北極星節(jié)能環(huán)保網(wǎng)訊:金屬礦冶煉、電解、電鍍等行業(yè)每年要排放大量含重金屬離子的廢水，重金屬廢水排 放到環(huán)境中不能被微生物降解，并通過土壤、水、空氣，尤其是食物鏈，對人類健康、動植物及水生生物產(chǎn)生嚴(yán)重危害。近年來隨著表面處理技術(shù)的發(fā)展，電鍍、化 學(xué)鍍被廣泛應(yīng)用，而這種工藝中大量使用的絡(luò)合劑，使重金屬廢水的成分更加復(fù)雜。以電鍍行業(yè)重金屬廢水為例：電鍍廢水中含有銅、鎳、鎘、鉛、鉻等有毒有害重 金屬離子、氰化物、乙二胺四乙酸(EDTA)以及表面活性劑、光亮劑、防染鹽等污染物。重金屬離子通常與氰化物、EDTA或有機(jī)物形成絡(luò)合物，絡(luò)合態(tài)重金 屬多數(shù)具有很高的水溶性，且在廣泛的pH范圍內(nèi)能夠穩(wěn)定存在，現(xiàn)有化學(xué)中和沉淀等技術(shù)工藝難以將其去除，出水無法滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求[1, 2, 3, 4]。因此，對絡(luò)合態(tài)重金屬的處理已成為環(huán)境保護(hù)中亟待解決的問題之一。
　　
　　對絡(luò)合態(tài)重金屬廢水的處理方法主要包括化學(xué)沉淀法、氧化還原法、吸附法以及離子交換法等。筆者對絡(luò)合態(tài)重金屬廢水處理的主要方法及其優(yōu)缺點進(jìn)行了探討。
　　
　　1 絡(luò)合態(tài)重金屬廢水的處理方法
　　
　　1.1 化學(xué)沉淀法
　　
　　用 于處理含絡(luò)合態(tài)重金屬廢水的化學(xué)沉淀法主要有硫化物沉淀法和螯合物沉淀法等。如針對EDTA絡(luò)合銅廢水，采用硫化物沉淀法是在廢水中加入S2-使銅以更穩(wěn) 定形式的CuS沉淀(Ksp=6.3×10-36)析出，從而將絡(luò)合銅中的Cu2+分離出來。陳文松等對比了Na2S沉淀法、Fenton氧化法、混凝法 等3種處理工藝對絡(luò)合銅廢水的處理效果。在相同條件下，這3種處理方法中以Na2S沉淀法處理效果好，處理后廢水中的銅離子質(zhì)量濃度都在0.5mg/L 以下，去除率均達(dá)到98.5%以上。硫化物沉淀法主要應(yīng)用于高濃度絡(luò)合重金屬工業(yè)廢水預(yù)處理，硫化物沉淀法具有成本低、操作簡便的優(yōu)點，對重金屬去除徹底。但也存在著硫化物沉淀顆粒小，易形成膠體，給分離帶來困難等缺點。同時也存在著S2-加入量難以準(zhǔn)確控制、產(chǎn)生惡臭而引起二次污染的問題。
　　
　　螯 合物沉淀法也是近年來發(fā)展起來的一種處理重金屬絡(luò)合物的方法，其原理是利用重金屬螯合劑如氨基二硫代甲酸鹽樹脂與重金屬生成難溶鹽來去除重金屬。韓旻等開 發(fā)了一種重金屬捕集沉淀劑(DTCR)用于處理含絡(luò)合銅的廢水，對其處理效果與無機(jī)處理劑CaO、CaO+FeSO4進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)DTCR對廢水的處 理不受絡(luò)合劑的影響，對銅離子的捕集效率高，處理后的廢水可達(dá)標(biāo)排放，同時污泥生成速度快且穩(wěn)定，量少、含水率低，不會產(chǎn)生二次污染。
　　
　　1.2 氧化還原法
　　
