)用較廣的重金屬捕捉劑主要有兩類(lèi)：黃原酸酯類(lèi)和二硫代胺基甲酸鹽類(lèi)衍生物(DTC類(lèi))，其中DTC類(lèi)衍生物應(yīng)用較廣。它的機(jī)理是：DTC類(lèi)重金屬捕捉劑為長(zhǎng)鏈高分子物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量為1萬(wàn)～15萬(wàn)，含有大量的極性基，在常溫下能與廢水中的Hg2+、Cd2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+、Cr3+等多種重金屬離子迅速反應(yīng)。在生成不溶于水的螯合鹽后再加入少量有機(jī)或無(wú)機(jī)絮凝劑以形成絮狀沉淀，從而達(dá)到捕集去除重金屬離子的目的。
??還原法
??還原法是向廢水中投加還原劑，將高價(jià)劇毒重金屬離子還原成微毒的低價(jià)重金屬離子，再使其堿化沉淀去除的方法。
??工業(yè)上使用的還原劑包括硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、二氧化硫、鐵屑等，其中亞硫酸鈉法處理量大，綜合利用方便，應(yīng)用較廣。
??還原法原理簡(jiǎn)單，操作易于掌握，對(duì)某些類(lèi)型的重金屬?gòu)U水處理是行之有效的，但出水水質(zhì)差，不能回用，當(dāng)采用還原法處理混合廢水時(shí)，易造成二次污染。目前還原法一般作為預(yù)處理方法使用。
??鐵氧體法
??鐵氧體法是根據(jù)生產(chǎn)鐵氧體的原理發(fā)展起來(lái)的處理方法。鐵氧體法處理，是向重金屬?gòu)U水中投加鐵鹽，通過(guò)控制pH、氧化、加熱等條件，使廢水中的重金屬離子與鐵鹽生成穩(wěn)定的鐵氧體共沉淀而除去。該法處理重金屬?gòu)U水能一次脫除多種金屬離子，形成的沉淀顆粒大，不返溶，不產(chǎn)生二次污染，尤其適用于混合重金屬電鍍廢水的一次性處理。具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、操作方便等特點(diǎn)，形成的污泥有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，容易進(jìn)行分離和脫水處理。但在形成鐵氧體過(guò)程中需要加熱(約70℃)，能耗較高，處理后鹽度高，不能處理含Hg和絡(luò)合物的廢水。
??吸附法
??吸附法是利用吸附劑的獨(dú)特結(jié)構(gòu)去除重金屬離子的一種方法。可分為物理化學(xué)吸附法和生物吸附法。
??a.物理化學(xué)吸附法 物理化學(xué)吸附法是通過(guò)吸附材料的高比表面積的蓬松結(jié)構(gòu)，或者特殊官能團(tuán)對(duì)水中的重金屬離子進(jìn)行物理吸附或化學(xué)吸附。傳統(tǒng)吸附劑有活性炭、膨潤(rùn)土、沸石、粉煤灰等。物理化學(xué)吸附法存在投資較大、運(yùn)行費(fèi)用高、污染產(chǎn)生量大、處理后的水難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放等問(wèn)題。
??b.生物吸附法 生物吸附法是利用生物體的化學(xué)結(jié)構(gòu)或成分特性對(duì)水中的重金屬離子進(jìn)行吸附。生物吸附劑主要包括菌體、藻類(lèi)等。新型的吸附劑有聚糖樹(shù)脂、雙殼類(lèi)軟體動(dòng)物貝殼等。與其他方法相比較，生物吸附法的優(yōu)點(diǎn)是：處理效率高、運(yùn)行費(fèi)用低，pH和溫度適應(yīng)范圍寬，易解析，可回收重金屬。
??蒸發(fā)濃縮法
??蒸發(fā)濃縮法是對(duì)重金屬?gòu)U水進(jìn)行蒸發(fā)，使重金屬?gòu)U水得以濃縮，并加以回收利用的處理方法。一般適用于處理含鉻、銅、銀、鎳等重金屬?gòu)U水。蒸發(fā)濃縮法一般作為其他方法的輔助處理方法。
??膜分離法
??膜分離法是利用膜對(duì)液體中的特定成分進(jìn)行選擇性透過(guò)分離處理方法的統(tǒng)稱(chēng)。利用膜分離技術(shù)一方面可以回收利用電鍍?cè)?，有效降低成本，另一方面可能?shí)現(xiàn)電鍍廢水零排放或微排放，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。與其他廢水處理技術(shù)相比，膜分離技術(shù)具有如下優(yōu)勢(shì)：分離效果高，效果穩(wěn)定，占地面積小，分離后凈化水可重復(fù)利用;膜分離過(guò)程不發(fā)生相關(guān)，能量轉(zhuǎn)化效率高;裝置簡(jiǎn)單，操作容易，容易維修和控制;適用范圍廣。
