处理重金属废水的方法精选(九篇)

第1篇：处理重金属废水的方法范文

关键词：有色金属冶炼 废水处理 研究现状 展望

当前，有色金属的冶炼过程所排出的废水是的污染是非常严重的，已被列入高污染的领域中。其中，废水中重金属的污染是最为常见的，对环境以及人们的生活都造成了很大的困扰[1]。国家也针对有色金属行业的特殊性，制定并颁布了法规来治理废水的污染。所以，针对有色金属及其冶炼过程中产生的废水的水质特点，研究切实可行、成本低、便捷的废水处理方式，彻底解决当前有色金属冶炼过程中废水对环境和人们的影响，确保有色金属行业能良好的发展下去以及解决重金属废水的污染是非常关键的[2]。本文从有色金属在其冶炼过程中排放废水及废水的特点出发，对当前有色金属冶炼领域的污水处理的相关研究进行了统计，并以此为依据对其发展和趋势进行了展望。希望本文能对相关从业人员有所帮助。

一、冶炼过程中的废水

1.废水来源和性质

有色金属在其冶炼的过程中，冲洗液、冲渣水、烟气的净化水以及车间用水等都是废水的主要来源[3]有色金属的冶炼过程中，会用到多种冲洗液。包括各程序中多种酸的洗液、产生的废酸，颗粒清除的洗涤用水，硫酸环节的废液，点解过程的废液等都对车间排除水的污染有非常大的相关性。该过程中排出的各种废水在其理化性质上具有pH值低，重金属含量大的等特点火法冶炼过程中的冲渣水。在有色金属的火法冶炼过程中，需要对熔融态的残渣进行淬冷处理，这个过程通常是用水进行，相应的产生的废水也具有残渣颗粒多、重金属含量高以及水温度高的特点

冲洗过程带来的废水中也将烟气中的各种杂质都带到了废水中冶炼过程中车间冲洗产生的废水。在有色金属的冶炼过程中，需要用水对各种设备、车间地板、物料等进行冲洗处理。这个过程中设备表面所残留的各种原料和产物以及点解车间电解液的滴漏等情况都使得清洗用的废水中含有大量的重金属和酸性物质有色冶炼过程中设备冷却过程中的用水。这里主要是指冶炼过程中对炉窑等进行冷却的环节中所产生的废水。该废水由于仅作为循环用的冷却水，不会接触到设备的表面和原料，因此其除了温度较高外，基本上没有重金属、酸性等的污染。

2.废水的危害性[4]

首先，在有色金属冶炼过程所排出的废水中，主要的污染物可以说是重金属。其在废水中具有含量高的特点，而且其对周围的环境、动植物等有非常大的危害。例如当前报道的湖南的镉超标的毒大米等，从物种的角度会最终影响到整个环境及人类。

其次，有色金属在其冶炼过程中所产生和排除的废水，不经处理其中的重金属和强酸性都会对物种造成危害，包括植物的死亡以及动物的灭绝等，最终对人类造成危害。

再次，有色金属在其冶炼中所排除的废水中，还有着各用酸环节中带出的强酸性的污染物。需要对其进行严格的处理，否则最终会导致饮用水的pH的降低，对动植物的生存也造成极大的危害。此外，污水中的强酸性物质及其挥发造成的酸雨等会对各中建筑中的金属及墙体结构造成严重的破坏。

二、有色金属行业排放废水有效处理的研究状况

随着人们对环境保护的重视以及技术的提升，当前对于有色金属冶炼过程中排放的废水进行综合治理得到了人们广泛的重视。从企业到学校再到可以机构都会废水的处理展开了研究，并取得了很好的研究成果。本文以《中国知网》等电子资源，对2000年1月至2013年1月间有关有色冶炼过程排放废水的文章进行了查阅。共发现有300多篇相关的研究。从的时间上看，呈逐年增加的趋势。在2005年之前，研究相对较少，每年仅几篇相关的研究。但进入2010年后，研究论文呈几何倍数递增。这主要是人们对环境治理要求的增加以及当前出现的各种环境污染等问题引起的。

在当前的研究过程中，研究人员主要就“中和法”进行了大量的研究[5]。“中和法”的技术在其原理上主要是用石灰对废水进行中和处理，相关研究也从初期的一级、多级处理改进为当前的HDS改良方法。并以HDS技术为基础研究发开出了大量的综合性处理方法。从2005 年开始，在有色金属废水的处理中，人们引入了膜法以及吸附法，并取得了很好的效果。由此，这两种方法也被大量的研究，并有着代替传统中和法的趋势。但是其固有的缺点限制了其应用的推广。其缺点主要是其使用过程中，吸附剂使用后需要进行再生，而再生环节非常频繁，这对吸附法的使用造成很大的影响。

三、有色金属冶炼过程产生废水的处理的发展趋势展望

随着人们对环境治理的重视和相关技术的提升，有色金属冶炼过程所排除的废水在其处理过程的相关研究在当前有了新的趋势[6]。

1.高技术含量的处理方法及联合处理方法代替传统的处理方法

当前，在有色金属冶炼行业中，对于排放废水的处理通常以传统的一级或者多级的“中和法”进行。该废水处理方式具有操作简便、成本小等的优点，但在处理的过程中也存在着沉淀难处理、工艺处理结果变化大等问题。基于上述废水处理中存在的问题，对“中和法”进行改进，并研究开发出了很多效果好的处理方法。

案例：某锌业股份有限公司采用高浓度泥浆法（HDS）对排放污水中的酸性污染物进行处理。

该公司对于冶炼过程中制酸环节所排出的废水中的酸性污染物进行环保处理。当前，该冶炼工段的废水中强酸性物的生产为80 m3/h，其中硫酸的含量为2%，浓度约为20 g/L；而且重金属含量也严重超标，Zn离子的含量高达1600 mg/L，Cd离子的含量高达400 mg/L，Pb离子的含量高达500 mg/L，As离子的含量高达1500 mg/L。从这个检查结果看，该冶炼过程排出的废水属于严重的重金属超标和强酸性污染水。利用改进型的处理工艺：高浓度的泥浆法（HDS）+铁盐，对废水进行处理。该废水的处理过程中，总的投资成本为1200万元人民币，每天可处理污水2000 吨，此过程中每立方污染废水的处理成本仅3.96 元。该强酸高重金属的废水经改工艺处理后，水质完全符合《污水综合排放标准》GB 8978-1996）的标准。

2.从过去传统的污染废水的处理向当前重金属的回收和水的重复利用转化

在当前的有色金属冶炼行业中，对于强酸及重金属超标的污染废水，企业在处理过程中通常是采用传统的一级或者多级的石灰中和法进行处理，进而到达国家规定的标准后进行排放处理。在企业的废水的处理过程中，每吨的成本也较高，重金属离子经处理后会以沉淀的形式随着废水排除，这样的处理方式，使得废水中的重金属无法得到回收利用，相当一部分的重金属都这样被浪费掉，进而对环境也造成了严重的影响。当前，人们认识到环境保护的重要性以及潜在的重金属回收的价值，开始对废水中的重金属回收进行了大量的研究，也成为了为了研究的方向之一。

当前的新技术-膜分离在使用过程中不仅能够将重金属离子回收，对废水处理后能完全达到国家对于污水排放的要求。当前的研究结果表明，膜分离技术能有效的对重金属离子进行截留，当前的研究的截留效果高于百分之八十五，相比与传统的常规处理方式，截留效果能提升五个百分点。同时，膜分离技术的处理工艺过程可以实现自动化，这样就使得对于处理工艺的维护等非常的便捷。此外，膜分离技术进行污水处理，占用的场地是传统方法的三分之一。杨晓松等在其研究过程中对于韶关冶炼厂的膜分离技术进行了研究。该厂当前使用的废水处理方式为具有超滤和纳滤功能的膜分离技术的结合，在实际的应用过程中，有着非常好的废水处理效果。采用该复合膜分离技术后，这个水处理的过程的脱盐率超过了百分之八十以上，水经过处理后满足了工业上循环用水的标准。该标准为Ca2+离子浓度小于100 mg/L，F-离子浓度小于10 mg/L，SO42-离子浓度小于100 mg/L，溶液的电导率小于250 μs/cm，Pb2+离子浓度小于0.05 mg/L，Zn2+离子浓度小于0.05 mg/L，Cd2+离子浓度小于0.005 mg/L。 废水经过双层膜分离技术处理后，重金属离子的浓度也得到了极大的降低，也完全满足了国家污水排放的要求。其中超滤膜分离过程水的产出率高于百分之九十，纳滤膜分离过程水的产出率大于百分之七十五，污水处理过程的总水的产出回收率大于百分之六十五。该水处理工艺的成本价格为4元每吨。

常皓等人在其研究研究中采用复合吸附法进行近身离子的吸附，结果表明在金属离子的富集过程中，采用有效的“生物制剂A 配位+二段水解+深度脱钙”的工艺。该工艺能实现重金属离子例如Zn2+离子浓度、Cu2+离子浓度等到达国家用水标准。Pb2+离子浓度可控制在0.05 mg/L，Cd2+离子浓度控制在0.05 mg/L ，也非常接近国家水质的标准。王勇等在其研究中对于铜冶炼中的废水进行了处理，结果表明向废水中加入一定量的硫酸铜，可以让废水中的砷离子转化为亚砷酸铜，进一步的就可以利用二氧化硫对其进行还原，最终可以得到三氧化二砷。该工艺技术过程在一定程度上完成了对含有砷的废水进行处理的目的。此外，对回收的残渣进行氧化反应就可以将硫酸铜进行回收处理，在很大程度上使得硫酸铜可以在改技术工艺过程中进行循环使用。

四、结语

综上所述，当前对于有色金属冶炼过程中排放的废水的有效处理的研究呈逐年增加的趋势。且从研究的重点来看，除了传统的“中和法”工艺技术的改进，也出现了新的膜法和其他技术。这些研究开发的综合性技术在当前的废水处理过程中发挥了重要的作用。从相关研究的重点上也能够看出，未来有色冶炼废水研究的趋势是将传统的“中和法”进行改进以及开发综合型处理工艺。此外，当前很多研究也集中在从过去废水的处理向重金属的回收以及水的重复利用的方向转化的趋势。相信随着研究的进一步深入，我们的有色金属冶炼领域所产生的废水，将得到有效的控制，并能进一步的提升行业的利润空间。

参考文献

[1] 王勇. 含砷废水制备三氧化二砷及处理[C]//2009 年全国硫酸工业技术交流会论文集，2009.

[2] 王绍文，邹元龙，杨晓莉. 冶金工业废水处理技术及工程实例[M]. 北京：化学工业出版社，2009.

[3] 常皓. 生物制剂深度净化高浓度重金属废水的研究[D].长沙：中南大学，2007.

[4] 杨晓松， 刘峰彪. 高密度泥浆法处理铅锌冶炼综合废水[J]. 有色金属，2009，61（4）：166-169.

第2篇：处理重金属废水的方法范文

【关键词】电镀；重金属废水；处理技术

【中图分类号】X703.1

【文献标识码】A

【文章编号】1672—5158（2012）10-0030-01

电镀废水的治理在国内外普遍受到重视，研制出许多治理技术、随着电镀工业的快速发展，和环保要求的日益提高，目前，电镀废水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段。

一、重金属废水常用处理技术的现状

（一）　化学法

从近几十年的国内外电镀废水处理技术发展趋势来看，电镀废水有80％采用化学法处理，化学法处理电镀废水，是目前国内外应用最广泛的电镀废水处理技术，技术上较为成熟、化学法包括沉淀法，氧化还原法，铁氧体法等，是一种传统和应用广泛的处理电镀废水方法，具有投资少，处理成本低，操作简单等特点，适用于各类电镀金属废水处理、但化学法的最大不足之处，是生产用水不能回收利用，浪费水资源且占用场地较大。

1　化学沉淀法

化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法，包括中和沉淀和硫化物沉淀等、该法是一种较为成熟实用的电镀废水处理技术，且处理成本低，便于管理，处理后废水可达标排放。

（1）　中和沉淀法、在含重金属的废水中加入碱进行中和反应，使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离、中和沉淀法操作简单，是常用的处理废水方法。

（2）　硫化物沉淀法、加入硫化物使废水中重金属离子生成硫化物沉淀而除去的方法、与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的优点是：重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低，反应PH值在7-9之间，处理后的废水一般不用中和，处理效果更好、但硫化物沉淀法的缺点是：硫化物沉淀颗粒小，易形成胶体，硫化物沉淀在水中残留，遇酸生成气体，可能造成二次污染。

2　氧化还原法

向废水中投加还原剂将高价重金属离子还原成微毒的低价重金属离子后，再使其碱化成沉淀而分离去除的方法、该法原理简单，操作易于掌握，但存在处理出水水质差，不能回用，处理混合废水时，易造成二次污染，而且通用氧化剂还有供货和毒性的问题尚待解决。

3　铁氧体法

铁氧体法是根据生产铁氧体的原理发展起来的处理方法、该法处理重金属废水，能一次脱除多种金属离子，尤其适用于混合重金属电镀废水的一次性处理，具有设备简单，投资少，操作方便等特点，同时形成的污泥有较高的化学稳定性，容易进行微分离和脱水处理、此法在国内电镀业中应用较广，但在形成铁氧体过程中需要加热（约70℃），能耗高，存在着处理后盐度高，而且不能处理含Hg和络合物废水的缺点。

（二）　蒸发浓缩法

蒸发浓缩法是对电镀废水进行蒸发、使重金属废水得以浓缩，并加以回收利用的一种处理方法，一般适用于处理含铬、铜、银、镍等重金属废水，对含重金属离子浓度低的废水，直接应用蒸发浓缩回收法能耗大，成本高、蒸发浓缩处理重金属废水一般是与其它方法并用，如常压蒸发器与逆流漂洗系统的联合使用处理电镀废水，可实现闭路循环，效果很好、蒸发浓缩法处理电镀重金属废水，工艺成熟简单，不需要化学试剂，无二次污染，可回用水或有价值的重金属，有良好的环境效益和经济效益，但因能耗大，操作费用高，杂质干扰资源回收问题还待研究，使应用受到限制、目前，一般将其作为其它方法的辅助处理手段。

