工业废水中重金属的处理技术及方法分析

古 健

（广州市环境监测中心站，广东广州 510030）

工业废水中重金属的处理技术及方法分析

古 健

（广州市环境监测中心站，广东广州 510030）

阐述了工业废水中重金属的处理技术，包括离子交换树脂法、膜处理技术、电去离子技术EDI等，分析了这些方法的特点、发展和实际运用。在此基础上介绍了几种高效的处理方法，包括零排放的处理方法和重金属离子回收利用方法，以实现工业废水零排放目标。

工业废水；重金属；膜处理处理技术

随着我国社会经济的持续发展及科技的进步，工业行业得到了迅速的发展。在工业企业生产的过程中，出现了大量的工业废水，工业废水的出现直接影响到人们的正常生活，给周边环境带来了较大的破坏，同时也是最难处理的废水之一。这是因为工业废水中含有大量的有毒有害物质，以及易于在环境中富集的重金属离子。重金属对人体的危害极大。据统计，到2012年为止，中国工业废水排放量占总废水的30%左右，其中，排在前四位的重金属是汞、镉、铅和砷。这些重金属废水如果不及时得到处理，将会威胁到人体健康和影响到生态环境。笔者结合工作实践，对工业废水中重金属的处理技术及方法进行了探讨，旨在实现重金属零排放的目标。

1 工业废水中重金属的处理技术

工业废水中重金属的处理方法主要包括以下几种：离子交换树脂法、化学沉淀法、膜处理法、电去离子技术EDI等。其中，化学沉淀法在重金属废水处理中得到广泛应用，但此方法对废水处理中如pH值、温度、金属离子浓度等要求较高，且沉淀污泥的处理难度大。然而，离子膜处理法具有较高的去除效率，且可以对金属离子进行回收利用等，因此成为工业废水处理中未来的应用趋势。下面结合笔者的工作实践，就工业废水中重金属处理中的相关技术进行简要的阐述。

1.1 离子交换树脂法

离子交换法主要是指液相与固相中的离子之间所产生的化学反应，其中离子交换树脂具有一定的吸附能力。而中离子交换树脂一般由母体和螯合功能基团组成，与传统的离子交换树脂相比，具有明显的静电作用，因此能够促进树脂与金属离子的有效结合，且具有较高的选择性。

1.2 膜处理技术

膜是一种材料，在分子范围内具有一定的分离功能，且不需添加任何物质。膜处理技术作为一种非常有前景的新技术，具有能耗少、操作简便、无二次污染、易于回收等优势，从而在金属离子去除回收中得到了广泛应用。其中，膜处理技术中最有代表性的反渗透技术在现实中运用较多。陈明[1]等在某金铜矿山酸性废水处理设计中，设计了一套预处理＋两级反渗透的处理系统，其对Cu2＋的去除率达到了99%以上，而对于含金属离子的工业废水来说，如果采用单一的膜处理技术，很难达到最佳的处理效果，且出水难回用难度大。同时，对于高负荷废水，采用单一的膜处理技术，很容易受到污染；除此之外，膜处理技术具有较高的投资成本。可见，通过将这几种膜技术结合起来而形成一种新的集成技术，其处理效果将会更好。例如，在大量的案例研究中主要以RO膜或NF膜为基础，其他如絮吸附法、化学沉淀法、生物处理法等。

1.3 电去离子技术（EDI）

电去离子技术是指将离子与电渗析相互交换所形成的技术。例如，在某电镀厂漂洗废水处理中，高俊松[2]在废水处理中应用了电去离子技术，通过处理后发现，铜、镍、锌去除率较高，最高达到了99%。电去离子技术作为深度处理技术，在废水处理中得到了广泛应用。又如，某电子厂在废水处理中采用了全膜法[3]，这正说明了将EDI置于RO以后，能够将水中微量的离子去除，使其接近零排放的要求。

2 工业废水中重金属的处理方法

2.1 零排放的处理方法

“零排放”是指“废水零排放”，是一种近接于零排放标准。“零排放”的处理方法主要是指将能源排放至零的活动，通过合理利用资源，减少废水的排放量。要实现“零排放”的目标，需要做好以下两方面的工作：第一，要加强生产过程中排放的废弃物控制，将废弃物的排放量减少为零；第二，将废弃物转化成原料继续使用，以实现废弃物的回收利用。根据能量守恒定律分析，废弃物在转化过程中难以实现了100%转化目标，其中有一部分能源以其他形式排入到环境中。由此可见，要想实现废水的真正零排放目标，需引进一些新型技术，通过新技术的使用方法，将环境中废弃物回收回来，但这种方式具有成本高，难度较大等缺点。

