络合重金属废水处理方法

今天漓源环保给大家介绍一下络合重金属废水处理方法，对于以自由离子形态存在的重金属，通常用加碱沉淀的方法可以将之基本去除，但对于络合态的重金属，由于重金属离子与络合剂的配位体之间的强结合能力，采用普通加碱沉淀法难以达到综合废水排放标准。

现有的络合重金属废水处理方法主要可分为3类：一是破除络合剂后用普通的重金属离子沉淀剂进行沉淀。二是采用较原络离子络合常数大得多的、络合后可产生沉淀的药剂，强行地从原络离子中置换金属离子，生成络合沉淀以去除重金属。这两类方法都是通过使废水中呈溶解状态的络合重金属转变为不溶的重金属化合物，再经沉淀或浮选从废水中除去。具体方法有硫化物沉淀法、螯合沉淀法、Fenton氧化法、铁屑还原法等。三是将废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行吸附和分离，具体方法有吸附法、离子交换法等。

1、化学沉淀法

1.1硫化物沉淀法

硫化物沉淀法是向络合重金属废水中加入S2-（如硫化钠）以形成溶解度很小的硫化物沉淀（如CuS），从而去除重金属的处理方法。一般硫化物沉淀的溶度积比氢氧化物沉淀的溶度积小几个数量级，金属硫化物即使在酸性溶液中也不易溶解。

硫化物沉淀法具有成本低、操作简便的优点，但也存在以下问题：硫化物沉淀颗粒小，易形成胶体，给分离带来困难；沉淀物在空气中易被氧化，遇酸易分解，存在一系列环境问题；硫化物沉淀剂本身也会在水中残留，硫化钠、硫化氢钠等无机硫化物与HCl、H2SO4、FeCl3、Al2（SO4）3等酸性物质接触时，会产生大量的硫化氢气体，形成二次污染，不容易操作。

1.2螯合沉淀法

螯合沉淀法（或重金属捕集法）是近年来发展起来的重金属治理方法。它是在常温下利用螯合剂或重金属捕集剂与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子发生螯合反应，生成水不溶性的螯合盐，再加入少量有机或无机絮凝剂形成絮状沉淀，从而达到捕集去除重金属的目的。近年来越来越多的学者都自己开发合成各种重金属螯合剂，以用于处理络合重金属废水。

2、氧化法

2.1Fenton试剂氧化－沉淀法

Fenton试剂催化氧化是过氧化氢在Fe2+的催化作用下，分解产生具有很高氧化还原电位（2.80V）的·OH，·OH能将重金属络合物氧化破络，破络后重金属变成游离态重金属离子，此时再加碱沉淀，即可将重金属去除。

由于应用Fenton氧化法去除络合重金属废水所需氧化剂用量大，因此药剂费用高，在实际工程中应用时受到一定的限制。

2.2光催化氧化

光催化法是一种环境友好的水处理方法。它利用光催化剂表面的光生电子或空穴等活性物种，通过还原或氧化反应去除重金属。近些年来，光催化法处理重金属废水得到了一定的研究。光催化法以其低耗能、无毒化、选择性好、常温常压、快速高效等优点而日益得到重视。实验室常用的光催化剂有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SrTiO3、SnO2、WSO2、Fe2O3等，其中TiO2以良好的光催化热力学和动力学优势而被更多地采用。

TiO2光催化法能在常温常压下反应，兼具氧化和还原特性，具有反应彻底，不产生二次污染的特点，在去除重金属离子废水中显示了其独到的优势。但从实际应用的角度出发，光催化法还存在着许多问题，如重金属离子在光催化剂表面的吸附率低、光催化剂的吸光范围窄等。

3、铁屑还原法

铁屑还原法是利用铁屑作为还原剂将络合重金属废水的重金属离子还原析出重金属单质的处理方法。铁屑还原法也称内电解、微电解、零价铁法，其反应过程原理是：络合重金属废水先在酸性条件下（pH为3.0～4.0）进行电化学反应（微电解反应）和置换反应等，使铜等重金属与络合剂分离开来，同时包括部分络合剂（螯合剂）在内的大分子有机物降解成小分子有机物或被彻底分解，经铁屑反应后，再加碱液调节废水至碱性，废水在碱性条件下发生铁氧体反应、酸碱中和反应、混凝反应的同时，还发生新的络合反应，其中高价态的Fe3+可与EDTA优先发生络合反应，终将铜等重金属离子从络合物中解离出来并沉淀去除。

处理络合重金属废水时，铁屑还原法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉等优点，有着良好的工业应用前景。但同时也存在铁屑结块等问题。特别是当废水酸性过大、反应时间过长时，该方法耗铁量较大，中和调pH所需投碱量大，并且产泥量增加，加大了脱水负担。

4、吸附法

采用吸附法处理水中的络合重金属主要是利用吸附材料的高比表面积或者通过特殊功能基团对水中重金属离子进行物理吸附或者化学吸附。利用各种吸附材料来吸附处理络合重金属废水的研究早已有报道，如活性炭、铁矿石、赤泥、壳聚糖、植物根茎等。此外还有利用丰富的硅藻土资源制备对Cu2+、Cd2+处理效果较好的吸附剂，利用褐煤、草炭、风化煤、陶粒、黏土等作为重金属离子吸附剂，利用天然沸石资源，如丝光沸石、斜发沸石、膨润土等作为重金属离子吸附剂的研究报道。

5、离子交换法

离子交换法是一种借助于离子交换材料上的可交换离子与废水溶液中相同电性的离子进行交换反应而除去水中有害离子的处理方法。常用的离子交换材料有腐殖酸物质、离子交换树脂、黄原酸酯、离子交换纤维等，目前使用多的是离子交换树脂。

离子交换树脂是一种具有离子交换吸附功能的高分子材料，树脂上的羟基、羧基、氨基等活性基团能够与水中的重金属离子或其络合阴离子进行螯合，形成具有网状结构的笼状分子，从而能够有效吸附金属离子，达到去除水中重金属离子的目的。

应用离子交换法处理重金属废水，不仅树脂可以再生，而且操作简单、工艺条件成熟。但由于存在交换树脂易饱和、络合物易使交换树脂污染或老化、树脂再生频繁等缺点，使得离子交换法一般不直接用于络合重金属废水处理，而是作为后续保障措施而加以应用。

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