基本介紹
- 中文名：重金屬廢水
- 外文名：Heavy metal wastewater
- 定義：礦冶、化工排出的含重金屬的廢水
- 含有：鎘、鎳、汞、鋅等
- 方式：採用化學沉澱法
處理標準,處理原則,處理方法,無害化處理,
處理標準
1、改革生產工藝，不用或少用毒性大的重金屬。
2、採用合理的工藝流程、科學的管理和操作，減少重金屬用量和隨廢水流失量，儘量減少外排廢水量。重金屬廢水應當在產生地點就地處理，不同其他廢水混合，以免使處理複雜化。更不應當不經處理直接排入城市下水道，以免擴大重金屬污染。
3、廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變成不溶的金屬化合物或元素，經沉澱和上浮從廢水中去除。可套用方法如中和沉澱法、硫化物沉澱法、上浮分離法、電解沉澱(或上浮)法、隔膜電解法等。
4、將廢水中的重金屬在不改變其化學形態的條件下進行濃縮和分離，可套用方法有反滲透法、電滲析法、蒸發法和離子交換法等。這些方法應根據廢水水質、水量等情況單獨或組合使用。
處理原則
廢水中的重金屬是各種常用方法不能分解破壞的，而只能轉移它們的存在位置和轉變它們的物理和化學形態。例如,經化學沉澱處理後,廢水中的重金屬從溶解的離子狀態轉變成難溶性化合物而沉澱下來,從水中轉移到污泥中；經離子交換處理後,廢水中的金屬離子轉移到離子交換樹脂上；經再生後又從離子交換樹脂上轉移到再生廢液中。總之，重金屬廢水經處理後形成兩種產物，一是基本上脫除了重金屬的處理水，一是重金屬的濃縮產物。重金屬濃度低於排放標準的處理水可以排放；如果符合生產工藝用水要求，最好回用。濃縮產物中的重金屬大都有使用價值，應儘量回收利用；沒有回收價值的，要加以無害化處理。
重金屬廢水的治理,必須採用綜合措施。首先,最根本的是改革生產工藝，不用或少用毒性大的重金屬；其次是在使用重金屬的生產過程中採用合理的工藝流程和完善的生產設備，實行科學的生產管理和運行操作，減少重金屬的耗用量和隨廢水的流失量；在此基礎上對數量少、濃度低的廢水進行有效的處理。重金屬廢水應當在產生地點就地處理，不同其他廢水混合，以免使處理複雜化。更不應當不經處理直接排入城市下水道，同城市污水混合進入污水處理廠。如果用含有重金屬的污泥和廢水作為肥料和灌溉農田，會使土壤受污染，造成重金屬在農作物中積蓄。在農作物中富集係數最高的重金屬是鎘、鎳和鋅，而在水生生物中富集係數最高的重金屬是汞、鋅等。
處理方法
可分為兩類：一是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變成不溶的重金屬化合物或元素，經沉澱和上浮從廢水中去除，可套用中和沉澱法、硫化物沉澱法、上浮分離法、離子浮選法、電解沉澱或電解上浮法、隔膜電解法等；二是將廢水中的重金屬在不改變其化學形態的條件下進行濃縮和分離，可套用反滲透法、電滲析法、蒸發法、離子交換法等。第一類方法特別是中和沉澱法、硫化物沉澱法和電解沉澱法套用最廣。從重金屬廢水回用的角度看，第二類方法比第一類優越，因為用第二類方法處理，重金屬是以原狀濃縮，不添加任何化學藥劑，可直接回用於生產過程。而用第一類方法，重金屬要藉助於多次使用的化學藥劑，經過多次的化學形態的轉化才能回收利用。一些重金屬廢水如電鍍漂洗水用第二類方法回收，也容易實現閉路循環。但是第二類方法受到經濟和技術上的一些限制，目前還不適於處理大流量的工業廢水如礦冶廢水。這類廢水仍以化學沉澱為主要處理方法，並沿著有利於回收重金屬的方向改進。
電解法：比較廣泛地用於處理含氰的重金屬廢水。以電解氧化使氰分解和使重金屬形成氫氧化物沉澱的方式去除廢水中的氰和重金屬。硫化汞廢渣用電解法處理能高效地回收純汞或汞化物。