??經(jīng)過(guò)膜分離技術(shù)處理的電鍍廢水可直接回用于生產(chǎn)，廢水回收率可達(dá)60%～70%。
??離子交換法
??離子交換法是利用離子交換樹(shù)脂分離廢水中重金屬離子的方法。樹(shù)脂中含有一種具有離子交換能力的活性基團(tuán)，它不溶于水、酸、堿溶液及其他有機(jī)溶劑，對(duì)重金屬離子進(jìn)行選擇**換或吸附，然后將被交換的重金屬離子用其他試劑從樹(shù)脂上置換出來(lái)，達(dá)到除去或回收重金屬的目的。常用的離子交換樹(shù)脂為磺酸型離子交換樹(shù)脂(即陽(yáng)離子交換樹(shù)脂)和強(qiáng)堿性離子交換樹(shù)脂(即陰離子交換樹(shù)脂)。
??利用離子交換樹(shù)脂選擇**換作用，可以除去廢水中的有害物質(zhì)，如鉻、銅、鎳等重金屬離子。離子交換法的優(yōu)點(diǎn)在于能耗低，處理程度較高，且處理過(guò)程中不產(chǎn)生廢渣，沒(méi)有二次污染，對(duì)低濃度廢水處理仍然具有一定的優(yōu)勢(shì)。
??如果重金屬?gòu)U水中的金屬離子種類(lèi)單一且濃度很高，則易于實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的回收和再循環(huán)利用。如電鍍鎳漂洗水，能通過(guò)離子交換將鎳離子回收和再循環(huán)利用，減少?gòu)U水的處理量和排放量，使電鍍有價(jià)值的資源得到充分的利用，減少生產(chǎn)成本和環(huán)境的污染。
??電解絮凝法
??電解絮凝法是利用金屬的電化學(xué)性質(zhì)，在直流電作用下除去廢水中金屬離子的方法。電解絮凝法同時(shí)具有電解氧化還原、電解絮凝和電解氣浮三種協(xié)同效應(yīng)，是處理含有高濃度電積金屬?gòu)U水的有效方法，處理效率高，便于回收利用。
??重金屬絡(luò)合物的破絡(luò)處理
??由于某些重金屬?gòu)U水中含有絡(luò)合劑與銅、鎳結(jié)合生成的強(qiáng)穩(wěn)定態(tài)絡(luò)合物，如直接采用常規(guī)的中和沉淀、混凝、吸附等方法難以達(dá)到去除的目的。因此，針對(duì)該類(lèi)廢水的處理方法是：首先破壞絡(luò)合離子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使金屬離子呈游離態(tài)，再采用常規(guī)的中和沉淀、混凝或吸附等工藝。
??常用通過(guò)投加硫化鈉，破除絡(luò)合配位鍵，再投加混凝劑、助凝劑，經(jīng)反應(yīng)后進(jìn)入沉淀池中進(jìn)行固液分離的方法。目前采用的鐵粉還原-Fenton試劑氧化破絡(luò)法，是一種高級(jí)氧化法。Fenton試劑由亞鐵鹽和雙氧水組成，在亞鐵離子的催化作用下，雙氧水會(huì)分解產(chǎn)生羥基自由基，它能與廢水中難化學(xué)沉淀的絡(luò)合物發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)行破除絡(luò)合化合物，使金屬離子游離，結(jié)合其他處理方法去除。
??(2)重金屬?gòu)U水生物處理方法
??生物處理技術(shù)是指通過(guò)微生物或其他代謝產(chǎn)物與重金屬離子的相互作用達(dá)到凈化廢水的目的，具有成本低、環(huán)境效益好等優(yōu)點(diǎn)。由于傳統(tǒng)處理方法有成本高、對(duì)大流量低濃度重金屬?gòu)U水難于處理等缺點(diǎn)，隨著耐重金屬毒性微生物的研究進(jìn)展，生物處理技術(shù)日益受到人們的重視。根據(jù)生物去除重金屬離子的機(jī)理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法以及植物處理法等。