2.2 重金属离子回收利用

2.2.1 膜处理技术与零排放技术

重金属的零排放技术是为了去除金属离子。膜处理技术由于具有高效率的去除效果而在重金属废水处理中得到广泛应用。在重金属废水处理中，主要以膜处理为零排放的核心单元。在电镀废水治理过程中，卢月红等[4]通过运用超滤反渗透膜集成技术，在萃取浓缩液中通过采用萃取剂进行萃取，并重新使用浓缩液。陈业钢[5]采用电镀废水零排放方案，该方案是一套自主研发的方案，主要由三部分组成：重金属析出剂、微孔膜过滤预处理和反渗透净化分离。其中，重金属析出剂所产生的离子能够迅速反应，并与固液产生分离，当分离以后，重金属析出率达到了99%，可以重新使用重金属和反复使用水循环，从而满足了重金属离子零排放的要求。

2.2.2 浓水处理技术与零排放技术

在膜处理技术使用过程中，需要满足以下几点要求：第一，要达到膜出水的零排放要求，二要满足浓水零排放要求。在国外浓水处理过程中，一般采用垃圾填埋、蒸发塘等直接、间接排放的处理方法。而在国内浓水处理过程中，一般采用就地排放，资源回用利用等处理方法。目前来说，回用于生产能够迅速地实现金属离子零排放，因此具有良好的应用前景。蒸发和结晶相结合，能够迅速得到固相金属盐，使金属离子得到回收利用，进而实现金属离子的零排放。例如，株冶集团的电镀锌厂[6]在炉窑冲渣中应用了反渗透浓水工艺。李文国[7]通过RO系统将含铜废水出水以后，将它用作冲洗水。

3 结束语

1）综上所述，在重金属离子处理的过程中，其重点工作是工业废水中的金属离子处理。一般情况下，我们主要采用高效率的去除方法，包括离子交换树脂法、膜处理法、电去离子处理法。然而，在膜处理法的应用中，由于膜很容易受到污染。所以我们要将各种膜处理方法进行结合，形成一种集成膜处理方法，这种处理方法逐渐成为了工业废水中重金属的处理的趋势。

2）对于工业废水金属离子，采用零排放处理技术，不仅可以提高出水质量，而且能够实现水资源循环利用，给工业企业带来良好的环境效益。同时，为了实现金属离子零排放目标，我们应以膜处理为处理单元，再结合离子交换、滤化学沉淀等达到去除重金属离子的目的。

3）工业废水零排放将成为促进工业企业持续发展的主要目标，而以膜处理技术为处理单元，结合其他工艺对金属资源回收利用、降低膜污染将成为金属离子零排放的发展方向。

[1]陈明倪，文黄，万抚.反渗透处理金铜矿山酸性废水[J].膜科学与技术，2008，28（3）：95-99.

[2]高俊松.电去离子技术净化电镀漂洗废水与浓缩回收重金属[D].浙江：浙江大学，2010.

[3]卢月红，陈彩平.膜技术治理电镀废水实现零排放[J].中国新技术产品，2009，（21）：4-5.

[4]陈业钢.电镀废水零排放及重金属浓缩回收技术简述[A].中国环境保护产业协会水污染治理委员会（CWPCC），2011：161-166.

[5]赵春霞.反渗透浓水处理现状与研究进展[J].中国给排水，2009（9）：1-5.

[6]何煌辉.株冶重金属废水零排放展[J].湖南有色金属，2009，25（5）：43-47.

[7]李文国.铜箔废水零排放处理[A].中国科学技术协会国家海洋局青岛市人民政府：2012，587-589.

Processing Techniques and Methods of Analysis of Heavy Metals in Industrial Waste Water

Gu Jian

Describes the heavy metals in industrial waste water treatment techniques，including ion exchange resin，membrane technology，electro-deionization EDI and other technologies to analyze the characteristics，development and practical application of these methods.On this basis，it introduces several efficient processing methods，including treatment and heavy metal ions zero emission recycling methods to achieve zero discharge of industrial wastewater targets.

industrial waste；heavy metal；membrane treatment process technology

X703

B

1003–6490（2016）04–0217–02

2016–04–13

古健（1980—），男，广东广州人，工程师，主要从事环境重金属监测工作。