上浮法：廢水中的重金屬氫氧化物和硫化物還可用鼓氣上浮法去除，其中以加壓溶氣上浮法最為有效。電解上浮法能有效地處理多種重金屬廢水，特別是含有重金屬絡合物的廢水。這是因為在電解過程中能將重金屬絡合物氧化分解生成重金屬氫氧化物，它們能被鋁或鐵陽極溶解形成的活性氫氧化鋁或氫氧化鐵吸附，在共沉作用下完全沉澱。廢水中的油類和有機雜質也能被吸附，並藉助陰極上產生的細小氫氣泡浮上水面。此法處理效率高，在電鍍廢水處理中往往作為中和沉澱處理後的進一步淨化處理措施。
離子浮選法：往重金屬廢水中投加陰離子表面活性劑，如黃原酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、明膠等，與其中的重金屬離子形成具有表面活性的絡合物或螯合物。不同的表面活性劑對不同的金屬離子或同一種表面活性劑在不同的pH值等條件下對不同的重金屬離子具有選擇絡合性，從而可對廢水中的重金屬進行浮選分離。此法可用於處理礦冶廢水。
離子交換和吸附：廢水中的重金屬如果以陽離子形式存在，用陽離子交換樹脂或其他陽離子交換劑處理；如果以陰離子形式存在，如氯鹼工業的含汞廢水中的氯化汞絡合陰離子（HgCl4）-2，氰化電鍍廢水中的重金屬氰化絡合陰離子Zn(CN)厈、Cd(CN)+、Cu(CN)，含鉻廢水中的鉻酸根陰離子CrO-，則用陰離子交換樹脂處理。
活性炭能在酸性(pH值2～3)條件下從低濃度含鉻廢水中有效地去除鉻。含硫活性炭能有效地去除廢水中的汞。活性炭還可用於處理含鋅和銅的電鍍廢水。活性炭能吸附CN-,並在有Cu2+和O2存在的條件下使CN-氧化，從而使吸附CN-的部位得到再生。
膜法：主要有電滲析和反滲透法。電滲析的特點是濃縮倍數有限,須經多級電滲析處理,才能把廢水中有用物質濃縮到可回用的程度。反滲透法用於處理鍍鎳、鍍銅、鍍鋅、鍍鎘等電鍍漂洗廢水。對鎳、銅、鋅、鎘等離子的去除率大都大於99%。因此重金屬廢水通過反滲透處理就能濃縮和回用重金屬，反滲透水（產水）質量好時也可回用。
納米重金屬水處理技術：
納米材料因其比表面積遠超普通材料，故同一種物質將會顯示出不同的物化特型，很多新型的納米材料都不斷地在水處理行業中實驗、實踐。被環保部、科技部、工信部、財政部四部委聯合審批立項為“2011年國家重大科技成果轉化項目”———納米水處理工藝及系列產品，在江西銅業股份有限公司套用取得了歷史性的突破，填補了國內空白。
國內通常採用的重金屬廢水處理方法，包括石灰中和法和硫化法等。這些傳統的處理工藝，雖然可以將廢水中的重金屬去除掉，但是處理效果並不穩定，處理後回收的清水水質仍難以確保穩定達標排放，而且還會產生二次污染。納米重金屬水處理技術不僅能使處理後的出水水質優於國家規定的排放標準且穩定可靠，投資成本和運行成本較低，與水中重金屬離子反應快，吸附、處理容量是普通材料的10倍到1000倍，而且使沉澱的污泥量較傳統工藝降低50%以上，污泥中雜質也少，有利於後續處理和資源回收。有數據顯示，同樣是每日處理300立方米重金屬污水量，傳統工藝每天要產生25噸石灰渣污泥，而採用納米技術後每月只產生25噸納米金屬泥。尤其值得關注的是，這種污泥中的重金屬單位含量提高了30倍。若以銅冶煉廠的廢水處理為例，其回收的納米銅泥品位已達到20%，完全可以作為銅礦資源再生利用。
無害化處理
重金屬廢水經處理形成的濃縮產物，如因技術、經濟等原因不能回收利用，或者經回收處理後仍有較高濃度的金屬物未達到排放標準時，不能任意棄置，而應進行無害化處理。常用方法是不溶化和固化處理，就是將污泥等容易溶出重金屬的廢物同一些重金屬的不溶化劑、固定劑等混合，使其中的重金屬轉變成難溶解的化合物，並且加入如水泥、瀝青等膠結劑，將廢物製成形狀有規則、有一定強度、重金屬浸出率很低的固體；還可用燒結法將重金屬污泥製成不溶性固體。