??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)行絮凝沉淀的方法。微生物絮凝劑是一類(lèi)由微生物產(chǎn)生并分泌到細(xì)胞外，具有絮凝活性的代謝物，一般由多糖、蛋白質(zhì)、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質(zhì)構(gòu)成，分子中含有多種官能團(tuán)，能使水中的膠體懸浮物相互凝聚沉淀。目前，對(duì)重金屬有絮凝作用的生物絮凝劑有十幾種，其與Cu2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物而沉淀下來(lái)。應(yīng)用微生物絮凝法處理廢水具有安全、方便、無(wú)毒、不產(chǎn)生二次污染、絮凝效果好，且生長(zhǎng)快、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等特點(diǎn)。
??生物吸附法
??生物吸附法是指利用生物體本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分特性，吸附溶于水中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子時(shí)，有些細(xì)菌在生長(zhǎng)過(guò)程中釋放的蛋白質(zhì)能使溶液中可溶性的重金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀化而去除。生物吸附劑具有來(lái)源廣、價(jià)格低、吸附能力強(qiáng)、易于分離回收重金屬等特點(diǎn)。
??植物處理法
??植物處理法是利用高等植物通過(guò)吸收、沉淀、富集等作用降低電鍍廢水中的重金屬含量，以達(dá)到治理污染、修復(fù)環(huán)境的目的。植物處理法是利用生態(tài)工程治理環(huán)境的一種有效方法。利用植物處理重金屬，主要有三種途徑：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;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(guò)收獲或移去已積累和富集了重金屬植物的根部與枝條，降低廢水中重金屬濃度。在植物處理技術(shù)中常利用的植物有藻類(lèi)、草本植物、木本植物等。
??4、重金屬?gòu)U水處理工藝流程
??對(duì)重金屬?gòu)U水處理的基本思路是“廢水分質(zhì)收集，分類(lèi)處理”。如電鍍廢水處理中，將六價(jià)鉻廢水分開(kāi)收集預(yù)處理。將六價(jià)鉻先還原成三價(jià)鉻，然后進(jìn)行沉淀處理。廢水分質(zhì)收集的程度對(duì)重金屬?gòu)U水處理達(dá)標(biāo)顯得非常關(guān)鍵。從技術(shù)的角度，在電鍍槽邊設(shè)置離子交換裝置，通過(guò)離子交換，回收漂洗水中的重金屬離子，實(shí)現(xiàn)廢水再循環(huán)利用是有效和清潔的處理工藝。但該工藝處理成本較高，目前較多地應(yīng)用在鍍鎳漂洗水處理，通過(guò)離子交換將鎳離子回收和再循環(huán)利用。
??(1)含鉻廢水處理工藝流程
??鉻(Cr)具有與多種物質(zhì)反應(yīng)形成化合物的性質(zhì)。在廢水中含有的鉻主要有三價(jià)(Cr3+和CrO2-)和六價(jià)(Cr2O72-和CrO42-)的鉻化合物。六價(jià)鉻不像其他重金屬那樣，能夠形成不溶性的氫氧化物沉淀。但是堿金屬以外的鉻酸鹽難溶于水，如鉻酸鋇(BaCrO4)等，能夠從廢水中沉淀分離，但這種金屬本身有較強(qiáng)的毒性，因而很少采用這處處理工藝。
??產(chǎn)生并排放含鉻廢水的工業(yè)門(mén)類(lèi)主要有電鍍、電子、化工、制革等。不同的行業(yè)，在生部使用的鉻化合物形態(tài)不同，排出廢水中所含的鉻化合物以及與其共存的物質(zhì)形成亦不相同，因此，在考慮含鉻廢水的處理工藝流程時(shí)，還必須綜合考慮與鉻共存物質(zhì)的去除問(wèn)題。對(duì)含有六價(jià)鉻的廢水，則應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行處理，不宜與其他類(lèi)型的廢水混合處理。
??電鍍行業(yè)排放的含鉻廢水，pH一般在4～5，呈酸性，廢水中以Cr2O72-形式存在的六價(jià)鉻所占比例較大。Cr2O72-在酸性溶液中具有強(qiáng)氧化性能，較易于還原為Cr3+，再通過(guò)中和沉淀處理。
??含鉻廢水還原中和沉淀處理法的工藝流程如圖1所示。
??圖1 含鉻廢水還原中和沉淀處理法的工藝流程