（三）　电解法

电解法是利用金属的电化学性质，在直流电作用下而除去废水中的金属离子，是处理含有高浓度电沉积金属废水的—种有效方法，处理效率高，便于回收利用、但该法缺点是不适用于处理含较低浓度的金属废水，并且电耗大，成本高，一般经浓缩后再电解经济效益较好。

（四）　离子交换法

离子交换法是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法，含重金属废水通过交换剂时，交换器上的离子同水中的金属离子进行交换，达到去除水中金属离子的目的、此法操作简单，便捷，残渣稳定，无二次污染，但由于离子交换剂选择性强，制造复杂，成本高，再生剂耗量大，因此在应用上受到很大限制。

（五）　吸附法

吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的

一种方法、传统吸附剂有活性炭，腐植酸、聚糖树脂、碴藻土等、实践证明，使用不同吸附剂的吸附法，不同程度地存在投资大，运行费用高，污泥产生量大等问题，处理后的水难于达标排放。

（六）　膜分离法

膜分离法是利用高分子所具有的选择性进行物质分离的技术，包括电渗析、反渗透、膜萃取等、利用膜分离技术一方面可以回收利用电镀原料，大大降低成本，另一方面可以实现电镀废水零排放或微排放，具有很好的经济和环境效益。

（七）　生物处理技术

生物处理技术是通过生物有机物或其代谢产物与重金属离子的相互作用达到净化废水的目的，具有成本低，环境效益好等优点、由于传统处理方法有成本高、对大流量含低浓度重金属的废水难于处理等缺点，随着重金属毒性微生物的研究进展，生物处理技术日益受到人们的重视，采用生物技术处理电镀金属废水呈发展势头。

1　生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物

进行絮凝沉淀的一种除污方法、所用的微生物絮凝剂是由微生物产生并分泌到细胞外，具有絮凝活性的代谢物，一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成，分子中含有多种官能团，能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀、目前，对重金属有絮凝作用的约有十几个品种，生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来、微生物絮凝法处理废水具有安全方便、易于实现工业化等特点、具有广泛应用前景。

2　生物吸附法

生物吸附法指利用生物体的化学结构及成分特

性来吸附溶于水中的金属离子，再通过固液分离而去除金属离子的方法、利用胞外聚合物分离金属离子，有些细菌在生长过程中释放的蛋白质，能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除、该法具有原料易得、处理成本低等特点。

3　生物化学法

生物化学法是通过微生物处理含重金属废水，将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。

例如：有人利用脱硫肠杆菌（SRV）去除电镀废水中的铜离子，在含铜质量浓度为246.8mg／L的溶液，当PH为4.0时，去除率达99.12％。

二、重金属废水处理技术的展望

随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高，电镀重金属废水治理已开始进入清洁生产工艺，总量控制和循环经济整合阶段，未来电镀重金属废水处理将突出以几个方面：

（1）　实施循环经济、推行清洁生产，提高电镀物质、资源的转化率和循环利用率，从源头上削减重金属污染物的产生量，同时采用全过程控制，结合废水综合治理，最终实现废水零排放。

（2）　重金属废水的处理技术很多，其中生物技术是具有较大发展潜力的技术，具有成本低、效益高、不造成二次污染等优点，未来将广泛应用于电镀废水的治理工艺。

（3）　综合一体化技术是未来重金属废水处理技术的热点、各种重金属也因其行业和工艺的差异，仅使用一种废水处理方法往往有其局限性，达不到理想的效果、只有综合多种处理技术特点的一体化技术应用，才能达到理想效果。

参考文献

第3篇：处理重金属废水的方法范文

1．1重金属污染物排放特征及存在问题

排放特征废气．废气重金属主要来源于冶炼企业，主要排放含铅、镍等重金属污染物颗粒粉尘．废气监测结果表1显示，铅和镍重金属污染物均达到GB9078－1996《工业炉窑大气污染物排放标准》二级标准，符合排放标准限值要求．重金属污染物，铅排放浓度变化范围为＜5×10－4～0．9880mg／m3，镍排放浓度变化范围为＜3×10－5～0．0125mg／m3．主要重金属区域排放速率变化图2～图3显示，铅排放速率整体呈现下降趋势，镍排放速率变化不明显．废气排放中以铅尘的排放为主．固体废物．冶炼企业固体废物主要是冶炼废渣，该固体废物的浸出毒性监测结果表明仅铬、铅检出，铬质量浓度范围在0．13～0．50mg／L，铅质量浓度范围在0．3～0．5mg／L，其他金属铜、镉、锌、镍、总汞均未检出，检测项目均未超出GB5085．3－2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的标准限值，表明冶炼废渣属于一般工业固体废物．固体废物全部综合利用，不外排．废水．工业废水重金属污染物监测表2显示，浓度平均值占标率中铅最高为26．6％，其次是总铬和镍，分别为14％和8％，铜、总汞、镉和砷均未检出．各种重金属污染浓度均达到《污水综合排放标准》相应标准要求；厂区雨水沉淀池出水的总铬达不到《污水综合排放标准》第一类污染物最高允许排放浓度要求．企业废水回用，不外排．铁山矿石散货堆场污水处理系统出口的监测结果表2显示，浓度最大值占标率总铬为75．1％，其次为锌为5．2％，镍、铅、铜、总汞、镉和砷均未检出．污水经矿污水处理系统处理后，各项指标均能达《污水综合排放标准》第一类污染物最高允许排放浓度要求．散货堆场废水大部分回用，少量外排入海，排放无规律．

1．2存在的环境污染问题

废气中尘的影响范围采用环保部HJ2．2－2008《环境影响评价技术导则－大气环境》中的估算模式进行最坏情况下的模拟计算，参数选用监测最低排放高度50m，烟气流量取监测最大流量700000m3／h，烟气温度取100℃，影响距离最大约为1．0km，而铅尘在烟尘中的含量较小，企业位于工业区合理位置，所有排放源1．5km范围内均为工业用地，因此，正常达标排放的情况下对大气环境影响较小．2011年、2012年近岸海域海洋水质中枯水期重金属综合污染指数A1分别为0．04、0．14；A2分别为0．03、0．06；结果表明，2012年重金属污染水平略微上升，铁山港区工业的发展对附近海域水质影响不大．地下水现状重金属浓度监测结果表3显示，监测重金属项目均符合GB／T14848－93《地下水质量标准》三类标准要求；各监测因子监测浓度值无明显变化，对地下水的影响较小．由于工业区生产废水和港口码头的散货堆场废水均不经过地表水，故对地表水水质影响甚微．土壤污染源主要是废水、废气和固体废物污染．工业园区冶炼企业的污水经过处理后回用，不外排；港口码头的散货堆场废水收集处理后大部分回用，少量排入附近海域，故废水排放对土壤影响较小．工业固体废弃物主要为冶炼炉渣，炉渣所含的金属元素比较稳定，故一般所含重金属污染物较难浸出，浸出液的重金属污染物浓度符合《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的标准要求，浸出毒性较低，属于一般工业固体废物；固体废物综合利用，但临时堆场须加强，按《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》要求完善相应防护措施．工业废气经静电除尘或布袋除尘处理后，绝大部分重金属污染物被去除，其排放浓度不高且能达标排放，但废气含重金属的粉尘和烟尘长期沉积，对工业区及附近的土壤会造成一定影响［5］．土壤监测结果表4显示，重金属监测项目均符合GB15618－1995《土壤环境质量标准》二级标准要求，重金属的监测浓度值变化不明显，工业生产重金属排放对土壤影响微小．工业区现场调查中存在的问题主要表现为清洁生产水平须提高，雨污分流、污污分流效果不理想、初期雨水收集系统不完善、应急水池不完善以及废水处理方法针对性不够强；无组织排放尘的管理、工业固体废弃物临时堆存“防风、防雨、防渗漏”措施等方面须加强．红土矿露天堆放，部分堆场的围墙不完善，导致红土镍矿向外流失；虽有完善的堆场废水收集和处理设施，但污水处理系统运行和处理效率有待加强管理．

2对策与措施

2．1实施可持续发展战略建立ISO14000环境管理体系，严格实施清洁生产，减少重金属污染物的产生和排放是最根本的措施．大力推广安全高效、低能耗低物耗、环保达标、资源综合利用效果好的先进生产工艺．根据《清洁生产促进法》要求，对工业区内所有涉及重金属污染企业生产或服务过程中的资源、能源以及废物产生情况实施强制性清洁生产审核．通过建立规范的环境管理体系和加强环境管理工作，实现全过程科学管理，最大限度地利用资源，减少污染物并达标排放，实现企业内部的物质循环和能量利用，实现企业经济与环境效益的统一．积极推动临海工业园的循环经济建设．根据区域环境污染综合防治的需要，把区域结构性污染和产业结构调整结合起来，帮助涉重企业采用清洁生产技术．对工业区内涉重企业的能流、物流、废物流以及信息流按照循环经济理论进行系统集成，推行热电联产、集中供热的资源共享，建立起企业间物质流动和循环利用、能量梯级利用的机制，实现企业“节能、降耗、减污、增效”，构建区域循环经济发展模式，推动重金属废弃物的减量化和循环利用．尤其是工业区产生大量的冶炼废渣和砷渣的综合利用，变废为宝．工业园在招商引资的同时，要有引进能推动园区循环经济建设的项目，如冶炼废渣、废耐火材料的利用项目．在规模较大的涉重企业内或具备开展循环经济条件的入园企业间通过物流、能流或废物流的相互交换，形成产业生态链［6］，使工业园区及其涉重企业走上可持续发展之路．

2．2强化污染源治理废气．目前问题主要为无组织排放源尘的收集和回收利用．可有针对性的在原料运输、加工、混料等过程中，可产生尘源部位采用密闭措施，吸风除尘捕集回收利用，场所经常洒水抑制扬尘产生．废水．完善工业区环境基础设施，强化污染集中控制［7］．针对厂区雨污分流、污污分流效果不理想，初期雨水收集系统不完善，应急水池不完善等问题，必须加快推进临海各工业园区环境基础设施建设，完善园区污水管网和雨水管网，实现雨污分流．加快建设并完善污水处理厂设施，确保园区污水集中处理并稳定达标排放．鼓励建设各涉重产业园工业废水集中处理厂、固体废弃物填埋场等环保基础设施，提高涉重污染物集中处理处置能力．重金属废水的治理传统方法和新技术，其中较传统的治理方法有化学沉淀法、电化学法、吸附法和膜分离法等，较新的技术有纳米技术、光催化法、新型介孔材料和基因工程等方法［8］．铁山港工业区废水主要重金属污染因子为铬，浓度不高，水量不大，可考虑选择内电解法絮凝床［8］，该方法中电化学反应均自发进行，无需消耗能源，以废治废，废水处理量大，出水水质好，适合处理低浓度重金属废水，同时，工艺成熟且不产生二次污染．固体废物．针对固体废物渗滤液和港口散货堆场，采用利用化学法、物理化学法和生物化学法等常见方法来分离重金属，有效处理工业废水［9］．开展固体废物堆场综合整治，及时清理废渣，并严格按《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》完善临时堆渣场的“三防”措施，通过设置堤、坝、挡土墙等手段，防止一般工业固废及其渗滤液的流失，并设导流渠，将渗滤液导流排至污水处理系统进行处理．

2．3排放总量控制随着重金属企业进驻铁山港临海工业区，新增废气重金属污染物排放量将超过以往的排放水平．因此，必须严格控制铁山港临海工业区新增重金属污染物排放量的建设项目，现有重金属企业的改、扩建和技改项目，必须坚持新增产能与淘汰产能“减量置换”、“等量置换”的原则．

2．4提高管理水平加强涉重企业动态环境管理．铁山港临海工业区区内的所有涉重金属企业都应纳入重点污染源管理．环保部门应建立涉重企业以重金属污染现状数据库为主要内容的环境管理动态档案，对重金属污染实施重点监管．对通过竣工环保验收正式生产的建设项目及时纳入数据库管理．企业生产、日常环境管理、清洁生产、治理设施运行情况、监测数据、污染事故、环境应急预案、环境执法及解决历史遗留问题等情况要列入数据库进行动态管理，实施综合分析、核查监管．环保部门通过整治违法排污企业保障群众健康环保等专项行动及日常监督，限期整治污染物不能稳定达标排放的企业，停产整改造成环境危害的企业或未进行环评和“三同时”验收的各涉重企业，坚决取缔整改不到位的涉重企业．加强企业污染防治和环境管理．加强企业内部环境管理，抓好重金属污染物的日常监控，完善厂区雨水和污水系统，保证污染治理设施正常运行和污染物达标排放，完善和落实环境应急预案［10］．规范涉重金属物料堆放场、废渣场、废水废气排污口的建设，应急池、初期雨水池和冲渣水池做好防渗、防漏设施，废渣场做好防雨、防渗、防流失措施．冲渣水循环回用不外排，其他含重金属生产废水应做到循环回用不外排．加强厂区生产管理，防止物料跑冒滴漏，减少重金属污染物的无组织排放．加强含重金属废弃物的管理，防止流失和扩散，禁止向没有重金属污染治理能力的单位销售或转移，杜绝二次污染．涉重金属企业必须建立重金属污染物产生和排放的详细台账．加强重金属监察执法能力建设．环保部门要配备必要的现场执法设备、重金属应急监测仪器和取证设备，配备应急执法车，加强快速反应能力建设．推进环境监察的现代化，向自动化、网络化、智能化方向发展．加大重金属污染源监管力度．对重点涉重金属排污企业排污口安装在线自动监控装置，实行联防联控、实时监控、动态管理．建立环境监测日监测、月报告制度．加强涉重金属排放企业污染源监督性监测，密切监控企业废水、废气排放口及无组织排放情况．对重点防控区域以及企业周边一定区域内的环境空气、地表水、饮用水源地、土壤、沉积物等开展定期监测．健全完善企业排污总量控制和排污许可证制度，做到持证排放、按量排污．

