络合重金属废水处理技术的研究

袁宝

摘 要：络合重金属废水内存在诸多的污染物，毒性较强，具有致癌效果。在进行去除络合态的重金属离子期间，其困难度是明显较高的，远远超出游离态的重金属离子，如果仅应用单纯的加碱中和沉淀法，很不容易得到最佳的成效。当前，研究络合重金属废水处理技术已经是社会上普遍关注的焦点内容，伴随着科技的不断发展，在这一方面上也在不断的进步着。本文对于研究络合重金属废水处理技术的进展情况进行探究，提供给实践工作有价值的指导。

关键词：络合重金属；废水处理技术；研究进展

络合重金属废水具有非常广泛的来源，同时处理上也具有极高的难度，能够给周围环境造成非常深重的影响，所以已经成为了环保方面重点以及难点问题。随着社会经济和科技的发展，应用到大量的络合剂，而且络合剂种类繁多，使得处理废水成分越来越陷入更高的困境之中。络合态重金属并非单纯重金属离子形式存在着，其能够同酒石酸、柠檬酸以及EDTA等等物质产生稳定络合物，所以给良好的清除构成极大的困难。下面对于当前常应用的相对先进的处理络合重金属废水技术展开阐述，为了不断的优化络合重金属废水治理技术方案，选择最佳的方案获得最理想的成效提供有价值的参考。

一、化学沉淀法

（一）硫化物沉淀法

硫化物沉淀法主要就是将S2-诸如硫化钠等加入到络合重金属废水内部，构建起具有非常小的溶解度的硫化物沉淀，最终将重金属进行去除的方式。通常情况下，相较于氢氧化物沉淀的溶度积而言，一般硫化物沉淀的溶度积会更小，所以在酸性溶液内部，非常不容易使得金属硫化物进行良好的溶解。在国内的一项研究中，有学者分别对比观察在处理络合铜废水中实施Na2S沉淀法、Fenton 氧化法、混凝法的效果，结果显示，创造同样条件以及环境基础上，得到最佳处理成效的就是第一种方法，达到了超过98.5%的去除率，废水中的铜离子质量浓度在处理之后均低于0.5mg/L。应用硫化物沉淀法具有较多的优势，例如操作相对便捷，而且成本较低，所以应用的相对普遍。但是其也存在弊端问题，诸如硫化物沉淀颗粒小很容易产生胶体，不容易分离，而且沉淀物很容易在空气状态下出现氧化，导致分解以后产生环境问题。

（二）螯合沉淀法

螯合沉淀法也称为重金属捕集法，属于近些年来发展应用的重金属处理举措。应用方法就是，基于常温状态中，采取螯合剂或者应用重金属捕集剂，同废水内部重金属离子（Cu2+、Pb2+和Hg2+等）形成螯合反应，产生水不溶性的螯合盐。之后将有机或无机絮凝剂小量的加入，产生絮状沉淀，最终捕集去除重金属。当前重金属螯合剂的种类较多，国外学者Fenglian Fu 等人合成N，N - 哌嗪二硫代氨基甲酸钠 （BDP）、1，3，5-六氢三嗪二硫代氨基甲酸钠（HTDC）这两种先进超分子重金属沉淀剂，在处理络合铜（镍）废水中获得到较高的效率。在将两种新型超分子重金属沉淀剂加入到废水中，处理之后的镍离子质量浓度均低于0.87mg/L，废水中铜离子质量浓度在0.5mg/L以下，达到国家一级排放标准以下的要求。螯合沉淀法的优势较多，包括污泥量较少、同重金属离子结合牢固稳定以及不会出现二次污染等等。

二、氧化法

（一）Fenton 试剂氧化-沉淀法

Fenton 试剂催化氧化即为过氧化氢经Fe2+催化以后，分解并产生高氧化还原电位（2.80 V）的·OH，·OH可以实现重金属络合物的氧化破络，自后重金属成为游离态重金属离子，并把碱加入，产生沉淀，最终去除掉重金属。有学者对于络合铜工业废水采取铁粉还原-Fenton 氧化工艺实施处理，结果显示处理以后的废水COD去除效率是86.5%，而Cu（Ⅱ）获得到了99.9%的去除率，完全满足我国提出的《电镀污染物排放标准》有关要求标准。在应用这种方式时，由于产生较大的所需氧化剂用量以及高昂的药剂费，所以其应用范围是受到一定局限性的。

（二）光催化氧化

这种处理方式就是采取各种活性物种（光催化剂表面的光生电子或空穴等），经还原或氧化反应方式，将重金属进行去除。当前对于研究光催化法处理重金属废水方面上，具有较高的重视度。实验室常应用到的光催化剂较多，涉及到ZnS、SrTiO3、SnO2、WSO2、TiO2以及Fe2O3 等等，而且大量的研究显示，TiO2因具备较高的动力学优势、光催化热力学效果，所以應用的范围更加广泛。采取光催化法具有耗能较低、不出现毒化反应、具有较好的选择性、迅速高效以及常温常压等等优势特征，所以受到的重视度极高。

三、吸附法

应用吸附法对于水中的络合重金属进行处理，指对于吸附材料的高比表面积展开充分的利用，或者经特殊功能基团实施物理吸附或化学吸附水中重金属离子。在采取吸附材料对于络合重金属废水展开吸附处理的相关研究已经很多，最常见的就是植物根茎、活性炭以及赤泥和铁矿石等等。同时也有采取丰富的硅藻土制备处理Cu2+、Cd2+相对理想的吸附剂，或者采取膨润土和丝光沸石等作为重金属离子吸附剂，以及采取陶粒、草炭以及黏土等等作重金属离子吸附剂等情况。采取自然资源制备吸附剂具有广泛的来源，而且制造工艺相对便捷，不会产生较高的成本，但是在制备得到的吸附剂应用时间上相对较短暂，重金属吸附饱和后再生困难，不容易实现重金属资源的良好回收。

四、离子交换法

离子交换法即为利用离子交换材料中可交换离子，实现跟废水溶液内相同电性的离子展开反应，最终达到水内部有害离子良好去除的举措。离子交换树脂、离子交换纤维以及腐殖酸物质等属于常应用到的离子交换材料。其中，离子交换树脂具有更强的离子交换吸附功能，树脂中活性基团（氨基、羧基等）可以螯合于水内重金属离子或者络合阴离子，构建起网状结构的笼状分子，更加显著的对于金属离子展开吸附，进而得到最佳的重金属离子去除效率，所以应用此举措的范围更加广泛。

五、铁屑还原法

这种方案即为把铁屑作还原剂，并且络合重金属废水的重金属离子还原析出重金属单质。反应的过程即为，酸性条件中的络合重金属废水展开各种反应，包括电化学反应以及置换反应等等，将各种重金属分离开络合剂，同时确保部分络合剂涵盖在内的大分子有机物进行降解成小分子有机物，或者出现完全分解的效果。通过展开铁屑反应以后将适量的碱液加进，将废水调节为碱性状态，这时废水能够出现混凝反应、铁氧体反应以及酸碱中和反应，同时出现新络合反应。之后，高价态Fe3+能够同EDTA产生络合反应，在络合物内把重金属离子进行解离，同时再经过沉淀以后达到有效去除的目标。此举措适用性较高，成本低廉，但是铁屑结块等问题有待解决。

结语：

当前处理络合重金属废水的技术较多，各具备优势，同时可以获得到良好的处理效果，但是不可避免的存在各自的缺陷问题。因此，单一应用各举措并非最佳的方式，可以采取多种方案结合处理，对方法组合进行优化，最终应用最佳的络合重金属废水的处理技术。

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