??該處理工藝的控制要求是，使進(jìn)入還原反應(yīng)池廢水的pH﹤3，投加還原劑，產(chǎn)生還原反應(yīng)氧化還原電位(ORP)值應(yīng)保持在250mV以下，將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，其還原產(chǎn)物為Cr2(SO4)3。在還原反應(yīng)池出水中投加石灰，進(jìn)行預(yù)中和反應(yīng)，投加的中和沉淀劑為NaOH，將pH調(diào)至7.5～8.5，并形成氫氧化鉻沉淀物。廢水進(jìn)入沉淀池后，使氫氧化鉻沉淀去除，處理水排出。
??常用的還原劑有亞硫酸鈉(Na2SO3)、亞硫酸氫鈉(NaHSO3)、硫酸亞鐵(FeSO4)等。處理工程實(shí)踐上由于受廢水中所含的鉻濃度、水量變化等因素的影響，不能按理論用量投加還原劑，必須根據(jù)處理廢水的濃度、處理出水要求、反應(yīng)速度和操作條件、運(yùn)行費(fèi)用等因素加以綜合考慮，合理確定使用藥劑種類(lèi)及其投加量。一般還原劑的使用量可參考下列比值：
??Cr6+:Na2SO3=1:4;Cr6+:NaHSO3=1:4;Cr6+:FeSO4=1:(25～30)
??還原劑投加量不宜過(guò)大，若過(guò)大會(huì)形成[Cr2(OH)2SO3]2-，難于沉淀。還原反應(yīng)時(shí)間應(yīng)﹥30min。處理過(guò)程中逐漸將pH調(diào)到8.0～8.5，宜分兩階段進(jìn)行。首先用石灰預(yù)中和，將pH調(diào)到5.0～6.0，然后再用堿調(diào)到8.0～8.5。如果pH超過(guò)9，將形成氫氧化鉻的絡(luò)合物。
??由于氫氧化鉻的沉淀速度較慢，一般為0.8～1.2m/h，廢水的沉淀時(shí)間應(yīng)在3h以上。如投加混凝劑，可提高沉淀效果。
??(2)含銅廢水處理工藝流程
??在重金屬中，銅屬于低毒性的物質(zhì)。在水溶液中的銅，多以[Cu(H2O)6]2+的形態(tài)存在，易與氨、氰產(chǎn)生絡(luò)合反應(yīng)，生成絡(luò)合離子。當(dāng)廢水中銅的濃度超過(guò)1.0mg/L時(shí)，對(duì)硝化反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用。當(dāng)水體中銅的含量超過(guò)0.01mg/L時(shí)，就會(huì)對(duì)水體自?xún)舢a(chǎn)生抑制作用。
??排放含銅及其化合物廢水的行業(yè)主要有電鍍、銅礦、化工等。對(duì)含銅廢水有效的處理技術(shù)仍然是化學(xué)沉淀法。
??含硫酸銅、硝酸銅廢水處理
??對(duì)含硫酸銅、硝酸銅廢水的處理可采用氫氧化物沉淀法。將pH提高到10以上，就能夠得到比較充分的處理，處理出水銅的含量可降至0.1mg/L以下。
??含氯化銅廢水處理
??當(dāng)用王水(硝基鹽酸)對(duì)銅件進(jìn)行酸洗時(shí)，形成含Cl-的氯化銅廢水。其中過(guò)剩的Cl-與氯化銅結(jié)合形成絡(luò)合體。在這種情況下，應(yīng)提高pH，使OH-的濃度增高，使廢水中的銅形成氫氧化銅而得到較充分的沉淀分離。
??有氨存在的含銅廢水處理
??用過(guò)硫酸銨中和銅件的腐蝕溶液時(shí)，廢水中的氨與銅形成絡(luò)鹽[Cu(NH3)4]2+，影響除銅效果。某種程度上，對(duì)有氨存在的含銅廢水能否采用中和沉淀處理方法，不取決于銅離子濃度，而取決于氨的濃度。
??當(dāng)pH為9～10時(shí)，將使可溶性銅氨絡(luò)鹽量增加，提高pH，使pH﹥11，則銅氨絡(luò)鹽溶解并將Cu析出，與OH-反應(yīng)形成Cu(OH)2，通過(guò)沉淀除去。
??含焦磷酸銅廢水處理
??含焦磷酸銅廢水呈弱堿性，能形成穩(wěn)定的銅焦磷酸絡(luò)合鹽。向廢水中投加Ca2+，首先使過(guò)剩的P2O74-以焦磷酸鈣的形態(tài)沉淀分離。進(jìn)而，與銅配位的P2O74-全部去除，釋放出處于離子狀態(tài)的Cu在堿性條件下與OH-反應(yīng)形成Cu(OH)2，沉淀去除?？梢杂肅aCl2或Ca(OH)2作為Ca2+源。
??**銅電鍍廢水處理
??由于銅與CN-能夠形成穩(wěn)定的絡(luò)鹽，對(duì)**銅電鍍廢水的處理，需要采用分兩步進(jìn)行反應(yīng)的處理技術(shù)。首先用次氯酸將廢水中的CN-氧化分解，去除CN-。第二步則是銅形成氫氧化銅與廢水分離。
??(3)含氰廢水處理工藝流程
??含氰廢水采用兩步氧化法，處理工藝流程如圖2所示。
??圖2 含氰廢水兩步法處理工藝流程
??一級(jí)氧化池：投加堿和氧化劑，堿宜選用NaOH，氧化劑宜選用NaClO?？刂茥l件為：pH 10.5～11，ORP值300～400mV。反應(yīng)時(shí)間1～2h。