2．5健全重金属污染预警应急体系沿海各地市以及涉重金属企业结合自治区突发公共事件总体应急预案，要建立和完善重金属污染突发事件的应急预案和群发性环境污染健康危害事件的应急预案，并定期开展重金属污染事件的应急演练．建立技术、物资和人员保障系统，落实值班、报告、处理制度，明确应急响应处置工作职责，健全重金属污染事故的快速反应机制．

3结语

第4篇：处理重金属废水的方法范文

关键词：吸附法；重金属；废水处理

中图分类号：X703 文献标识码：A

1 引言

重金属污染是一个严重危害人类健康的环境问题，如重金属废水，主要来自矿山、选矿尾矿排水，废石场淋浸水，有色金属冶炼厂除尘排水，有色金属加工厂酸洗水等，随着工业发展和人类活动的增加，大量含重金属污染物的工业废水和城市生活污水排入到江河湖泊，最终危及人类的健康。因此，选择一个合理的处理方法，对净化重金属废水、提高人类健康是极为重要的。在众多去除水中重金属的方法中，吸附法越来越以它简单、高效的特性凸现出来。吸附剂的吸附原理主要是由于分子中存在着羟基、巯基、羧基等各种活性基团，其与吸附的金属离子通过形成共价键或离子键，从而发挥吸附作用。同时在处理废水过程中，需要找寻新的或研发对Cu2+、Cd2+、Zn2+等重金属离子有很强吸附能力而对K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-等离子不吸附或弱吸附的吸附剂，其将作为处理废水的最佳有效材料。笔者针对以上阐述，将对各类吸附剂及影响吸附剂性能的因素进行系统归纳介绍。

2 重金属废水的处理方法

目前对于水中重金属的处理方法[5]主要采用物理化学技术（ 包括化学混凝沉淀及浮选法、溶剂萃取法、离子交换法、电渗析法、膜分离法、吸附法和铁氧化法等） 和生物技术（ 包括生物吸附法、生物絮凝法和生物修复法等）。在上述几种重金属废水的处理方法中，吸附法以其原理简单、去除率高等优点而被广泛应用。吸附剂是废水中重金属的主要载体，通过吸附的原理将废水中的重金属排除。但对于不同的吸附剂，其对重金属的吸附能力和特性也各有不同，因此，本文主要从吸附剂的分类及应用，以及影响吸附剂吸附能力的各种因素做以下介绍。

2.1 吸附剂的分类及应用概况

2.1.1 腐植酸类吸附剂

腐植酸类物质具有多种活性基团，如羟基、羧基、甲氧基、醌基等，这些基团的存在及其本身的表面积使其具有很强的吸附性能，广泛应用于废水处理中。腐植酸类物质可以络合金属离子并有吸附交换作用。用含有腐植酸类物质的泥炭[6]处理含Cu2+的废水，对Cu2+的吸附率可达88%以上。腐植酸类物质来源广泛，价格低廉，是一种天然的工业废水净化剂。

2.1.2 碳类吸附剂

活性炭是最常用的吸附剂，其吸附过程属于物理吸附，目前活性炭的种类主要有颗粒活性炭、粉状活性炭、活性炭纤维、炭分子筛、含碳的纳米材料等，其中50%～60%用于废水的处理[7]。而且活性炭的再生能力较强，重复利用率较高。实践表明，当被吸附分子直径小于活性炭孔径的3～4倍时，吸附能力最强[8]。

2.1.3 矿物吸附剂

粘土矿物具有比表面积大、空隙多、极性强的特性，其对水中重金属离子的吸附主要是由于其细粒的硅酸盐矿物具有负电荷结构，具体吸附机理是：通过正负电荷相互吸引，使具有负电荷结构的粘土矿物吸附具有正电荷的重金属阳离子，加之粘土大的表面积使其吸附能力更加增强。近年来，为提高吸附能力，对粘土类吸附剂的改进研究较多， 有学者采用有机阳离子—四甲铵离子取代粘土中天然可交换的阳离子后，其对Pb2+的吸附能力大大提高。

2.1.4 高分子吸附剂

常用的高分子吸附剂包括离子交换纤维、合成树脂、壳聚糖及其衍生物等。离子交换纤维是一种新型的高效吸附剂，其中的强酸性阳离子交换纤维对重金属废水的处理有重要意义。其常用于净化含60Co的工业废水、核电站循环水，以及废水中铁、镁、钙、铬、汞等金属离子，还可以用于纯净水的制备。壳聚糖对金属离子的吸附机理是：其分子中的羟基、氨基等基团，可通过氢键、盐键作用力形成具有类似网状结构的分子，从而可与大部分金属离子形成螯合物，起到吸附作用。同时壳聚糖对天然水中的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4等离子无吸附作用，因此不影响天然水质，而且具有高效吸附剂的特性。

2.1.5 生物材料吸附剂

农林废弃物和各种动植物残体以及多种微生物等，以其低成本、处理效果好等优点作为生物材料受到更多人的青睐，因此生物材料分为活体生物材料和死体生物材料。金属离子的被动结合，如离子交换等，既可发生在活体生物材料上，也可发生在死体生物材料上。而金属离子的主动结合则仅发生于活体细胞，由生物体代谢活动引起。但由于金属离子存在毒性的特点，制约了活体生物材料的广泛应用[20]。

2.2 吸附剂吸附能力的影响因素

2.2.1 溶液pH值

pH值是影响吸附作用的最主要因素之一。前人[9]在研究各种吸附剂在不同pH值条件下对甲基汞的吸附能力时发现，当 pH值较低时，溶液中的重金属离子呈阳离子状态，又由于溶液中H+浓度较高，因此H+的大量存在与重金属离子的吸附产生了竞争作用，严重影响了重金属离子的有效吸附。因此，较低的pH值不利于吸附剂对重金属离子的去除；相反，当溶液的pH值升高时，利于吸附剂对重金属离子的去除作用，因为随着pH值的升高，吸附剂表面产生更多的负电势，能够吸引更多正电荷金属离子，吸附效果更好[21]。

2.2.2 吸附温度

有学者[10]研究了温度变化对沸石吸附Cu（NH3）42+能力的影响，结果表明，吸附量随温度的升高而增加；当温度达到一定值时，吸附量随温度的升高而下降。分析原因是由于沸石对Cu（NH3）42+的吸附机理所引起的，其吸附机理既有交换吸附（随温度升高离子交换能力增强），又有分子吸附（随温度升高吸附能力下降）。吸附能力是根据不同的吸附剂材料在一定的温度范围最强。

2.2.3 吸附时间

还有学者研究了吸附时间[11]对重金属离子吸附率的影响，结果表明，很多吸附剂对重金属的吸附率随着吸附时间的延长而增大，但当吸附时间延长到6h后，吸附剂对重金属的吸附率变化不明显，说明此时吸附状态已接近达到饱和，因此6h为吸附剂吸附能力的临界点。但是同样存在吸附解析的现象，需要通过实验求证不同吸附剂的吸附平衡时间，吸附时间（吸附材料与废水接触时间）并非越长越好。

2.2.4 重金属离子初始浓度

有学者[12]研究了重金属离子在废水中的初始浓度对其吸附效果的影响，结果表明，吸附剂对重金属离子的吸附率随离子初始浓度的增大而减小，提示当金属离子浓度较高时，应增加吸附剂的用量才能获得满意的吸附效果。并且发现，在重金属的吸附过程中存在着平衡吸附，平衡吸附量随金属离子初始浓度的增加而增大，这是由于随着离子初始浓度的增大而使吸附质离子的数量增多，导致吸附平衡向减少吸附质离子的方向移动。

2.2.5 吸附剂的比表面积

前人的研究结果提示，表面积大的粉状泥的吸附能力强于颗状泥；比表面积大的多孔质沸石对Pb2+、Cu2+、Zn2+的去除能力较普通沸石强。因此，增大吸附剂的比表面积有利于对重金属离子的吸附。

3 结语

重金属废水是废水的主要种类，重金属的存在严重危害着人们的健康，因此重金属废水的处理势在必行。重金属离子在废水中的存在形式非常复杂，单一的处理方法往往不能满足净化的要求，要采取综合的治理方法以求达到最好的净化效果[13～17]。本文讨论了吸附法在重金属废水处理中的应用，对于吸附剂的选择是处理重金属废水的难点与重点，因此，开发研究高效吸附剂是目前废水处理研究人员最为关心的问题，采用新技术，以开发出更加高效、低毒且可重复利用的吸附剂是废水处理研究人员致力的目标。纳米材料是新技术的热点，其与普通材料相比，具有更高的表面能、更大的表面积和比表面积，因此纳米材料在制备高效吸附剂方面体现出巨大的优势[18，19]，纳米材料吸附剂的发展与应用创造了废水处理的新纪元，目前，最具有代表性的纳米材料吸附剂是层柱粘土纳米复合材料吸附剂。同时生物技术用于废水中重金属的去除也是目前重金属废水处理的发展趋势，采用传统的回收或修复技术从废水和被污染的地下水中去除放射性元素、重金属等有害成分，其费用高昂，而生物材料具有成本低、污染小的特点，因此采用天然的生物材料作为吸附剂用于重金属废水的处理显现出巨大优势。吸附法在重金属废水的处理中早有应用，是一种重要的化学物理方法，为人类生存环境的改变做出了巨大贡献，但吸附剂的高昂价格又严重制约了吸附法的广泛应用，因此研究开发高效、低廉、无毒的吸附剂势在必行，也是环保工作者不容忽视且需重点考虑的问题。

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第5篇：处理重金属废水的方法范文

关键字：矿山酸性废水 形成机理 石灰中和法 处理技术

analysis of cause of acid drainage and treatment in metal mines

abstract：acid mine drainage is a natural consequence of mining activity where the excavation of mineral deposits, exposes sulphur containing compounds to oxygen and water. oxidation reactions take place (often biologically mediated) which affect the sulphur compounds that often accompany mineral seams. finally, acid mine drainage which metals within accompanying minerals are often incorporated into generates. the discharge of wastewater which comprises acidic, metal-containing mixture into the environment surrounding abandoned mines is likely to cause serious environmental pollution which may be lead to off-site effect. all over the world there has been a long-term programme involving governments, academic and industrial partners which have investigated a range of acid mine drainage treatments. there is still no real consensus on what is the ideal solution. the problem with treatment is that there is no recognized, environmentally and friendly way. the standard treatment has been to treat with lime. there are many technologies, such as ion exchange and other adsorption treatments、biology-based treatments、electrochemical treatment technologies, proposed for treatment of metal mine drainage, which are usually expensive and always more complex than liming. lime treatment is simple and robust, and the benefits and drawbacks of the treatment well known due to long usage. this paper will discuss the mechanism of acid drainage formation in metal mines and the methods with an emphasis on lime treatment which have so far been proposed for its treatment

key words：amd；mechanism of formation；lime treatment；treatment technologies

金属矿山矿体酸性废水的产生主要是开采金属矿体矿石中含有硫化矿，硫化矿在自然界中分布广、数量多，它可以出现于几乎所有的地质矿体中，尤其是铜、铅、锌等金属矿床[1]，这些硫化矿物在空气、水和微生物作用下，发生溶浸、氧化、水解等一系列物理化学反应，形成含大量重金属离子的黄棕色酸性废水，这些酸性水ph一般为2～4，成份复杂含有多种重金属, 每升水中离子含量从几十到几百毫克；同时废水产生量大，一些矿山每天酸水排放量为几千甚至几万m3，且水量、水质受开采情况，及不同季节雨水丰沛情况不同而变化波动较大，这些酸性重金属废水的存在对矿区周围生态环境构成了严重的破坏。针对矿山酸性废水特点的处理技术的研究已有很大发展，但各处理工艺各有特点

一、形成机理分析

金属矿山酸性废水的形成机理比较复杂，含硫化物的废石、尾矿在空气、水及微生物的作用下，发生风化、溶浸、氧化和水解等系列的物理化学及生化等反应，逐步形成含硫酸的酸性废水。其具体的形成机理由于废石的矿物类型、矿物结构构造、堆存方式、环境条件等影响因素较多，使形成过程变的十分复杂，很难定量研究说明[1]。一些研究资料[2]表明，黄铁矿（fes2）是通过如下反应过程被氧化的：

fes2 + 2o2 fes2（o2）2 （1）

fes2（o2）2 feso4 + s0 （2）

2s0 + 3o2 + 2h2o 2h2so4 （3）

上式表明元素硫是黄铁矿氧化过程中的中间产物。而另有研究则认为其氧化反应过程是通过下式进行的，即：

（1）在干燥环境下，硫化物与空气中的氧气起反应生成硫酸亚铁盐和二氧化硫，在此过程中氧化硫铁杆菌及其它氧化菌起到了催化作用，加快了氧化反应速度：

fes2 + 3o2 feso4 + so2 （4）

在潮湿的环境中，硫化物与空气中的氧气、空气土壤中的水分共同作用成硫酸亚铁盐和硫酸。

2fes2 + 7o2 + 2h2o 2feso4 + 2h2so4 （5）

反应（4）、（5）为初始反应，反应速度很慢。

据中科院1993年的调研资料[3]证明矿物中的硫元素在初始氧化过程以四价态为主，反应过程（5）可以表示为：

2fes2 + 5o2 + 2h2o 2feso3 + 2h2so3

2feso3 + o2 2feso4

2h2so3 + o2 2h2so4

（2） 硫酸亚铁盐在酸性条件下，在空气及废水中含氧的氧化作用下，生成硫

酸铁，在此过程中氧化铁铁杆菌及其它氧化菌起到了催化作用，大大加快了氧化反应过程：

4feso4 + 2h2so4 + o2 2fe2(so4)3 + 2h2o （6）

反应（6）是决定整个氧化过程反应速率的关键步骤。

（3） 硫酸铁盐同时还可以与fes2及其它金属硫化矿物发生氧化反应过程，形成重金属硫酸盐和硫酸，促进了矿物中其它重金属的溶解及酸性废水的形成。

7fe2(so4)3 + fes2 + 8h2o 15feso4 + 8h2so4 （7）

2fe2(so4)3 + ms + 2h2o + 3o2 2mso4 + 4feso4 + 2h2so4 （8）

(其中m表示各种重金属离子)

