郭一令，崔麗娜，齊海青

(青島理工大學 環(huán)境與市政工程學院，山東 青島 266033)

據(jù)不完全統(tǒng)計，我國電鍍產(chǎn)業(yè)每年排出的電鍍廢水有50%沒有達到電鍍污染物排放標準，尤其是廢水中含有重金屬離子，很難處理達標。因此，在選擇處理方法時，應先分析廢水類型和水質(zhì)情況，根據(jù)不同水質(zhì)選擇合適的處理技術(shù)。目前，國內(nèi)外常見的處理重金屬廢水方法有物理化學法、化學法、生物法三大類。

1 電鍍廢水處理方法

1.1 物理化學法

物理化學法一般包括吸附法、電解法、膜分離法、離子交換法等。

1.1.1 吸附法

吸附法是用同比表面積大和微孔結(jié)構(gòu)豐富的活性炭等材料對廢水中的重金屬離子進行吸附。傳統(tǒng)固體吸附劑有活性炭、硅藻土腐殖酸等。吸附法的優(yōu)點是成本低、材料來源廣泛，但是制得的吸附劑重金屬吸附后很難再生，較難再回收重金屬，吸附劑使用壽命短。O.I.Pomazkina[1]等人研究了天然沸石吸附重金屬離子的規(guī)律，得出鋅離子、鎳離子和銅離子在靜態(tài)條件下的吸附值分別是2.7 mg/g、4.8 mg/g和5.9 mg/g。在電鍍廢水處理中可以使用天然沸石作為吸附劑。

1.1.2 離子交換法

離子交換法是利用離子交換劑與電鍍廢水中的重金屬離子進行交換，從而使原水中重金屬離子濃度降低的原理[2]。Islam Aminul[3]等人合成了介孔縮水甘油基甲基丙烯酰二乙烯基苯螯合樹脂，優(yōu)化條件下對鎳的吸附容量是20.25 mg/g，且鎳回收率在96%以上。

離子交換法具有處理容量大、藥品消耗少、回收重金屬離子濃度高、循環(huán)用水等優(yōu)點，但是離子交換樹脂成本高且容易被污染，樹脂再生困難，工藝操作調(diào)試復雜，不適用于微小型企業(yè)處理電鍍廢水。

1.2 化學法

化學法是現(xiàn)階段電鍍廢水廠處理廢水最常用的方法，主要包括中和沉淀、硫化物沉淀法、鐵氧體法、Fenton氧化法、高級氧化法等。

1.2.1 中和沉淀法

中和沉淀法是最常見、最簡單的化學沉淀法。王勝凡[4]在他的文章里指出中和沉淀具有操作簡單、價格低廉應用范圍廣等優(yōu)點，也指出了中和沉淀法存在的一些不足，如中和沉淀后若pH值太高，還需加酸中和之后才能排放。

1.2.2 硫化物沉淀法

硫化物沉淀法是利用硫離子與廢水中的重金屬離子反應生成沉淀后將廢水中重金屬去除。一般常用的硫化物沉淀劑有硫化鈉、硫化氫等。趙盈利[5]等人采用化學沉淀法處理含鎳廢水，試驗表明，在pH=6.0、30 r/min攪拌30 min、硫化鈉投加量是40 g/L的條件下，廢水中鎳離子的去除效果最好，去除率達到了95.2%。

1.2.3 螯合沉淀法

螯合沉淀法是一種較為新型的廢水處理技術(shù)，能夠利用重金屬捕集劑強大的捕集能力對重金屬進行捕集和螯合，對電鍍廢水中重金屬離子尤其是絡合態(tài)重金屬有良好的去除效果。

在成分極其復雜的電鍍廢水中，只用一種廢水處理方法通常不能達到電鍍污染物排放標準。硫化物沉淀通常與其他工藝結(jié)合來處理重金屬廢水，如Mahsa Mohseni[6]等人首次合成AT-HBP作為多官能團螯合劑，并將其用于離心機和吸附改進超濾工藝中用于處理含有Cr3+和Cu2+的電鍍廢水。合成的AT-HBP聚合物對100 mg/L的Cr3+和Cu2+廢水去除率分別是93%和86%，吸附改進超濾工藝進一步提高了Cr3+的去除率，達到99.8%，對Cu2+的去除率提高到了94%。

1.2.4 Fenton氧化法

Fenton氧化法是利用過氧化氫在亞鐵離子的催化作用下分解產(chǎn)生了強氧化性的羥基自由基，能夠?qū)U水中絡合態(tài)重金屬離子破絡，此時溶液pH值為酸性，將廢水pH值調(diào)至堿性后可以把重金屬離子去除。