??二級(jí)氧化池：投加堿和氧化劑，堿宜選用NaOH，氧化劑宜選用NaClO?？刂茥l件為：pH 7～8，ORP值600～650mV。反應(yīng)時(shí)間1～2h。
??(4)含鎘廢水處理工藝流程
??鎘在工業(yè)上的主要用途是作為金屬的保護(hù)層，塑料穩(wěn)定劑和染料及蓄電池的生產(chǎn)。產(chǎn)生含鎘及其化合物廢水的行業(yè)主要有：含鎘礦石的采選和冶煉，以鎘作為原料的工業(yè)(如鎘作為防銹劑的電鍍工藝)。由于對(duì)鎘的利用形態(tài)不同，廢水中所含有的鎘和鎘化合物的類(lèi)型也有所不同。一般情況下，宜將各生產(chǎn)工序排出的含鎘廢水加以匯集一并進(jìn)行處理。
??但是，當(dāng)廢水中有多種金屬離子共存時(shí)，會(huì)影響氫氧化鎘沉淀物的形成。例如，在廢水中存在CN-、NH3、Cl-及S2-等配位體時(shí)，由于這些氰離子、鹵素離子或氨離子等能夠與Cd2+結(jié)合形成可溶性絡(luò)合物，并具有水溶性，不利用Cd2+的去除，所以需要對(duì)廢水中存在的上述離子或物質(zhì)進(jìn)行前處理。電鍍含鎘廢水中，一般除鎘外，還含有氰絡(luò)鹽，這種廢水首先必須將氰絡(luò)鹽等去除，然后才可能除鎘。含鎘廢水處理工藝流程如圖3所示。
??圖3 含鎘廢水兩步法處理工藝流程
??化學(xué)沉淀法仍然是一種應(yīng)用較廣的含鎘廢水處理技術(shù)。一般采用硫化物沉淀法能夠取得良好的除鎘效果。泥渣中鎘的品位高，便于回收利用。但是S2-能夠使處理水的COD值增高，并可能產(chǎn)生硫化氫氣體，此外，沉淀劑價(jià)格較高，因此，在應(yīng)用上受到制約。當(dāng)用氫氧化物沉淀法處理含鎘廢水時(shí)，多以石灰作為沉淀劑，也兼作堿劑，使pH介于10.5和12.5之間時(shí)處理效果良好。
??采用氫氧化物沉淀處理工藝，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
??a. 以石灰作堿劑，雖然污泥產(chǎn)量較高，但其凝聚性、沉淀性以及脫水性都較好，應(yīng)用較廣。為了使處理水中的Cd2+含量在排放標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，必須保證OH-濃度，為此，pH應(yīng)保持在10.5～12.5為宜。
??b. 當(dāng)廢水中含有微細(xì)粒子難于沉淀時(shí)，則宜投加高分子助凝劑以提高沉淀分離效果。
??c. 當(dāng)廢水中有**物與其共存，并形成氰絡(luò)鹽時(shí)，在進(jìn)行沉淀處理前，可采用氯堿法使**物氧化分解。
??d. 當(dāng)廢水中有鐵及鋅共存時(shí)，可控制pH在10.5以下，這時(shí)鐵的氫氧化物能夠?qū)︽k進(jìn)行吸附，產(chǎn)生共沉效果，降低處理水中鎘的含量。
??采用氫氧化鎘及硫化鎘共沉處理法，效果良好，應(yīng)用較廣，但所產(chǎn)生的沉淀物細(xì)小，需要較長(zhǎng)的沉淀時(shí)間，在這種情況下，可考慮采用氣浮分離法。
??(5)含汞廢水處理工藝流程
??汞在環(huán)境中可能以三種價(jià)態(tài)存在，即0、+1、+2。在水環(huán)境中多以正二價(jià)和零價(jià)存在。能夠以零價(jià)，即元素汞的形式存在于水環(huán)境中，這是汞不同于其他金屬的特征。在汞化合物中也包括有機(jī)汞，這是有名的“水俁病”的致病物質(zhì)。這種化合物是汞與碳直接結(jié)合而成，分為甲基汞、乙基汞和苯基汞，無(wú)論哪一種化合物均對(duì)生物有較強(qiáng)的毒性作用。
??與含有其他類(lèi)型重金屬的廢水相同，對(duì)含汞及其化合物的廢水，較常采用的處理技術(shù)也是化學(xué)沉淀處理法，也就是向廢水中投加沉淀劑，使汞轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性的化合物，然后通過(guò)固液分離，將化合物與水分離，使廢水得到處理。由于硫化物的溶度積很低，采用硫化物共沉淀法處理含汞廢水，能夠取得較高的除汞效果，因此，硫化物共沉淀法在含汞廢水處理領(lǐng)域得到較較廣的應(yīng)用。但是，硫化物共沉淀法只適用于無(wú)機(jī)汞的去除，對(duì)于有機(jī)汞，則首先應(yīng)使用氧化劑(氯)將其氧化為無(wú)機(jī)汞，然后再用本法加以處理。含汞廢水處理工藝流程如圖4所示。