反应（7）、（8）反应速度最快，但是取决于反应（6），也即亚铁离子的氧化反应速率。

（4） 硫酸亚铁盐中的fe3+，同时会发生水解作用（具体水解程度与废水的ph大小有关），一部分会形成较难沉降的氢氧化铁胶体，一部分形成fe(oh)3沉淀，其反应方程式如下：

fe2(so4)3 + 6h2o 2fe(oh)3（胶体）+ 3h2so4 （9）

fe2(so4)3 + 6h2o 2fe(oh)3+ 3h2so4 （10）

二、金属矿山酸性废水治理现状

2.1 石灰/石灰石中和沉淀法[6]

中和沉淀法是处理矿山酸性废水最常用的方法，该方法主要是通过投加碱性中和剂，提高矿山酸性废水的ph，并使废水中的重金属离子形成溶度积较小的氢氧化物或碳酸盐沉淀。常用的中和剂有生石灰(cao)、石灰乳(ca(oh)2)、石灰石（caco3）、白云石（caco3、mg co3）、电石渣（ca(oh)2）、mg(oh)2 等,此类方法可在一定ph值条件下去除多种重金属离子，具有工艺简单、可靠、处理成本低等特点。工程上较为常用的中和沉淀法为石灰/石灰石中和沉淀法，根据其具体方法的不同，石灰/石灰石处理方法又具有不同的处理工艺、系统。

（1）水塘处理工艺

水塘处理系统（pond treatment）是矿山酸性废水与生石灰混合进入反应沉淀池，进行中和反应，中和泥渣沉降，上层澄清水外排。反应沉淀池一般是考虑两段设计，第一段主要用作反应沉降，水面较深，底泥要定期清理，第二段主要用作进一步沉降，增强出水水质（图 2-1为水塘处理工艺）。此处理工艺简单可靠、工程投资及运行费用低，且能较好的适应水量、水质的变化。但由于处理系统没有考虑控制问题，在处理过程中可能要出现一些问题，例如处理过程中由于没有混合反应设备反应时间及混合不均匀导致一部分铁离子不能被充分氧化，但如果添加曝气系统，会对污泥对沉降性能产生影响。另外水塘一般地势低洼，处理出水及底泥到排放需要添加动力提升设备，将会加大能耗，增加处理运行成本。同时在处理过程中天气对处理出水水质有重要影响，水塘的塘面比较大，较大的风力会引起搅动，影响出水水质。水塘处理系统最大的不利条件是中和药剂石灰的利用率比较低，低于50％，为提高石灰的利用率可以考虑建立底泥回流系统，把一部分中和污泥用机械设备输送回处理系统，这样不但能提高石灰的利用率，而且提高污泥的浓度，从而可以降低处理运行成本。

图 2-1水塘处理工艺

（2）基坑连续/批处理系统

基坑连续/批处理系统（pit treatment ）类似与水塘处理工艺，但在水塘处理工艺的基础上添加泵入、泵出设备，反应过程的混合作用增加了中和药剂石灰的效率。

批处理过程是矿山酸性废水在中和反应器中与配置的石灰乳液混合，发生中和反应，使重金属离子以形成相应的氢氧化物沉淀，在此过程中可以添加絮凝剂，一段处理出水自流进入基坑，在其中进行絮凝沉降，基坑上层清液通过浮动泵泵入二段中和反应器，通过添加硫酸调节ph值，使其达到出水限制要求，二段反应器最终出水达标排放。图 2-2为某基坑连续/批处理工艺系统图。

图 2-2 基坑连续/批处理系统

基坑连续/批处理系统运作的关键是保证浮动泵泵出的是基坑内表面澄清液。泵入泵出基坑的水量是变化的，基坑内的水面高度同时也是波动的，整个处理过程可以连续进行也可以进行批处理操作。虽然基坑连续/批处理工艺系统相比水塘处理工艺能较好的提高中和药剂石灰的利用率，但是同样面临着中和ph不易控制，中和污泥沉降效果不佳等问题。

（3）传统处理工艺

传统处理工艺（conventional treatment plant）矿山酸性废水进入石灰中和反应池，进行中和反应，通过控制反应池ph使废水中的重金属以氢氧化物沉淀的形式去除，处理出水经投加絮凝剂后进入澄清池，进行泥水分离，上层清夜达标外排，底泥从澄清池底部泵入污泥池或者压滤机进行进一步的处理、处置。但是通常要添加砂滤池或者其它过滤澄清设备，对溢流出水进行进一步处理，除去剩余的悬浮物、杂质，以提高出水水质。

图 2-3 传统处理工艺

江西德兴铜矿、永平铜矿及拟建中的铜陵化工集团新桥矿业公司的污水处理系统均采用传统处理工艺。此处理工艺简单可靠，处理运行费用低，在德兴铜矿、永平铜矿废水治理过程中取得了较好的废水处理效果，处理出水均可达到相应的国家排放标准。

虽然与水塘处理工艺及基坑连续/批处理工艺相比具有较好的石灰利用效率，但是与hds底泥循环处理技术相比石灰的利用率还是较低。同时hds底泥循环处理技术污泥的固含量可以达到20％，而传统处理工艺污泥的固含量不到5％，同时hds处理技术在防止由于石膏的生成造成管道堵塞问题，而且hds污泥回流工艺与传统处理工艺相比仅增加了底泥回流系统对整个工程投资及运行费用来说仅占较小的比例。

（4）简易底泥回流工艺

简易底泥回流技术（simple sludge recycle ），这项处理技术没有被申请专利，其成果也没有被广泛，但是在一些地方也得到应用。主要是因为其增加了底泥回流系统，如图 2-4。

此种处理工艺与传统处理工艺相比有较多的优点：

1）缩小了反应器容积

2）提高了污泥的沉降性能

3）提高了石灰的利用率，降低药剂石灰的用量

4）增加底泥浓度

关键点是简易底泥回流工艺底泥浓度明显的高于水塘处理系统和传统处理系统，其污泥固含量可达到15％，低于hds处理技术的20％，但相对水塘处理工艺及传统处理工艺产生的污泥固含量的不足1％、5％来说是一个重大的提高。但从整个工艺流程来说，简易底泥回流技术省略了hds处理技术中的混合池，从处理设施基建投资及运行费用方面来说是简易底泥回流技术较hds处理技术具有低的基建投资及运行成本。

图 2-4 简易底泥处理工艺

（5）hds处理技术

与简易底泥回流系统不同，hds处理方法（the high density sludge process），增加了石灰/污泥混合池，澄清池回流底泥与中和药剂石灰在混合池(lime/sludge mix tank)中混合，此过程可以促进中和药剂石灰颗粒在回流沉淀物上的凝结，从而增加沉淀颗粒粒径和污泥密度，同时通过石灰的添加调节混合池ph值。混合池混合反应物溢流进入快速反应池（rmt）与酸性废水发生中和反应，中和污泥溢流进入中和反应池，完成进一步的中和反应。通常反应过程中要鼓入空气进行曝气，氧化中和废水中的亚铁，提高出水水质。中和反应池溢流水进入絮凝池，通过加入絮凝剂使中和污泥形成絮体，提高在澄清池中的沉降性能。澄清池沉降污泥一部分外排进行处理处置，一部分进入底泥循环系统，进一步循环利用。图 2-5 为hds工艺处理系统。

图 2-5 hds处理工艺系统

hds处理技术在世界范围内的多数矿山都有广泛的应用，国内，江西德兴铜矿为解决传统处理工艺在实际应用过程中，出现的管道结、底泥含水率高等问题，通过国际招标，选择与加拿大pra公司合作，开展了利用hds技术处理矿山酸性废水的现场试验研究，已经取得了较好的效果，底泥浓度可控制在25％～30%，当so42-离子浓度大于25g/l时，整个试验工艺流程不存在结垢现象，生产实践中可有效的延长设备的使用周期[11]。

图 2-6显示了不同的hds处理工艺系统，称为the heath steele 处理技术，与hds处理系统不同，heath steele 处理系统没有快速混合池和絮凝池。hds处理系统的快速混合池主要是利于控制反应ph，随着污水处理控制系统的完善，快速混合池完全可以取消，试验表明快速混合池在hds处理系统中没有多大作用。同时中和反应池溢流中和污泥完全可以与絮凝剂在输送管道中混合发生絮凝，这样可以取消hds处理系统中絮凝池的，由此这种改进的hds处理技术在降低工程基建投资及废水处理运行费用方面更具有优势。

图 2-6 the heath steele 处理工艺

（6）分段中和处理技术

这个处理系统不同的添加量也不是必须的，排，底泥从澄清池底部泵入污泥塘。反应器设计分段中和处理技术（staged-neutralization (s-n) process ）是在各段中和反应中通过控制不同反应器不同反应终点ph值使不同的重金属离子分段沉淀，便于回收利用。

江西永平铜矿2003年以前采用同样的处理工艺——分段中和沉淀法处理铜矿酸性废水，第一段中和反应槽反应ph控制在4.5左右，废水中的fe3+、部分的fe2+、cr6+形成氢氧化物沉淀，通过斜板沉淀池沉淀去除，澄清液进入第二段中和反应槽，反应终点ph值控制在7.5沉淀铜离子，生成氢氧化铜沉淀，送铜回收车间通过压滤、干燥、煅烧回收铜。由于随矿山开采时间的延长，酸性废水中铜离子浓度的含量逐年下降第二段沉淀池污泥中的品位达不到设计时的要求，通过污泥回收铜的运行成本高于其价值，因此永平铜矿放弃使用从污泥中回收铜的工艺，由两段中和工艺改为一次中和两次沉淀的处理方案[9]。

2.2 硫化沉淀法

硫化物沉淀法是利用硫化剂将废水中重金属离子转化为不溶或者难溶的硫化物沉淀的方法，金属硫化物沉淀是比其氢氧化物沉淀离子溶度积更小。常用的硫化剂有na2s、nahs、h2s、cas和fes等，该法的优点是硫化物的溶解度小、沉渣含水率低，不易因返溶而造成二次污染，同时产渣量相较石灰中和沉淀法少，而且当用中和沉淀法处理矿山酸性重金属废水不能达到相应的限制要求时可采用硫化沉淀法，同时可以与浮选法组合成沉淀浮选工艺，对废水中的重金属进行选择性沉淀回收。

硫化沉淀法在矿山酸性废水处理过程中一般工艺流程为第一段通过添加中和药剂控制ph值为4.0左右，主要去除矿山酸性废水中含有的三价铁，溢流出水添加硫化剂，使含有的其它重金属转化为金属硫化物沉淀，所得硫化渣通过浮选工艺进一步回收重金属，处理后水进一步用石灰处理进行中和处理使之达标排放。

德兴铜矿1985年设计废水三段处理工艺（一段投加石灰乳除铁，二段利用硫化沉淀法回收金属铜，三段中和），当时处理矿山酸性废水12370t/d，二段硫化沉淀法回收铜，铜的回收率可达到99％，铜渣含铜品位大于30％，自建立到1999年底，共处理酸性水1600万t，回收金属铜304t，处理水达标率达到87.5％，产生较好的经济效益和环境效益[13]。

硫化沉淀法在一些矿山酸性废水处理过程中已经得到应用，但在应用过程中出现了一些问题：

（1）硫化剂本身有毒，在矿山酸性废水处理过程中易形成有毒的h2s气体造成空气污染；

（2）相较其它处理药剂，硫化剂价格高，增加了污水处理运行成本，但其具体经济可行性要综合考虑重金属回收获得的收益；

（3）处理过程中不易控制药剂添加用量，过量不但增加污水处理成本而且也会造成污染。

但一些研究考虑利用资源丰富的硫铁矿(fe2s)制备硫化剂fes，可以避免硫化沉淀过程中产生h2s，排水可再处理，使硫化沉淀法得到改进。

2.3 氧化还原法

氧化还原法在矿山酸性废水处理过程中的应用主要是两个方面：一是酸性废水中二价铁的氧化，在矿山酸性废水中含有大量的二价铁，在中和、硫化沉淀法处理过程中不易处理，将二价铁氧化为三价铁（矿山酸性废水处理过程中一般采用曝气法）可以便于去除，控制ph在3.0左右即可去除大部分的铁离子，同时由于三价铁的共沉淀作用，可以去除部分的其它重金属；二是废水中重金属的置换、回收。在矿山酸性废水的处理过程中氧化还原法主要是铁屑置换工艺，利用铁的还原性还原废水中的重金属离子，形成海绵态的重金属。江西铜业股份公司永平铜矿和山东招远黄金冶炼厂都有相关工程应用，永平铜矿在采区废水形成汇流端处建起了数个小型氧化还原反应池,采用铁屑置换法,生产收集海绵铜,每年可获得近10万元的经济效益[9]。

2.4微生物处理技术[10]