　　氧 化法主要通過氧化的方法對重金屬絡(luò)合物破絡(luò)，使重金屬游離出來，再用中和沉淀、混凝和吸附的方法進(jìn)一步去除，從而達(dá)到處理要求。使用氧化法常用的氧化試劑 有次氯酸鈉、H2O2、Fenton、高鐵酸鹽試劑等。例如，ShanhongLan等利用Fenton試劑在酸性條件下聯(lián)合內(nèi)電解技術(shù)，采取先破絡(luò)后絮 凝的方法來處理EDTA絡(luò)合銅廢水，結(jié)果發(fā)現(xiàn)銅的去除率達(dá)100%，COD的去除率達(dá)87%。Fayuan Chen等詳細(xì)研究了H2O2氧化Cu(CN)32-的效率與機(jī)制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，H2O2首先氧化Cu(CN)32-絡(luò)合物中的CN-，隨著CN-氧化為 CNO-，Cu(CN)32-轉(zhuǎn)化為Cu(CN)2-;隨著Cu(CN)2-進(jìn)一步被氧化，釋放出銅離子。L. Pachuau等利用高鐵酸鹽對Cu(Ⅱ)-IDA和Zn(Ⅱ)-IDA(IDA：亞氨基二乙酸)的氧化作用，以及通過Fe(Ⅵ)還原成的Fe(Ⅲ)的絮 凝作用實現(xiàn)離子態(tài)重金屬和IDA的同時去除。
　　
　　Xu Zhao等進(jìn)一步將H2O2預(yù)氧化與電Fenton相結(jié)合，處理包含CN-、Cu2+、Ni2+以及COD的電鍍廢水，達(dá)到了較好的處理效果，當(dāng)CN-、 Cu2+、Ni2+質(zhì)量濃度分別為75、185、64mg/L時，利用一定濃度的H2O2氧化處理30min后，CN-質(zhì)量濃度從75mg/L降到了 15mg/L。H2O2-電Fenton處理30min后，CN-、Cu2+、Ni2+質(zhì)量濃度分別低于0.3、0.5、1.5mg/L，COD為 65mg/L。因此，將H2O2預(yù)氧化再與其他方法結(jié)合可有效去除電鍍廢水中的CN-、重金屬離子和有機(jī)物。
　　
　　還原法則是利用還原劑使絡(luò)合態(tài) 重金屬還原析出重金屬離子的方式來處理絡(luò)合重金屬廢水。常用的還原試劑有鐵粉、水合肼以及磷酸氫鹽等。金潔蓉等采用鐵粉還原-Fenton氧化工藝處理絡(luò) 合銅工業(yè)廢水，在初始Cu(Ⅱ)質(zhì)量濃度為50mg/L，初始pH=3的體系中，加入過量的鐵粉反應(yīng)30min后加堿調(diào)節(jié)pH=9進(jìn)行沉淀處理，廢水的 COD去除率為86.5%，Cu(Ⅱ)去除率99.9%。
　　
　　氧化還原法通常在處理過程中需要加入大量化學(xué)試劑，存在著二次污染等問題。
　　
　　1.3 光催化氧化法
　　
　　光 催化氧化法是近年來重金屬絡(luò)合物廢水處理方法的熱門研究方向[17]。該方法具有強(qiáng)氧化性，能夠?qū)崿F(xiàn)重金屬絡(luò)合物的破絡(luò)合，使重金屬離子游離出來，有機(jī)物 還可以被氧化降解，常用的光催化劑包括TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2等。其中TiO2研究較多，其原理是通過一定波長的紫外光照射 半導(dǎo)體表面激發(fā)出光生空穴進(jìn)而產(chǎn)生羥基自由基實現(xiàn)重金屬絡(luò)合物的無選擇性氧化降解。單獨(dú)光催化會出現(xiàn)光生空穴和光生電子容易復(fù)合的缺點，這導(dǎo)致光催化的效 率低下。目前的研究主要集中在提高TiO2的光量子效率上，包括TiO2的摻雜改性，納米TiO2的固定化等。