??圖4 含汞廢水處理工藝流程
??硫化物沉淀法
??硫化物沉淀法處理含汞廢水常用的沉淀劑有H2S、Na2S、NaHS、CaSx、(NH4)2S、MnS、FeS等。應(yīng)用硫化物(以Na2S為例)共沉法處理含汞廢水時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
??a. 關(guān)于Na2S的適當(dāng)投加量 投加的Na2S量如低于廢水中汞含量的當(dāng)量，將得不到充分的處理效果。此外，由于工廠排放的廢水中汞的濃度是不穩(wěn)定的，這樣，投加的Na2S藥劑量有時(shí)是過(guò)量的，有時(shí)又可能是不足。投加過(guò)量的Na2S，可能產(chǎn)生兩種不良后果：其一是硫化鈉本身造成的二次污染;其二是與硫化汞沉淀物生成可溶性的絡(luò)合陰離子[HgS2]2-，使汞重新溶入廢水中，降低了汞的去除效果。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)采取下列兩項(xiàng)措施：一是在處理系統(tǒng)前設(shè)水質(zhì)、水量調(diào)節(jié)池，使進(jìn)入反應(yīng)槽的含汞廢水水量水質(zhì)保持穩(wěn)定;二是補(bǔ)充投加混凝劑FeSO4，以使處理效果保持穩(wěn)定。
??b. 關(guān)于補(bǔ)充投加混凝劑FeSO4 向硫化物共沉法處理的含汞廢水中補(bǔ)充投加混凝劑(FeSO4)，能夠產(chǎn)生兩種效果，一是去除過(guò)量的硫離子，二是當(dāng)原廢水中汞含量低時(shí)，生成的硫化汞顆粒很小，呈懸浮狀難于沉淀，投加混凝劑(FeSO4)后，對(duì)硫化汞懸浮顆粒起到凝聚共沉作用，提高了沉淀效果。
??c. 關(guān)于pH的調(diào)整 為了取得良好的處理效果，應(yīng)使反應(yīng)過(guò)程的pH保持在8～10。當(dāng)pH超過(guò)10時(shí)，硫化汞沉淀物即開(kāi)始不穩(wěn)定，并析出難于與水分享的微細(xì)膠體顆粒，使處理水惡化。
??活性炭吸附法
??雖然沉淀法可將廢水的含汞濃度降至1～2mg/L，但是排放標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)汞的指標(biāo)規(guī)定得非常嚴(yán)格，往往只采用硫化物沉淀法單一處理技術(shù)難于達(dá)到要求，為了保證處理水水質(zhì)，還需考慮進(jìn)一步的處理。在這種情況下，在經(jīng)過(guò)硫化物沉淀法處理后的廢水可再經(jīng)過(guò)濾-活性炭吸附處理，使處理水中的汞含量降至0.01～0.05 mg/L，達(dá)到允許排放濃度0.05 mg/L的要求。
??采用活性炭吸附處理含汞廢水時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到的問(wèn)題如下：
??一是進(jìn)入活性炭吸附處理的廢水中汞的含量必須適宜，如廢水中汞含量過(guò)高，就會(huì)使活性炭再生操作頻繁，增加維護(hù)管理費(fèi)用，加速活性炭吸附飽和進(jìn)程。
??二是應(yīng)當(dāng)慎重考慮并滿(mǎn)足活性炭吸附處理?xiàng)l件的各項(xiàng)參數(shù)，如pH、水溫、其他鹽類(lèi)、接觸時(shí)間等。這些條件如有大幅度的變化，可能會(huì)影響活性炭吸附處理的效果。活性炭吸附處理技術(shù)中較為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)是活性炭吸附飽和后的再生問(wèn)題，對(duì)此應(yīng)認(rèn)真對(duì)待。
??離子交換法
??離子交換法也是對(duì)含汞廢水繼硫化物共沉法處理后，再進(jìn)行濃度處理時(shí)可供選擇的一項(xiàng)處理技術(shù)。
??在采用離子交換法處理含汞廢水時(shí)，選定適宜的離子交換樹(shù)脂和相應(yīng)的再生劑至關(guān)重要。如廢水中只含有汞一種物質(zhì)，選擇交換樹(shù)脂比較容易。如廢水中含有多種鹽類(lèi)，則應(yīng)根據(jù)所含有的鹽種類(lèi)與形態(tài)，審慎地進(jìn)行選擇。