中和沉淀法及硫化沉淀法的严重缺点是产生大量难以处置的固体废弃物，产生严重的二次污染，而废水水量大、重金属浓度低的矿山废水的处理具有较高处理成本。氧化还原工艺只能处理一部分重金属离子，单一处理并不能使废水处理达标排放。由于中和法、硫化沉淀法和氧化还原技术的缺陷和局限性，利用微生物技术处理金属矿山酸性废水处理矿山酸性重金属废水技术就成为研究的前沿课题。

根据微生物处理重金属废水作用机理的不同，微生物处理技术主要分为生物吸附技术、生物累积技术、生物浸出技术三大类。

（1）生物吸附技术是指废水中的有毒有害的重金属离子与微生物细菌细胞表面的多种化学基团如胺基、酰基、羟基、羧基、磷酸基和巯基等发生物理化学作用，结合在细菌的细胞表面，然后被输送至细胞内部并被还原成低毒物质。微生物可以从极稀的溶液中吸收金属离子，在一定条件下，微生物细胞能够富集几倍于自身重量的金属离子；富集后的金属可以通过有机物回收的途径再转变为有用的产品。

（2）生物累积技术是指细菌依靠生物体的代谢作用而在细胞体内累积金属离子。通过生物累积作用清除金属矿山酸性废水中的重金属离子，比现行的化学方法处理工艺有以下几方面的优势：

① 对金属矿山复杂废水中某一特定金属离子有良好的选择性，从而可以回收废水中的某些有用重金属；

② 对矿山酸性废水中低浓度的重金属离子具有一定的累计作用，从而使其达到回收价值。

③ 对于废水水量大、金属浓度低的矿山酸性废水的处理具有低成本性。

（3）生物浸出技术是指利用特定微生物细菌对某些金属硫化物矿物的氧化作用，使金属离子进入液相并实现对金属离子的富集作用。关于生物浸出的作用机理，一般有两种观点，即直接浸出机理和间接浸出机理。直接浸出是指细菌吸附于矿物颗粒表面，利用微生物自身的氧化或还原特性，使物质中有用组分氧化或还原，从而以可溶态或沉淀的形式与原物质分离的过程；间接浸出是指依靠微生物的代谢作用（有机酸、无机酸和fe3+等）与矿物质发生化学反应，而得到有用组分的过程。

硫酸盐生物还原法（srb微生物处理技术）是一种典型生物浸出技术。该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用，使矿山酸性废水中的硫酸盐转化为硫化物，而这些硫化物可以和废水中的重金属离子生成溶解积较小的金属硫化物沉淀，从而使重金属离子得以去除，同时由于还原生成的s2-的水解及硫酸盐还原菌可以用矿山废水中添加的有机物或其它电子受体作为能量来源，产生co2，由化学平衡可知，整个的还原过程中，废水的ph值会有所升高，一部分重金属离子将因形成碳酸盐或氢氧化物沉淀而得以去除。

现阶段采用的细菌堆浸－萃取－电积工艺主要也是利用细菌浸出技术，其工艺主要是采用酸性水循环喷淋和细菌氧化技术，加速低品位含铜、硫废石中重金属离子的溶出，通过循环喷淋提高酸性废水中重金属离子浓度，使其具有回收价值，进行进一步的萃取、电积，进行回收。此工艺不但可以去除废水中的重金属离子而且还可以获得一定的经济效益。

江西德兴铜矿1994年开始细菌堆浸－萃取－电积工程建设，工程概算投资为4761万元，实际完成投资为4900万元；整个流程实现闭路循环。堆浸厂从1997年开始生产，至2001年年末已从酸性废水、废石中回收了a级电铜2476t，2004年产值4000多万，利润达3000多万。

微生物处理技术的低成本、不产生二次污染等优越性决定了其在在矿山酸性废水治理过程将具有广阔的应用前景，但也有一定的局限性：

① 微生物一般具有一定的适应性处理废水ph、温度的高低等均可影响微生物的活性，进而影响处理效果；

② 微生物一般都具有选择性，只吸取或吸附一种或几种金属，针对矿山多金属废水的处理不具有优势；

③ 微生物具有一定的耐受性，有的在重金属浓度较高时会导致中毒，因而限制了其广泛的应用。

2.5 离子交换法

离子交换法是指用离子交换、吸附材料离子交换、吸附矿山酸性废水中的重金属离子，以达到富集，消除或降低其浓度的目的。

现阶段离子交换吸附、材料的研究主要是无机离子交换剂改性沸石、膨润土材料和有机离子交换剂离子交换树脂，并取得了一定的研究成果，但是改性沸石、膨润土材料的应用仅局限于实验室规模，且大多用来处理实验配置水溶液，对于实际废水中污染物的吸附处理研究还较少，实际废水由于水源不同、成份复杂，用沸石、膨润土材料进行处理要不具有针对性，而且在处理实际污水时具有操作复杂性，高成本性，其工程应用的技术、经济可行性还要进一步分析、研究。

离子交换树脂法处理重金属废水相对技术比较成熟，在技术上是可行了的 ，但是用其对矿山废水进行处理不具有经济可行性，矿山废水水量大、离子浓度低，用离子交换树脂进行处理具有高成本性，同时，离子交换法处理重金属比较单一，这就更限制类其在矿山酸性废水处理中的应用。但可针对不同金属矿山废水的特点，离子交换法可与其它处理法组成组合工艺，利用离子交换法富集特性，富集矿山酸性废水中某一可回收重金属，不但可以对矿山废水进行达标处理，而且通过废水中重金属离子的回收可以产生较好的经济效益。

三、问题与展望

在矿山酸性废水处理过程中，不同的技术方法、工艺具有不同的特点，具体废水处理工艺的选择要针对矿山废水处理的实际，要求处理方法、技术经济合理、技术可靠、操作运行管理方便。虽金属矿山酸性废水处理处理技术的研究已经取得了显著的进展，在实际应用过程中还存在一定的问题，国内一些企业针对问题本身，实施了相应的方案、措施，并取得了较好的效果。

（1）矿山酸性废水产生量大，而且具有长期性，长期的酸性废水的治理对矿山企业是

巨大的经济负担，在酸性废水治理成熟处理技术的基础上，实施综合治理，降低酸性废水的处理量是矿山酸性废水治理的有效途径之一。

① 有效预防金属矿山酸性废水的产生很重要，可以从源头上控制酸性废水的产生量，从而降低后续污水处理成本。

② 在矿山采场、排土场建立截排水系统，实现清污分流，减少酸性废水的产生量，从而降低污水处理成本。德兴铜矿采矿场根据地形特点，采取分区截流方式，经清污分流进入封闭圈的水量可减少60%以上。

③ 酸碱废水中和，以废治废，综合治理

酸碱中和，以废治废，是永平、德兴铜矿废水治理成功的前提。目前德兴铜矿采场和废石场酸性废水产生量约为4万t/d，但其进污水处理站的酸性废水量仅为8600t/d，约31000t酸性废水是通过尾矿库酸碱中和和选矿用水（主要是选硫过程）得到处理。

④ 酸性废水综合利用。

永平铜矿酸水回用单独建立了一套酸性废水回用设施，包括一个泵房、近2000m长的玻璃钢输送管道，每日向该矿选矿厂输送约1440m3酸性废水。回用酸性废水可提高硫浮选回收率1.5%，每年为企业增效120万元以上。

（2）矿山酸性废水水量、水质具有波动性，不利于处理技术方法的有效利用，达不到

理想的处理效果。在矿山酸洗废水治理实际过程中较大库容的酸水调节库可以有效的保障后续污水处理设备的稳定运行及其出水水质达标排放。

永平、德兴铜矿矿山废水治理的一个主要优点是进水水量、水质比较稳定，易于后续处理。两矿均建有较大容量的酸水调节库，如永平铜矿主库9#、10#酸水调节库容量达1.2×106m3，德兴铜矿调节库更大，其祝家酸水库总库容达289万t，调节库容261万t，杨桃坞酸水库总库容96万t调洪库容18万t,且尾矿库的溢流水中和酸性水工艺也起到了一定的调节水量作用，为水处理系统的稳定运行提供了可靠的保障。

矿山酸性废水在实际治理过程中的遇到的一些问题通过相应的补充、辅助方案可以得到有效的解决，但现阶段面临另一最突出的问题：

① 中和污泥的处理处置。石灰/石灰石中和法中和污泥含有大量的重金属，且易返溶，不合理的处理、处置会造成严重的二次污染，合理的处理、处置方案需要进一步的研究。

② 矿山酸性废水的处理新方法、新技术得不到推广应用，一方面考虑新技术方法的可靠性，投资成本，另一方面很多矿山企业环保意识淡薄，对矿山酸性废水的处理当作是一种企业经济负担，不愿对其进行过多的投资。

③ 一些工矿企业的污水处理设施达不到优化设计的目的。这样就额外增加了工程设施的基建投资和污水处理运行成本，加重了企业的经济负担，挫伤了矿业公司进行废水治理投资的积极性。

④ 较为成熟的技术工艺得不到正确的应用。一些矿山企业 虽建立了污水处理站并对矿山酸性废水进行了的处理,但是一方面其建设的处理站存在设计不合理，达不到进行达标处理的目的，另一方面由于污水处理过程自动化水平控制水平不高及工作人员不严格按照规程操作，使能达标处理的废水不能达标排放。

参考文献

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[10] 赵由才, 牛冬杰. 湿法冶金污染控制技术[m]. 冶金工业出版社. 北京：2003.

[11] 罗良德. 利用hds技术处理铜矿山废水德试验研究[j]. 铜业工程. 2004,2.

第6篇：处理重金属废水的方法范文

【关键词】：有色金属；化学污染；海洋环境危害

【引言】：我国的经济正在快速发展，工业更是蒸蒸日上。但伴随而来的是大量的工业废水。工业废水中含有大量的重金属，使得我国水体的重金属污染愈加严重。如何对含有重金属的废水进行无害化处理，如何将重金属从废水中分离出来是一项富有挑战性的课题。含有重金属的废水在排放前必须经过处理。因此要做到将重金属废水的无害化处理和资源化利用相结合，处理废水的同时将资源进行回收利用。

1有色金属化学污染及其危害

海洋有色金属污染，是指一些比重大的金属经过各种途径流入海洋造成的污染，主要的污染物有汞、镉、铅、锌、铜等。海洋有色金属污染包括自然界当中不可避免的因素，但是更为严重的确是人类活动造成的污染，主要以工业废水和废物的形式流入海洋，包括工厂废水、生产污水、矿山废水、重金属农药以及煤炭等燃烧放出来的有色金属，通过降水等进入海洋。植物和动物体内积累一定比重的有色金属，对其本身没有十分明显的危害，但是人类食用了以后确是有毒的，甚至是致命的。

现如今，在工业和农业生产中，铅锌汞镉铜等有色金属的使用越来越广泛，对海洋造成的污染日益加重。同时由于海水含有丰富的矿物质，在海洋化学资源开发的过程中也使用了大量的吸附剂，如硫酸铅、方铅矿、碱式碳酸锌等，都会通过化学反应替换海水中的有用物质。显而易见，这些吸附剂本身就含有有色金属元素，排入海水也会造成有色金属污染。

据计算，全球每年排入海水当中的汞在过去100年间，人为排放导致全球洋面下100米深的海水中汞含量增加了一倍。在更深的水域，汞浓度增加了25%，人们吃了受污染的鱼类，等同于直接食汞，因此恼飧鼋嵌壤此担水环境也是人类健康的重要环节。如，经常吃含有汞的鱼虾等，就会得水俣病。长期接触镉化合物，就会出现神经质、倦怠乏力、头疼恶心等症状。镉还能破坏人的心脏，造成骨骼中钙含量的降低，形成易脆骨骼；铅主要损害造血、神经、消化和心血管系统，进一步引起身体功能的衰竭

2有色金属矿山重金属废水深度处理技术

2.1电化学法技术分析

对于电化学法而言，主要是在电场作用下金属电极所产生阳离子进入水体的现象，在整个过程中会发生一系列的物理化学反应，通过电化学原理的处理及运用，可以实现有色金属矿山重金属废水的科学处理。例如，在废水处理的过程中，通过投加药剂可以实现沉淀法―污泥回流技术，实现对重金属废水的处理。在水质波动的状态下，由于加药存在着一定的不可控因素，所以，当发生重金属元素Cd、As无法达标的情况，需要在原有工艺技术分析的基础上，采用电化学法的处理方式，使监测技术得到稳定控制，并提升运行效果，减少了河流污泥生产量。因此，在水质波动的状态下，可以采用电化学法减少河流污水的产生量，并阻止电极反应分析的发生，但是，在该种技术运用中，会严重影响工艺的整体效果，从而造成电耗相对较高的问题。

2.2生物制剂法技术

生物制剂作为一种富含羟基、羧基的胶态物质，其中的羟基中的氧原子外层电子为sp3杂化状态，而且，当生物制剂的pH值在3～4的范围内时，会诱导生物配位并形成胶团，因此，在这种溶解度分析中，其含有多种元素的非晶态化合物，实现重金属的有效脱离。在生物制剂标准提升的背景下，原有的工艺处理技术发生了一定的转变。例如，在生物制剂法运用中，通过生物制剂―石灰三段法的运用，可以有效提升金属指标的去除效率，其整体效率可以达到90%，通过生物制剂方法运用分析，可以有效提升重金属的浓度，减少环境二次污染因素的发生。但是，在生物制剂投加量控制中，会造成投药的浪费，而且，该生物制剂的成本相对较高，在某种程度上严重制约了生物制剂工艺的优化发展。

2.3植物修复法

植物可以吸收养分，沉淀杂质，富集土壤，植物修复法正是利用这些植物的特性来净化被污染的土壤，地表水也可以降低重金属的含量，最终使污染得到治理，环境得到修复。此方法节约能源，提高能效，在处理重金属污染的同时有效的控制了温室气体的排放。植物修复法主要由三部分组成：（1）从水中吸取重金属离子，进行富集和沉淀；（2）降低重金属离子的活性，有效的组织重金属随介质渗透到地下或随空气进行扩散；（3）将土壤或地表水中的有毒重金属萃取出来，集中到可收割的根部或枝干部分，操作人员通过移除积累了大量重金属的植物来达到降低土壤、空气、地表水中的重金属浓度。