通常芬頓氧化都是作為電鍍廢水的預處理步驟，與其他工藝結(jié)合去除重金屬離子的研究報道比較多。Lei Wang[7]等人采用了芬頓氧化(FO)和循環(huán)鐵氧體(RF)工藝相結(jié)合的方法在常溫下處理Ni-EDTA混合廢水。通過研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)O工藝最佳反應條件是在pH值2.5、Fe2+投加量為450 mg/L、H2O2濃度1 800 mg/L，此時，Ni-EDTA去除率接近88.5%；FO工藝去除鎳最佳條件為pH值10.0、X=0.075、回流比是0.17，通過FO-RF最佳參數(shù)除去99.8%的鎳離子和9.4%的Ni-EDTA。

1.3 生物法

生物法處理電鍍廢水主要是通過人工培養(yǎng)的功能菌來完成的，主要有生物吸附法、生物絮凝法、植物修復法[8]等。

1.3.1 生物吸附法

生物吸附法又稱吸附再生法或接觸穩(wěn)定法。根據(jù)脫除機理不同，生物吸附主要有靜電吸引、離子交換、配合作用、細胞轉(zhuǎn)化、細胞吸收等幾種機理[9]。生物吸附劑根據(jù)來源可分為微生物和農(nóng)業(yè)廢棄物。微生物包括細菌、真菌、藻類等。農(nóng)業(yè)廢棄物有樹皮、橘子皮、木屑等[10]。Mohammoad Ajmal[11]等人研究了柑橘果皮對廢水中鋅、鎳、銅、鉛、鉻的吸附去除能力，研究結(jié)果顯示，廢水中Ni2+初始濃度是50 mg/L、pH值為6.0、溫度在50℃下，柑橘果皮對Ni2+最大吸附量達到了96%。此方法優(yōu)點在于柑橘果皮是一種廉價有效的吸附劑，廢吸附劑還可以再生回收利用。

1.3.2 生物絮凝法

生物絮凝法，顧名思義，是利用微生物或微生物代謝產(chǎn)物使得廢水中污染物凝聚在一起形成絮狀物，通過重力沉降從廢水中分離出來。與化學絮凝劑相比，微生物絮凝劑有更環(huán)保、效率高等優(yōu)點。

Yan Zhou[12]等人研究了堿性試劑和微生物絮凝劑GA1(MBFGA1)相結(jié)合去除廢水中的Ni2+。通過響應面法分析，從回歸方程計算得出的絮凝和生物吸附得出最優(yōu)條件是：1.3×10-2%(w/w)CaO，6.59×10-3%(w/w)MBFGA1，攪拌時間為61.97 min，其中Ni2+的去除率和生物吸附能力分別可達到99.35%和225.16 mg/g。

1.3.3 植物修復法

植物修復法是利用植物的吸收、沉淀、富集等作用來處理電鍍廢水中的重金屬和有機物，達到治理污水和修復生態(tài)的目的。植物修復是一種對環(huán)境友好、可回收重金屬的污染修復技術(shù)，沒有副作用且成本低，不僅可以用來修復廢水，還可以修復受污染的土壤等，是一種有很大發(fā)展前景的處理方式。但是，植物修復法試驗周期長，培育功能菌比較困難，現(xiàn)在國內(nèi)使用植物修復法處理工業(yè)廢水的工程技術(shù)不是很多。

Samuel Gemeda[13]等人以浮萍、睡蓮、水葫蘆三種漂浮水生植物為研究對象，研究其對廢水中Cr3+和Cr6+的去除效果。結(jié)果表明，鉻在植物組織中的積累顯著增加(P<0.05)，水葫蘆在10 mg/L廢水中Cr3+和Cr6+的最大累積量分別為322.57 mg/kg和82 mg/kg，浮萍在10 mg/L廢水中對Cr3+和Cr6+最大累積量分別為169.4 mg/kg 3和37.29 mg/kg。睡蓮表現(xiàn)出相對較低的去除性能，在5 mg/L廢水中對Cr3+和Cr6+最大累積量分別為160.82 mg/kg和28.78 mg/kg。研究表明，相比于睡蓮和浮萍，水葫蘆是一種更有效的植物修復鉻的方法。

2 結(jié)論與展望

第一，隨著電鍍行業(yè)的發(fā)展和環(huán)保要求的不斷提高，一般傳統(tǒng)的重金屬電鍍廢水處理方法技術(shù)已經(jīng)不能滿足新的電鍍污染物排放標準，因此，研究發(fā)展新型的電鍍廢水處理技術(shù)是現(xiàn)階段最主要的任務。

第二，傳統(tǒng)化學法和物理法處理技術(shù)各有利弊，存在處理過程產(chǎn)生污泥量多、容易造成二次污染等缺點，現(xiàn)階段考慮采用新型處理技術(shù)，如螯合沉淀法天然植物吸附法等，或者采用幾種處理技術(shù)相結(jié)合的組合工藝形式，可以避免或者減少二次污染的產(chǎn)生，提高重金屬電鍍廢水處理效率。

第三，生物法處理電鍍廢水具有很大的發(fā)展空間和發(fā)展前景。筆者認為，研究開發(fā)新的天然植物材料用于重金屬電鍍廢水的處理是今后的研究熱點。