??大孔硫基離子交換劑對(duì)含汞廢水有良好的處理效果。當(dāng)汞在廢水中以Hg2+或HgCl+、CH3Hg+等陽(yáng)離子形態(tài)存在時(shí)，含硫氫基(RSH)的交換樹(shù)脂，如聚硫化苯乙烯陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對(duì)其具有良好的處理效果。處理后的樹(shù)脂則用濃鹽酸洗脫再生。當(dāng)廢水中的汞是帶負(fù)電荷的***絡(luò)合離子HgClx(x-2)-(x≥3)時(shí)，則應(yīng)采用陰離子交換樹(shù)脂處理。使用201×7強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂，能夠?qū)U水中的汞完全去除，處理后的樹(shù)脂使用HCl溶液洗脫再生，并回收***。
??(6)含砷廢水處理工藝流程
??在廢水中，砷多以3價(jià)、5價(jià)或***(AsH3)的形態(tài)存在，由pH決定它們存在的形態(tài)。由于不同的工業(yè)門(mén)類(lèi)所使用的砷的形態(tài)不同，廢水中砷所處的形態(tài)也有所不同，在考慮某種含砷工業(yè)廢水處理時(shí)，必須充分掌握在該廢水中砷所處的形態(tài)。在不同的酸、堿度條件下，砷所處的形態(tài)如下。
??在強(qiáng)酸條件下，砷多以As3+、As5+的形態(tài)存在。
??在弱酸條件下，砷存在的形態(tài)為H3AsO3、H3AsO4及H2AsO31-。
??在從弱酸到中性條件下，砷存在的主體形態(tài)為AsO33- AsO43-。
??在堿性條件下，砷只以AsO33- AsO43-的形態(tài)存在。
??對(duì)含砷及其化合物廢水，目前應(yīng)用較多的仍是化學(xué)沉淀處理法，其中效果明顯的是氫氧化鐵沉淀處理法和不溶性鹽類(lèi)共沉處理法。含砷廢水處理工藝流程如圖5所示。
??圖5 含砷廢水處理工藝流程
??氫氧化鐵沉淀處理法
??對(duì)含砷廢水處理的大量實(shí)驗(yàn)和運(yùn)行實(shí)踐結(jié)果表明，氫氧化鐵沉淀處理法的效果較好，而其他金屬氫氧化物的效果則較差。與其他類(lèi)型金屬氫氧化物相比較，氫氧化鐵有更高的吸附性能，利用它的這一性質(zhì)能夠取得較高的沉淀效果，這也是常使用氫氧化鐵處理含砷廢水的主要原因之一。
??鐵鹽的投加量，應(yīng)根據(jù)原廢水中的砷的含量而定。原水中砷的濃度與投加的鐵鹽濃度之比稱(chēng)為“砷鐵比”。處理水中砷的殘留濃度與砷鐵比值有關(guān)。氫氧化鐵處理含砷廢水過(guò)程適宜的pH介于較大的范圍，當(dāng)砷鐵比值較小時(shí)，pH為弱酸性，而當(dāng)砷鐵比值較大時(shí)，則為堿性。
??砷鐵比和pH是決定含砷廢水處理效果的兩大因素。如欲使處理水中殘留As量處理較低的程度，必須采用較高的砷鐵比值。在考慮含砷廢水中含有其他金屬，存在著某些干擾因素的條件下，采秀5以上的砷錦華經(jīng)，使pH介于9和9.5之間，處理水中砷的殘留量可滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)0.5mg/L的要求。在處理含砷廢水時(shí)，如使用鐵以外的氫氧化物，處理過(guò)程的邊界條件應(yīng)另行確定。
??氫氧化鐵共沉法處理含砷廢水的效果較好，但也在存在著不足。當(dāng)原廢水中砷含量高達(dá)400mg/L時(shí)，金屬鹽的投加量可能高達(dá)4000mg/L，即為砷含量的10倍以上，而且處理水中的砷含量還不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
??不溶性鹽類(lèi)共沉處理法
??針對(duì)氫氧化鐵沉淀處理法存在上述弊端，解決的對(duì)策如下：
??一是考慮到亞砷酸鹽的溶解度一般都高于砷酸鹽，因此，在進(jìn)行氫氧化鐵沉淀處理前，先將溶解度高的亞砷酸鹽氧化成砷酸鹽，并以此作為氫氧化鐵沉淀處理法的前處理。
??二是砷能夠與多數(shù)金屬離子形成難溶化合物，除鐵鹽外，作為沉淀劑的還有鈣鹽、鋁鹽、鎂鹽-鋁鹽、氫氧化鈣-氯化鐵等，其中處理效果較好的是氫氧化鈣-氯化鐵處理方案，在pH為10～12的條件下，除砷效果可達(dá)99%。
??生物處理法
??生物處理法是近幾年開(kāi)始出現(xiàn)的對(duì)含砷廢水進(jìn)行處理的探索技術(shù)，并已取得了某些進(jìn)展使用的生物處理技術(shù)是活性污泥法。