2.4新型金属捕集剂

重金属捕集剂可采用二烃基二硫代磷酸的铵盐、钾盐或钠盐，活性基团（给电子基团）为二硫代磷酸。因活性基团中的硫原子电负性小、半径较大、易失去电子并易极化变形产生负电场，故能捕捉阳离子并趋向成键，生成难溶于水的二烃基二硫代磷酸盐。当捕集剂与某一金属离子结合时，均通过其结构中的2个硫与烃基及磷酸根和金属离子形成多个环，故形成的化合物为螯合物，并具有高稳定性。

2.5离子交换树脂吸附技术

对于离子交换技术而言，其作为离子树脂以及废水中的重金属离子交换控制中，可以通过对废水重金属的合理选择，实现对污水合理控制。而且，在离子交换树脂法技术运用的同时，可以对有色金属矿山含重金属进行深度处理，并在某种程度上有效去除低浓度的Cu2+、Cr（Ⅵ）等重金属离子，在整个治理的过程中也并不会产生污泥，从而实现优质重金属的合理回收。但是，在离子交换树脂吸附法分析中，由于树脂价格相对昂贵，且吸附饱和后需要解析，解析废液很难处理。因此，在水质分析以及选择中，需要认识到其中存在着限制性因素，为离子交换技术的妥善处理提供良好支持。

结语

随着重金属污染愈发严重，人类已经严重的危害了自身生存的环境。人类已经意识到了重金属污染的危机，加强了对重金属处理的研究，利用化学、物理、生物等多种技术，并用计算机进行辅助开发新技术，形成了各种工艺，提高效率、减少能源消耗，扬长避短，推动重金属的无害化处理和资源再利用，实现重金属废水的回收再利用。

【参考文献】：

第7篇：处理重金属废水的方法范文

金属矿山酸性废水的形成机理比较复杂，含硫化物的废石、尾矿在空气、水及微生物的作用下，发生风化、溶浸、氧化和水解等系列的物理化学及生化等反应，逐步形成含硫酸的酸性废水。其具体的形成机理由于废石的矿物类型、矿物结构构造、堆存方式、环境条件等影响因素较多，使形成过程变的十分复杂，很难定量研究说明[1]。一些研究资料[2]表明，黄铁矿（FeS2）是通过如下反应过程被氧化的：

FeS2+2O2FeS2（O2）2（1）

FeS2（O2）2FeSO4+S0（2）

2S0+3O2+2H2O2H2SO4（3）

上式表明元素硫是黄铁矿氧化过程中的中间产物。而另有研究则认为其氧化反应过程是通过下式进行的，即：

（1）在干燥环境下，硫化物与空气中的氧气起反应生成硫酸亚铁盐和二氧化硫，在此过程中氧化硫铁杆菌及其它氧化菌起到了催化作用，加快了氧化反应速度：

FeS2+3O2FeSO4+SO2（4）

在潮湿的环境中，硫化物与空气中的氧气、空气土壤中的水分共同作用成硫酸亚铁盐和硫酸。

2FeS2+7O2+2H2O2FeSO4+2H2SO4（5）

反应（4）、（5）为初始反应，反应速度很慢。

据中科院1993年的调研资料[3]证明矿物中的硫元素在初始氧化过程以四价态为主，反应过程（5）可以表示为：

2FeS2+5O2+2H2O2FeSO3+2H2SO3

2FeSO3+O22FeSO4

2H2SO3+O22H2SO4

（2）硫酸亚铁盐在酸性条件下，在空气及废水中含氧的氧化作用下，生成硫

酸铁，在此过程中氧化铁铁杆菌及其它氧化菌起到了催化作用，大大加快了氧化反应过程：

4FeSO4+2H2SO4+O22Fe2(SO4)3+2H2O（6）

反应（6）是决定整个氧化过程反应速率的关键步骤。

（3）硫酸铁盐同时还可以与FeS2及其它金属硫化矿物发生氧化反应过程，形成重金属硫酸盐和硫酸，促进了矿物中其它重金属的溶解及酸性废水的形成。

7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O15FeSO4+8H2SO4（7）

2Fe2(SO4)3+MS+2H2O+3O22MSO4+4FeSO4+2H2SO4（8）

(其中M表示各种重金属离子)

反应（7）、（8）反应速度最快，但是取决于反应（6），也即亚铁离子的氧化反应速率。

（4）硫酸亚铁盐中的Fe3+，同时会发生水解作用（具体水解程度与废水的pH大小有关），一部分会形成较难沉降的氢氧化铁胶体，一部分形成Fe(OH)3沉淀，其反应方程式如下：

Fe2(SO4)3+6H2O2Fe(OH)3（胶体）+3H2SO4（9）

Fe2(SO4)3+6H2O2Fe(OH)3+3H2SO4（10）

二、金属矿山酸性废水治理现状

2.1石灰/石灰石中和沉淀法[6]

中和沉淀法是处理矿山酸性废水最常用的方法，该方法主要是通过投加碱性中和剂，提高矿山酸性废水的pH，并使废水中的重金属离子形成溶度积较小的氢氧化物或碳酸盐沉淀。常用的中和剂有生石灰(CaO)、石灰乳(Ca(OH)2)、石灰石（CaCO3）、白云石（CaCO3、MgCO3）、电石渣（Ca(OH)2）、Mg(OH)2等,此类方法可在一定pH值条件下去除多种重金属离子，具有工艺简单、可靠、处理成本低等特点。工程上较为常用的中和沉淀法为石灰/石灰石中和沉淀法，根据其具体方法的不同，石灰/石灰石处理方法又具有不同的处理工艺、系统。

（1）水塘处理工艺

水塘处理系统（PondTreatment）是矿山酸性废水与生石灰混合进入反应沉淀池，进行中和反应，中和泥渣沉降，上层澄清水外排。反应沉淀池一般是考虑两段设计，第一段主要用作反应沉降，水面较深，底泥要定期清理，第二段主要用作进一步沉降，增强出水水质（图2-1为水塘处理工艺）。此处理工艺简单可靠、工程投资及运行费用低，且能较好的适应水量、水质的变化。但由于处理系统没有考虑控制问题，在处理过程中可能要出现一些问题，例如处理过程中由于没有混合反应设备反应时间及混合不均匀导致一部分铁离子不能被充分氧化，但如果添加曝气系统，会对污泥对沉降性能产生影响。另外水塘一般地势低洼，处理出水及底泥到排放需要添加动力提升设备，将会加大能耗，增加处理运行成本。同时在处理过程中天气对处理出水水质有重要影响，水塘的塘面比较大，较大的风力会引起搅动，影响出水水质。水塘处理系统最大的不利条件是中和药剂石灰的利用率比较低，低于50％，为提高石灰的利用率可以考虑建立底泥回流系统，把一部分中和污泥用机械设备输送回处理系统，这样不但能提高石灰的利用率，而且提高污泥的浓度，从而可以降低处理运行成本。

图2-1水塘处理工艺

（2）基坑连续/批处理系统

基坑连续/批处理系统（PitTreatment）类似与水塘处理工艺，但在水塘处理工艺的基础上添加泵入、泵出设备，反应过程的混合作用增加了中和药剂石灰的效率。

批处理过程是矿山酸性废水在中和反应器中与配置的石灰乳液混合，发生中和反应，使重金属离子以形成相应的氢氧化物沉淀，在此过程中可以添加絮凝剂，一段处理出水自流进入基坑，在其中进行絮凝沉降，基坑上层清液通过浮动泵泵入二段中和反应器，通过添加硫酸调节pH值，使其达到出水限制要求，二段反应器最终出水达标排放。图2-2为某基坑连续/批处理工艺系统图。

图2-2基坑连续/批处理系统

基坑连续/批处理系统运作的关键是保证浮动泵泵出的是基坑内表面澄清液。泵入泵出基坑的水量是变化的，基坑内的水面高度同时也是波动的，整个处理过程可以连续进行也可以进行批处理操作。虽然基坑连续/批处理工艺系统相比水塘处理工艺能较好的提高中和药剂石灰的利用率，但是同样面临着中和pH不易控制，中和污泥沉降效果不佳等问题。

（3）传统处理工艺

传统处理工艺（ConventionalTreatmentPlant）矿山酸性废水进入石灰中和反应池，进行中和反应，通过控制反应池pH使废水中的重金属以氢氧化物沉淀的形式去除，处理出水经投加絮凝剂后进入澄清池，进行泥水分离，上层清夜达标外排，底泥从澄清池底部泵入污泥池或者压滤机进行进一步的处理、处置。但是通常要添加砂滤池或者其它过滤澄清设备，对溢流出水进行进一步处理，除去剩余的悬浮物、杂质，以提高出水水质。

图2-3传统处理工艺

江西德兴铜矿、永平铜矿及拟建中的铜陵化工集团新桥矿业公司的污水处理系统均采用传统处理工艺。此处理工艺简单可靠，处理运行费用低，在德兴铜矿、永平铜矿废水治理过程中取得了较好的废水处理效果，处理出水均可达到相应的国家排放标准。

虽然与水塘处理工艺及基坑连续/批处理工艺相比具有较好的石灰利用效率，但是与HDS底泥循环处理技术相比石灰的利用率还是较低。同时HDS底泥循环处理技术污泥的固含量可以达到20％，而传统处理工艺污泥的固含量不到5％，同时HDS处理技术在防止由于石膏的生成造成管道堵塞问题，而且HDS污泥回流工艺与传统处理工艺相比仅增加了底泥回流系统对整个工程投资及运行费用来说仅占较小的比例。

（4）简易底泥回流工艺

简易底泥回流技术（SimpleSludgeRecycle），这项处理技术没有被申请专利，其成果也没有被广泛，但是在一些地方也得到应用。主要是因为其增加了底泥回流系统，如图2-4。

此种处理工艺与传统处理工艺相比有较多的优点：

1）缩小了反应器容积

2）提高了污泥的沉降性能

3）提高了石灰的利用率，降低药剂石灰的用量

4）增加底泥浓度

关键点是简易底泥回流工艺底泥浓度明显的高于水塘处理系统和传统处理系统，其污泥固含量可达到15％，低于HDS处理技术的20％，但相对水塘处理工艺及传统处理工艺产生的污泥固含量的不足1％、5％来说是一个重大的提高。但从整个工艺流程来说，简易底泥回流技术省略了HDS处理技术中的混合池，从处理设施基建投资及运行费用方面来说是简易底泥回流技术较HDS处理技术具有低的基建投资及运行成本。

图2-4简易底泥处理工艺

（5）HDS处理技术

与简易底泥回流系统不同，HDS处理方法（theHighDensitySludgeProcess），增加了石灰/污泥混合池，澄清池回流底泥与中和药剂石灰在混合池(Lime/SludgeMixTank)中混合，此过程可以促进中和药剂石灰颗粒在回流沉淀物上的凝结，从而增加沉淀颗粒粒径和污泥密度，同时通过石灰的添加调节混合池pH值。混合池混合反应物溢流进入快速反应池（RMT）与酸性废水发生中和反应，中和污泥溢流进入中和反应池，完成进一步的中和反应。通常反应过程中要鼓入空气进行曝气，氧化中和废水中的亚铁，提高出水水质。中和反应池溢流水进入絮凝池，通过加入絮凝剂使中和污泥形成絮体，提高在澄清池中的沉降性能。澄清池沉降污泥一部分外排进行处理处置，一部分进入底泥循环系统，进一步循环利用。图2-5为HDS工艺处理系统。

图2-5HDS处理工艺系统

HDS处理技术在世界范围内的多数矿山都有广泛的应用，国内，江西德兴铜矿为解决传统处理工艺在实际应用过程中，出现的管道结、底泥含水率高等问题，通过国际招标，选择与加拿大PRA公司合作，开展了利用HDS技术处理矿山酸性废水的现场试验研究，已经取得了较好的效果，底泥浓度可控制在25％～30%，当SO42-离子浓度大于25g/L时，整个试验工艺流程不存在结垢现象，生产实践中可有效的延长设备的使用周期[11]。

图2-6显示了不同的HDS处理工艺系统，称为TheHeathSteele处理技术，与HDS处理系统不同，HeathSteele处理系统没有快速混合池和絮凝池。HDS处理系统的快速混合池主要是利于控制反应pH，随着污水处理控制系统的完善，快速混合池完全可以取消，试验表明快速混合池在HDS处理系统中没有多大作用。同时中和反应池溢流中和污泥完全可以与絮凝剂在输送管道中混合发生絮凝，这样可以取消HDS处理系统中絮凝池的，由此这种改进的HDS处理技术在降低工程基建投资及废水处理运行费用方面更具有优势。

图2-6TheHeathSteele处理工艺

（6）分段中和处理技术

这个处理系统不同的添加量也不是必须的，排，底泥从澄清池底部泵入污泥塘。反应器设计分段中和处理技术（Staged-Neutralization(S-N)process）是在各段中和反应中通过控制不同反应器不同反应终点pH值使不同的重金属离子分段沉淀，便于回收利用。

江西永平铜矿2003年以前采用同样的处理工艺——分段中和沉淀法处理铜矿酸性废水，第一段中和反应槽反应pH控制在4.5左右，废水中的Fe3+、部分的Fe2+、Cr6+形成氢氧化物沉淀，通过斜板沉淀池沉淀去除，澄清液进入第二段中和反应槽，反应终点pH值控制在7.5沉淀铜离子，生成氢氧化铜沉淀，送铜回收车间通过压滤、干燥、煅烧回收铜。由于随矿山开采时间的延长，酸性废水中铜离子浓度的含量逐年下降第二段沉淀池污泥中的品位达不到设计时的要求，通过污泥回收铜的运行成本高于其价值，因此永平铜矿放弃使用从污泥中回收铜的工艺，由两段中和工艺改为一次中和两次沉淀的处理方案[9]。

2.2硫化沉淀法

硫化物沉淀法是利用硫化剂将废水中重金属离子转化为不溶或者难溶的硫化物沉淀的方法，金属硫化物沉淀是比其氢氧化物沉淀离子溶度积更小。常用的硫化剂有Na2S、NaHS、H2S、CaS和FeS等，该法的优点是硫化物的溶解度小、沉渣含水率低，不易因返溶而造成二次污染，同时产渣量相较石灰中和沉淀法少，而且当用中和沉淀法处理矿山酸性重金属废水不能达到相应的限制要求时可采用硫化沉淀法，同时可以与浮选法组合成沉淀浮选工艺，对废水中的重金属进行选择性沉淀回收。

硫化沉淀法在矿山酸性废水处理过程中一般工艺流程为第一段通过添加中和药剂控制pH值为4.0左右，主要去除矿山酸性废水中含有的三价铁，溢流出水添加硫化剂，使含有的其它重金属转化为金属硫化物沉淀，所得硫化渣通过浮选工艺进一步回收重金属，处理后水进一步用石灰处理进行中和处理使之达标排放。

德兴铜矿1985年设计废水三段处理工艺（一段投加石灰乳除铁，二段利用硫化沉淀法回收金属铜，三段中和），当时处理矿山酸性废水12370t/d，二段硫化沉淀法回收铜，铜的回收率可达到99％，铜渣含铜品位大于30％，自建立到1999年底，共处理酸性水1600万t，回收金属铜304t，处理水达标率达到87.5％，产生较好的经济效益和环境效益[13]。

硫化沉淀法在一些矿山酸性废水处理过程中已经得到应用，但在应用过程中出现了一些问题：

（1）硫化剂本身有毒，在矿山酸性废水处理过程中易形成有毒的H2S气体造成空气污染；

（2）相较其它处理药剂，硫化剂价格高，增加了污水处理运行成本，但其具体经济可行性要综合考虑重金属回收获得的收益；

（3）处理过程中不易控制药剂添加用量，过量不但增加污水处理成本而且也会造成污染。

但一些研究考虑利用资源丰富的硫铁矿(Fe2S)制备硫化剂FeS，可以避免硫化沉淀过程中产生H2S，排水可再处理，使硫化沉淀法得到改进。

2.3氧化还原法

氧化还原法在矿山酸性废水处理过程中的应用主要是两个方面：一是酸性废水中二价铁的氧化，在矿山酸性废水中含有大量的二价铁，在中和、硫化沉淀法处理过程中不易处理，将二价铁氧化为三价铁（矿山酸性废水处理过程中一般采用曝气法）可以便于去除，控制pH在3.0左右即可去除大部分的铁离子，同时由于三价铁的共沉淀作用，可以去除部分的其它重金属；二是废水中重金属的置换、回收。在矿山酸性废水的处理过程中氧化还原法主要是铁屑置换工艺，利用铁的还原性还原废水中的重金属离子，形成海绵态的重金属。江西铜业股份公司永平铜矿和山东招远黄金冶炼厂都有相关工程应用，永平铜矿在采区废水形成汇流端处建起了数个小型氧化还原反应池,采用铁屑置换法,生产收集海绵铜,每年可获得近10万元的经济效益[9]。

2.4微生物处理技术[10]

中和沉淀法及硫化沉淀法的严重缺点是产生大量难以处置的固体废弃物，产生严重的二次污染，而废水水量大、重金属浓度低的矿山废水的处理具有较高处理成本。氧化还原工艺只能处理一部分重金属离子，单一处理并不能使废水处理达标排放。由于中和法、硫化沉淀法和氧化还原技术的缺陷和局限性，利用微生物技术处理金属矿山酸性废水处理矿山酸性重金属废水技术就成为研究的前沿课题。

根据微生物处理重金属废水作用机理的不同，微生物处理技术主要分为生物吸附技术、生物累积技术、生物浸出技术三大类。

（1）生物吸附技术是指废水中的有毒有害的重金属离子与微生物细菌细胞表面的多种化学基团如胺基、酰基、羟基、羧基、磷酸基和巯基等发生物理化学作用，结合在细菌的细胞表面，然后被输送至细胞内部并被还原成低毒物质。微生物可以从极稀的溶液中吸收金属离子，在一定条件下，微生物细胞能够富集几倍于自身重量的金属离子；富集后的金属可以通过有机物回收的途径再转变为有用的产品。

（2）生物累积技术是指细菌依靠生物体的代谢作用而在细胞体内累积金属离子。通过生物累积作用清除金属矿山酸性废水中的重金属离子，比现行的化学方法处理工艺有以下几方面的优势：

①对金属矿山复杂废水中某一特定金属离子有良好的选择性，从而可以回收废水中的某些有用重金属；

②对矿山酸性废水中低浓度的重金属离子具有一定的累计作用，从而使其达到回收价值。

③对于废水水量大、金属浓度低的矿山酸性废水的处理具有低成本性。

（3）生物浸出技术是指利用特定微生物细菌对某些金属硫化物矿物的氧化作用，使金属离子进入液相并实现对金属离子的富集作用。关于生物浸出的作用机理，一般有两种观点，即直接浸出机理和间接浸出机理。直接浸出是指细菌吸附于矿物颗粒表面，利用微生物自身的氧化或还原特性，使物质中有用组分氧化或还原，从而以可溶态或沉淀的形式与原物质分离的过程；间接浸出是指依靠微生物的代谢作用（有机酸、无机酸和Fe3+等）与矿物质发生化学反应，而得到有用组分的过程。

硫酸盐生物还原法（SRB微生物处理技术）是一种典型生物浸出技术。该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用，使矿山酸性废水中的硫酸盐转化为硫化物，而这些硫化物可以和废水中的重金属离子生成溶解积较小的金属硫化物沉淀，从而使重金属离子得以去除，同时由于还原生成的S2-的水解及硫酸盐还原菌可以用矿山废水中添加的有机物或其它电子受体作为能量来源，产生CO2，由化学平衡可知，整个的还原过程中，废水的pH值会有所升高，一部分重金属离子将因形成碳酸盐或氢氧化物沉淀而得以去除。

现阶段采用的细菌堆浸－萃取－电积工艺主要也是利用细菌浸出技术，其工艺主要是采用酸性水循环喷淋和细菌氧化技术，加速低品位含铜、硫废石中重金属离子的溶出，通过循环喷淋提高酸性废水中重金属离子浓度，使其具有回收价值，进行进一步的萃取、电积，进行回收。此工艺不但可以去除废水中的重金属离子而且还可以获得一定的经济效益。

江西德兴铜矿1994年开始细菌堆浸－萃取－电积工程建设，工程概算投资为4761万元，实际完成投资为4900万元；整个流程实现闭路循环。堆浸厂从1997年开始生产，至2001年年末已从酸性废水、废石中回收了A级电铜2476t，2004年产值4000多万，利润达3000多万。

微生物处理技术的低成本、不产生二次污染等优越性决定了其在在矿山酸性废水治理过程将具有广阔的应用前景，但也有一定的局限性：

①微生物一般具有一定的适应性处理废水pH、温度的高低等均可影响微生物的活性，进而影响处理效果；

②微生物一般都具有选择性，只吸取或吸附一种或几种金属，针对矿山多金属废水的处理不具有优势；

③微生物具有一定的耐受性，有的在重金属浓度较高时会导致中毒，因而限制了其广泛的应用。

2.5离子交换法

离子交换法是指用离子交换、吸附材料离子交换、吸附矿山酸性废水中的重金属离子，以达到富集，消除或降低其浓度的目的。

现阶段离子交换吸附、材料的研究主要是无机离子交换剂改性沸石、膨润土材料和有机离子交换剂离子交换树脂，并取得了一定的研究成果，但是改性沸石、膨润土材料的应用仅局限于实验室规模，且大多用来处理实验配置水溶液，对于实际废水中污染物的吸附处理研究还较少，实际废水由于水源不同、成份复杂，用沸石、膨润土材料进行处理要不具有针对性，而且在处理实际污水时具有操作复杂性，高成本性，其工程应用的技术、经济可行性还要进一步分析、研究。

离子交换树脂法处理重金属废水相对技术比较成熟，在技术上是可行了的，但是用其对矿山废水进行处理不具有经济可行性，矿山废水水量大、离子浓度低，用离子交换树脂进行处理具有高成本性，同时，离子交换法处理重金属比较单一，这就更限制类其在矿山酸性废水处理中的应用。但可针对不同金属矿山废水的特点，离子交换法可与其它处理法组成组合工艺，利用离子交换法富集特性，富集矿山酸性废水中某一可回收重金属，不但可以对矿山废水进行达标处理，而且通过废水中重金属离子的回收可以产生较好的经济效益。

三、问题与展望

在矿山酸性废水处理过程中，不同的技术方法、工艺具有不同的特点，具体废水处理工艺的选择要针对矿山废水处理的实际，要求处理方法、技术经济合理、技术可靠、操作运行管理方便。虽金属矿山酸性废水处理处理技术的研究已经取得了显著的进展，在实际应用过程中还存在一定的问题，国内一些企业针对问题本身，实施了相应的方案、措施，并取得了较好的效果。

（1）矿山酸性废水产生量大，而且具有长期性，长期的酸性废水的治理对矿山企业是

巨大的经济负担，在酸性废水治理成熟处理技术的基础上，实施综合治理，降低酸性废水的处理量是矿山酸性废水治理的有效途径之一。

①有效预防金属矿山酸性废水的产生很重要，可以从源头上控制酸性废水的产生量，从而降低后续污水处理成本。

②在矿山采场、排土场建立截排水系统，实现清污分流，减少酸性废水的产生量，从而降低污水处理成本。德兴铜矿采矿场根据地形特点，采取分区截流方式，经清污分流进入封闭圈的水量可减少60%以上。

③酸碱废水中和，以废治废，综合治理

酸碱中和，以废治废，是永平、德兴铜矿废水治理成功的前提。目前德兴铜矿采场和废石场酸性废水产生量约为4万t/d，但其进污水处理站的酸性废水量仅为8600t/d，约31000t酸性废水是通过尾矿库酸碱中和和选矿用水（主要是选硫过程）得到处理。

④酸性废水综合利用。

永平铜矿酸水回用单独建立了一套酸性废水回用设施，包括一个泵房、近2000m长的玻璃钢输送管道，每日向该矿选矿厂输送约1440m3酸性废水。回用酸性废水可提高硫浮选回收率1.5%，每年为企业增效120万元以上。

（2）矿山酸性废水水量、水质具有波动性，不利于处理技术方法的有效利用，达不到

理想的处理效果。在矿山酸洗废水治理实际过程中较大库容的酸水调节库可以有效的保障后续污水处理设备的稳定运行及其出水水质达标排放。

永平、德兴铜矿矿山废水治理的一个主要优点是进水水量、水质比较稳定，易于后续处理。两矿均建有较大容量的酸水调节库，如永平铜矿主库9#、10#酸水调节库容量达1.2×106m3，德兴铜矿调节库更大，其祝家酸水库总库容达289万t，调节库容261万t，杨桃坞酸水库总库容96万t调洪库容18万t,且尾矿库的溢流水中和酸性水工艺也起到了一定的调节水量作用，为水处理系统的稳定运行提供了可靠的保障。

矿山酸性废水在实际治理过程中的遇到的一些问题通过相应的补充、辅助方案可以得到有效的解决，但现阶段面临另一最突出的问题：

①中和污泥的处理处置。石灰/石灰石中和法中和污泥含有大量的重金属，且易返溶，不合理的处理、处置会造成严重的二次污染，合理的处理、处置方案需要进一步的研究。

②矿山酸性废水的处理新方法、新技术得不到推广应用，一方面考虑新技术方法的可靠性，投资成本，另一方面很多矿山企业环保意识淡薄，对矿山酸性废水的处理当作是一种企业经济负担，不愿对其进行过多的投资。

③一些工矿企业的污水处理设施达不到优化设计的目的。这样就额外增加了工程设施的基建投资和污水处理运行成本，加重了企业的经济负担，挫伤了矿业公司进行废水治理投资的积极性。

④较为成熟的技术工艺得不到正确的应用。一些矿山企业虽建立了污水处理站并对矿山酸性废水进行了的处理,但是一方面其建设的处理站存在设计不合理，达不到进行达标处理的目的，另一方面由于污水处理过程自动化水平控制水平不高及工作人员不严格按照规程操作，使能达标处理的废水不能达标排放。

参考文献

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[11]罗良德.利用HDS技术处理铜矿山废水德试验研究[J].铜业工程.2004,2.