??曾對(duì)As(Ⅴ)原始含量20mg/L及100mg/L的兩種廢水進(jìn)行活性污泥法處理試驗(yàn)，結(jié)果表明，在廢水與活性污泥接觸反應(yīng)0.5h以后，對(duì)As(Ⅴ)的去除就產(chǎn)生了效果，低濃度廢水的砷去除率達(dá)50%，高濃度廢水的去除率則為40%。說(shuō)明活性污泥處理技術(shù)對(duì)As(Ⅴ)具有去除效果，而對(duì)低濃度的去除效率高于較高濃度。隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，兩種廢水的砷去除率都有所提高，但比較緩慢，經(jīng)12h后，低濃度廢水的砷去除率達(dá)55.8%，而高濃度廢水的去除率只為46.3%。當(dāng)系統(tǒng)中有機(jī)物濃度高，微生物以高速增殖，從而使活性污泥濃度增高，廢水中的砷得到較大幅度的下降。根據(jù)砷去除的這種工況，可以認(rèn)定，活性污泥對(duì)砷的去除機(jī)制主要是吸附，但對(duì)于廢棄的生物污泥含有砷，則應(yīng)注意污泥的后續(xù)處理，以避免造成二次污染。
??(7)含鉛廢水處理工藝流程
??環(huán)境中的鉛化合物主要通過(guò)呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體(20%～40%)，而通過(guò)消化系統(tǒng)進(jìn)入人體的鉛為3%～10%。由呼吸系統(tǒng)進(jìn)入的鉛直接進(jìn)入血液，而從消化系統(tǒng)進(jìn)入的鉛則必須通過(guò)肝臟才能進(jìn)入血液循環(huán)。因此，由呼吸系統(tǒng)進(jìn)入的鉛對(duì)人體的危害性更強(qiáng)。
??當(dāng)人血液中鉛的含量超過(guò)正常時(shí)，會(huì)出現(xiàn)各種中毒癥狀。鉛中毒對(duì)人體全身各系統(tǒng)和**都會(huì)造成危害。這是因?yàn)殂U離子能夠與人體內(nèi)的多種酶絡(luò)合，從而擾亂了機(jī)體多方面的生化與生理活動(dòng)，并發(fā)生一系列器質(zhì)性的不可逆的病變。
??在生產(chǎn)過(guò)程中使用鉛化合并溶解度放含鉛及其化合物的工業(yè)門(mén)類(lèi)很多，其中主要有鉛實(shí)蓄電池制造廠、有色金屬冶煉廠、無(wú)機(jī)化工廠、金屬制品加工廠以及玻璃與玻璃制品廠等。
??廢水中的鉛化合物一般以硫酸鉛(PbSO4)、二氧化鉛(PbO2)的形態(tài)存在。采用的處理技術(shù)，必須適應(yīng)去除對(duì)象廢水中鉛所處的形態(tài)。例如，對(duì)鉛處于離子形態(tài)的含鉛廢水，普遍采用而且有效的處理技術(shù)仍然是化學(xué)沉淀法中的氫氧化物沉淀法和離子交換法。但是，首先需要核查廢水中是否存在其他類(lèi)型的重金屬與鉛共存，如確認(rèn)存在，則在確定廢水處理工藝流程時(shí)，應(yīng)考慮相應(yīng)的技術(shù)措施。如共存在的其他金屬濃度很低，有可能對(duì)含鉛廢水的處理產(chǎn)生某些促進(jìn)作用，可不用去除;如濃度較高，就有可能產(chǎn)生不利于處理過(guò)程的影響，對(duì)此，則應(yīng)考慮提前加以去除。含鉛廢水處理工藝流程如圖6所示。
??圖6 含鉛廢水處理工藝流程
??氫氧化物沉淀法是含金屬?gòu)U水普遍采用的處理工藝，效果良好。這一處理技術(shù)也有效地用于含鉛廢水處理。
??在實(shí)際的含鉛廢水中，由于其他類(lèi)型金屬氫氧化物的共沉作用，水溶性鉛濃度要低得多。物別是存在鉛離子的場(chǎng)合，多與水中存在的陰離子反應(yīng)形成難溶性的鉛鹽。正是這個(gè)原因，在含鉛廢水處理的實(shí)踐中，單純以鉛為去除對(duì)象而考慮的場(chǎng)合較為少見(jiàn)
??(8)含氟廢水處理工藝流程
??電子工業(yè)廢水以含氟廢水較為典型。氟及其化合物是對(duì)人類(lèi)有害作用較大的物質(zhì)，能夠抑制酶的催化功能，還能抑制凝血機(jī)制。廢水中氟的多以氟化物以及氟化氫的形態(tài)存在。傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法仍然是含氟廢水處理的主流技術(shù)。含氟廢水處理工藝流程如圖7所示。
??圖7 含氟廢水處理工藝流程
??氟化鈣的溶解度很低，其溶度積為4.9×10-11，易于形成CaF2沉淀物與廢水分離。含氟廢水處理進(jìn)可以用CaCl2或Ca(OH)2作為Ca2+源。投加Ca(OH)2時(shí)，pH的影響明顯，將廢水pH調(diào)整到8左右，能夠?qū)U水中的氟降至10mg/L以下。
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