第8篇：处理重金属废水的方法范文

关键词：无机化学实验室；重金属；废水处置方法

在化学实验中需要用到化学制剂，同时还具又使用量大，种类繁多等特征。现阶段我国学生人数逐年增加，同时学校规模也在不断扩大，在这种情况下，无机化学实验以及教研工作量也得随之增加，所以促使了化学制剂的不断增多。化学制剂会引发废水污染的问题，因此需要将无机化学实验中用到的化学制剂进行统一放置，并强化化学制剂管理，尤其是重金属制剂，严禁随意放置，老师必须要求学生及时做好化学废水的回收再利用工作，从而实现对重金属废水的分类处置。

1无机化学实验室含重金属废水处置工作的必要性

在化学实验中常见的重金属主要有：汞，铅，镉，铬，银等，这些重金属具有一定危害性，因此如果不能将无机化学实验中含重金属的废水及时进行科学处置，不仅会造成环境污染还给人类健康带来严重威胁，由此看来及时对无机化学实验中含重金属的废水进行科学有效处置是很有必要的。

2化学实验室含重金属废水处置现状

化学实验室中废水排放情况不同，因此需要根据工作性质来对废水中重金属成分进行科学、深入的分析。化学物质主要分为有机化学和无机化学这两类，本次主要研究的是无机化学。在废水处置过程中pH值是重要的酸碱度指标，通过采用pH值检测法从而得出无机化学实验中废水的酸碱度，确定废水中重金属含量超标，因此及时采取科学手段，比如：酸碱中和，沉淀处置等方法，将无机化学废水处置中重金属及时、完全的分离出来，并在保证废水中不含重金属的情况下进行安全排放[1]，这样做有效避免环境污染。

3无机化学实验室中废液的回收处置

化学实验室中产生的废液主要是指酸碱类以及重金属物质。在化学学习过程中需要进行无机化学实验，因此需要用到的化学制剂的种类也多，为了减少废液对环境的污染，老师要指导学生及时做好化学废液的回收工作，鼓励学生通过采用现代化手段来加强无机废液宣传，提醒学生，实验中用到的化学制剂不得随意放置，必须及时做好无机废液回收处置工作，确保化学制剂回收再利用，与此同时有效避免环境污染。比如老师指导学生，实验室用过的废液回收缸必须进行分类处置，同时根据实验项目类别，在每个废液缸上都贴上回收废液类型，废液回收缸的材质也必须是陶瓷的或者玻璃的[2]，要求这些废液回收缸具有很强的耐腐蚀性。将废液回收缸摆放在通风位置，从而最大限度避免这些废液引起大气污染，有效减少对空气的危害。另外还要定期处置废液回收缸，密切观察缸内情况，这样做是为了防止废液回收缸长期放置引发安全隐患。

4无机化学实验中重金属废水处置方法探讨

酸碱类废水的处置方法：酸类包括硫酸，盐酸，醋酸，硝酸等；碱类包括氢氧化钾，氢氧化钠等。为了有效避免实验中含重金属废水对环境造成污染，可以及时采取以下措施：先将实验中用到的废液进行科学分类，继而进行酸碱中和处置，在此过程中要注意，为了保证安全性，要在通风地方进行酸碱中和处置，与此同时戴好防酸碱手套和眼镜，在酸碱中和过程中会出现放热现象，同时液体会飞溅，因此必须及时使用玻璃棒进行缓慢搅拌，保证酸碱中和操作过程的安全性，将pH值控制在7左右。在以上操作完成后及时将废液从下水道直接排出去，然后用干净的水冲洗管道内部，只有这样做才能有效避免实验后产生的废液给大气环境带来污染。重金属盐类的处置方法：无机化学实验中的重金属盐类主要包括铜，铅，镉，汞，锌，银等多种类型重金属离子，将废液回收缸摆放在无机化学实验室中指定位置，同时根据金属离子的不同，将其进行科学分类[3]。比如先将这些重金属离子进行沉淀分离，接着将这些经过沉淀处置后的废渣收集起来，然后将其交给学校，有助于学生进行统一处置，但是在处置过程中要认真遵循以下分类处置原理：含铜废水处置原理：在含有铜离子的废液中及时加入定量氢氧化钠溶液或者是碳酸钠溶液，该溶液呈碱性后，可以将铜离子转化为氢氧化铜或者碳式碳酸铜。在这种情况下氢氧化铜溶液和碳式碳酸铜都呈现为沉淀状态，这样一来只需要将沉淀下来的废渣及时回收就可以了。在溶液中加入硫酸并使其中和并稀释，然后将过量的强氧化钙处置掉即可。含锌废水处置原理：在含有锌离子的废液中加入氢氧化钠溶液，从而使其转化为氢氧化锌沉淀物。同时在加入氢氧化钠溶液的过程中及时使用pH试纸来测试其酸碱度，如果测试出出来的酸碱度在9左右，那么操作才有效。但是如果pH值低于9或者高于9，则需要重新使用氢氧化锌进行溶解操作。含镉废水处置原理：在含有镉离子的废液中加入适量的氢氧化钙，与此同时使用pH试纸将其值调为11左右，这样做有助于将镉离子全部转化为氢氧化镉沉淀物。及时收集过滤的废渣，将这些废渣进行科学检测，不含镉离子时再加入硫酸进行中和稀释，最后将过量氢氧化钙处置掉即可。在此过程中也可以在含有镉离子的废液中直接加入硫化钠溶液，这样做可以使其镉元素并沉淀，从而达到了良好的处置效果，与此同时也避免了含镉废水对环境造成污染。含汞废水处置原理：由于汞毒性较大，因此它在人体内积累一段时间后会导致人类汞中毒，所以在对含汞废水处置的过程中要尤其小心。在单质汞废液处置过程中只需要用硫粉将其盖好，并保证通风就可以了，等到反应后及时收集就可以了。但是在含汞废液的处置过程中需要及时加入硫酸亚铁以及硫化钠溶液，然后将其进行充分搅拌，然后使用pH试纸进行检测，必须保证pH值在6～8之间。待溶液完全沉淀后进行过滤，然后将过滤后的废渣进行统一保存。比如在此过程中经过检测，其pH值在6左右，则及时加入活性炭并进行搅拌，然后放置三个小时，随后进行过滤，最后保存好过滤残渣就可以了。含铬废水处置原理：含铬废液对环境的影响主要体现在六价铬上，因此在含铬废液处置过程中需要及时采取有效措施将六价铬转化为三价铬。比如在含铬废液中加入硫酸并使其搅拌均匀，待pH值检测结果在3以下时再其内加入硫带硫酸钠晶体，然后进行搅拌，直到溶液颜色变为深绿色为止。继而在溶液中加入氢氧化钠溶液，与此同时检测pH值，将pH值控制在7～8之间，将溶液放置到完全过滤为止，最后将过滤后废渣保存起来，在此过程中需要注意，检测发现溶液中不含铬元素才能将其完全排放出去，这样做可以有效保证废水处置工作的科学性和严肃性，更重要的是有效避免含铬废水对大气环境造成危害。含铅废水处置原理：在含铅废水处置过程中需要认真做到这几点：先在含有铅离子的废液中加入氢氧化钙溶液，然后将pH值控制在11～13左右，从而使其成功生成氢氧化铅沉淀物，并在其内加入适量硫酸铝凝固剂，并将其pH值控制在7～9之间，然后放置到完全反应为止，最后将过滤后的残渣及时保存起来，与此同时检测该滤液，当滤液中不含铅元素才能将其完全排放出去。另外也可以采用化学吸附法来处置含铅废水处置。例如充分利用氨基的化学吸附功能，使其和无机化学实验中含铅离子及时形成化合物，并使其成网状结构，然后将氢氧化钠、二硫化碳作为原料，从而展开含铅离子废水处置模拟实验，实践证明，含有铅离子的废水严重威胁到人类的生命健康。含钡废水处置原理：在含有钡离子的溶液中及时加入硫酸钠溶液，从而使该溶液中的钡离子全部转化为硫酸钡沉淀物，并在过滤后将废渣及时处置即可。另外在钡离子溶液中加入硫酸钠的环节，如果无法确保钡离子完全沉淀，可以在试管中加入适量硫酸钠上层的清液，并将其及时放置在离心机中进行分离反应，最后在分离后的清液中滴入硫酸钠溶液，在这种情况下，如果溶液中未形成白色沉淀，说明钡离子已经完全沉淀了，经过以上操作后将废液排放出去不会对大气环境造成污染。含银废水处置原理：为了能够将无机化学实验中含重金属废水进行妥善处置，并保证不会对环境造成污染，及时进行了以下操作：在含有银离子的废液中加入适量硫酸钠溶液，这样做有助于将银离子完全转化为硫酸银沉淀，经过过滤操作，将废渣处置掉就可以了。在此环节如果不能完全反应则需要采取银离子分离方式，借助离心机来进行分离反应，在本次实验中发现，在废水中含有大量银离子，从而使学生认识到将无机化学实验中含重金属废水进行妥善处置的必要性，并提高对重金属中银离子的重视。

5结语

综上所述,在化学实验中必须要对无机化学废水进行妥善处置，在此过程中可以采取酸碱中和以及沉淀处置的方法，但是在必要情况下还需要进行活性炭吸附处置。为了避免无机化学实验中含重金属废水对大气环境带来污染，必须要提高对重金属的正确认识，在废水处置过程中必须及时采取科学手段，及时做好对化学实验中废弃物的回收处置，这样做不仅可以减少化学实验中废水对环境的危害，还可以有效增强人员的环保意识。

参考文献

[1]关媛,王少莽.高校无机化学实验室废液处置方法研究[J].高校实验室工作研究,2016(3):113-115.

[2]郁先哲,黄少云.无机化学实验室常见废液的处置方法[J].实验科学与技术,2016,14(2):195-196.

第9篇：处理重金属废水的方法范文

关键词：废旧电池 重金属污染 回收再利用

一、废旧电池的污染及危害

在现实生活中废旧电池的污染已成为相当严重的问题，我们日常所用的普通干电池。它们都含有汞、锰、镉、铅、锌、镍等各种金属物质。废旧电池被遗弃后，电池的外壳会慢慢腐蚀，其中的重金属物质会逐渐渗入水体和土壤，造成污染。如果人一旦食用受污染的土地生产的农作物或是喝了受污染了的水，这些有毒的重金属就会进入人的体内，慢慢的沉积下来，对人类健康造成极大的威胁！据测量一节一号电池烂在土壤里，可以使一平方米土地失去利用价值；一个扣钮电池可以污染60万升水，相当于一个人一生的饮水量。废旧电池造成的污染是惊人的。下面着重介绍电池中所含的几种金属对人类的危害。

1．锰： 过量的锰蓄积于体内引起神经障碍，早期表现为综合紊乱。较重者出现两腿发沉，语言单调，表情呆板，感情冷漠，常伴有精神症状。

2．锌：锌的盐类能使蛋白质沉淀,对皮膜粘膜有刺激作用。当在水中浓度超过10-50毫史/升时有致癌危险，可能引起化学性肺炎。

3．铅：铅主要作用于神经系统、活血系统、消化系统和肝、肾等器官能抑制血红蛋白的合成代谢过程，还能直接作用于成熟红细胞，对婴幼儿影响甚大，它将导致儿童体格发育迟缓，慢性铅中毒可导致儿童的智力低下。

4．镍：镍粉溶解于血液，参加体内循环，有较强的毒性，能损害中枢神经，引起血管变异，严重者导致癌症。

5．镉：镉进入人体使人的肝和肾受损，也会引起骨质松软，重者造成骨骼变形。

6．汞：它在这些重金属污染物中是最值得一提的，这种重金属，对人类的危害，确实不浅。长期以来，我国在生产干电池时，要加入一种有毒的物质――汞或汞的化合物。我国的碱性干电池中的汞的含量达到1-5%,中性干电池为0.025%。全国每年用于生产干电池的汞具有明显的神经毒性,此外对内分泌系统、免疫系统等也有不良影响。1953年，发生在日本九州岛的震惊世界的水俣病事件，给人类敲响了汞污染的警钟。

以上这些金属的污染最大特点是在自然界不能降解，只能通过净化作用，才能将污染消除。重金属的污染，威胁着人类的健康，如果人类忽视对重金属污染的控制，最终将吞下自酿的苦果，因此，加强废旧电池的回收就更显重要了。

二、废旧电池的回收

对废旧电池的回收利用应该有严格的程序：

1.放置专用的废旧电池回收桶

2.定期专人上门收集

3.电池分类

4.库房分类并安全储存

5.集中到一定数量后运至专门的处理厂

6.处理利用稀有重金属

在这个程序中，回收是第一步，没有回收就没有处理，做好回收工作是关键，好的开头是成功的一半。

三、废旧电池的处理

国际废旧电池处理方式。国际上通行的废旧电池处理方式大致有三种：固化深埋、存放于废矿井，回收利用。

1．固化深埋、存放于废矿井

废电池一般都运往专门的有毒、有害垃圾填埋场，但这种做法不仅花费太大而且还造成浪费，因为其中尚有不少可作原料的有用物质。

2．回收利用

（1）常压热处理法

常压冶金法在处理废旧电池时，通常有两种方法：一是低温下加热旧电池，可提取挥发出的汞，温度更高时回收锌和其他重金属。二是在高温下焙烧废旧电池，使其中易挥发的金属及其氧化物挥发，残留物可作冶金中间物产品或另行处理。

（2）真空热处理法

真空热处理法需要在废电池中分拣出镍镉电池，废电池在真空中加热，其中汞迅速蒸发，即可将其回收，然后将剩余原料磨碎，用磁体提取金属铁，再从余下粉末中提取镍和锰。

（3）湿处理法

废旧电池的湿法处理技术是基于电池中金属及其化合物溶于酸的原理，除铅蓄电池外，各类电池均溶解于硫酸，然后借助离子树脂从溶液中提取各种金属，用这种方式获得的原料比热处理方法纯净。

四、对废旧电池危害的认识

废旧电池造成的污染已相当严重，但却未受到足够的重视。通常情况下人们对废旧电池的处理就随手一丢，大多数人会认为这是很正常的。也许多数人会问： “ 就这么一个小东西对于地球来说，能有什么了不起呢！还说什么破坏？”所以处理废旧电池最大的困难是在目前认识水平上产生的技术困难和经济困难，归根到底还是与认识相关。

废旧电池的回收是件利国利民的大事，建立一个完善有效的回收网络和体系，加强宣传引导，科学地认识废电池对环境的影响。鼓励公民积极参与回收废电池的活动。 对废旧电池做善后处理的同时，也需要从源头上做出努力，要求制造商逐步降低电池中汞含量，最终禁止向电池中添加汞，并且逐步淘汰含镉电池。

参考文献：

[1] 杨坤宇，《电源技术》

[2] 刑伟重，《矿冶》（北京），1996