重金属废水处理技术和资源化概述
1. 重金属废水的主要治理方法有哪些，它的各自特点是什么
重金属废水的常用处理技术方法及特点：
一、化学沉淀
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，包括中和沉法和硫化物沉淀法等。
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。实践证明在操作中需要注意以下几点：
(1)中和沉淀后，废水中若pH值高，需要中和处理后才可排放；
(2)废水中常常有多种重金属共存，当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时，pH值偏高，可能有再溶解倾向，因此要严格控制pH值，实行分段沉淀；
(3)废水中有些阴离子如：卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物，因此要在中和之前需经过预处理；
(4)有些颗粒小，不易沉淀，则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。
2、 硫化物沉淀法
加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀后从废水中去除的方法。
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，反应时最佳pH值在7—9之间，处理后的废水不用中和。硫化物沉淀法的缺点是：硫化物沉淀物颗粒小，易形成胶体；硫化物沉淀剂本身在水中残留，遇酸生成硫化氢气体，产生二次污染。为了防止二次污染问题，在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子(该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高)。由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解，这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来，同时能够有效地避免硫化氢的生成和硫化物离子残留的问题。
二、氧化还原处理
1、化学还原法
电镀废水中的Cr主要以Cr6+离子形态存在，因此向废水中投加还原剂将Cr6+还原成微毒的Cr3+后，投加石灰或NaOH产生Cr(OH)3沉淀分离去除。化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一，在中国有着广泛的应用，其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水冲击。根据投加还原剂的不同，可分为FeSO4法、NaHSO3法、铁屑法、SO2法等。
应用化学还原法处理含Cr废水，碱化时一般用石灰，但废渣多；用NaOH或Na2CO3，则污泥少，但药剂费用高，处理成本大，这是化学还原法的缺点。
2、 铁氧体法
铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。在含Cr废水中加入过量的FeSO4，使Cr6+还原成Cr3+，Fe2+氧化成Fe3+，调节pH值至8左右，使Fe离子和Cr离子产生氢氧化物沉淀。通入空气搅拌并加入氢氧化物不断反应，形成铬铁氧体。其典型工艺有间歇式和连续式。铁氧体法形成的污泥化学稳定性高，易于固液分离和脱水。铁氧体法除能处理含Cr废水外，特别适用于含重金属离子种类较多的电镀混合废水。中国应用铁氧体法已经有几十年历史，处理后的废水能达到排放标准，在国内电镀工业中应用较多。
铁氧体法具有设备简单、投资少、操作简便、不产生二次污染等优点。但在形成铁氧体过程中需要加热(约70oC)，能耗较高，处理后盐度高，而且有不能处理含Hg和络合物废水的缺点。
3、电解法
电解法处理含Cr废水在中国已经有二十多年的历史，具有去除率高、无二次污染、所沉淀的重金属可回收利用等优点。大约有30多种废水溶液中的金属离子可进行电沉积。电解法是一种比较成熟的处理技术，能减少污泥的生成量，且能回收Cu、Ag、Cd等金属，已应用于废水的治理。不过电解法成本比较高，一般经浓缩后再电解经济效益较好。
近年来，电解法迅速发展，并对铁屑内电解进行了深入研究，利用铁屑内电解原理研制的动态废水处理装置对重金属离子有很好的去除效果。
另外，高压脉冲电凝系统()为当今世界新一代电化学水处理设备，对表面处理、涂装废水以及电镀混合废水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有显著的治理效果。高压脉冲电凝法比传统电解法电流效率提高20%—30%；电解时间缩短30%—40%；节省电能达到30%—40%；污泥产生量少；对重金属去除率可达96%一99%。
三、溶剂萃取分离溶剂萃取法是分离和净化物质常用的方法。由于液一液接触，可连续操作，分离效果较好。使用这种方法时，要选择有较高选择性的萃取剂，废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在，例如在酸性条件下，与萃取剂发生络合反应，从水相被萃取到有机相，然后在碱性条件下被反萃取到水相，使溶剂再生以循环利用。这就要求在萃取操作时注意选择水相酸度。尽管萃取法有较大优越性，然而溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大，使这种方法存在一定局限性，应用受到很大的限制。
四、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有效方法。利用吸附法处理电镀重金属废水的吸附剂有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖树脂等。活性炭装备简单，在废水治理中应用广泛，但活性炭再生效率低，处理水质很难达到回用要求，一般用于电镀废水的预处理。腐植酸类物质是比较廉价的吸附剂，把腐植酸做成腐植酸树脂用以处理含Cr、含Ni废水已有成功经验。有相关研究表明，壳聚糖及其衍生物是重金属离子的良好吸附剂，壳聚糖树脂交联后，可重复使用10次，吸附容量没有明显降低。利用改性的海泡石治理重金属废水对Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力，处理后废水中重金属含量显著低于污水综合排放标准。另有文献报道蒙脱石也是一种性能良好的粘土矿物吸附剂，铝锆柱撑蒙脱石在酸性条件下对Cr6+的去除率达到99%，出水中Cr6+含量低于国家排放标准，具有实际应用前暑。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。
五、膜分离法
膜分离法是利用高分子所具有的选择性来进行物质分离的技术，包括电渗析、反渗透、膜萃取、超过滤等。用电渗析法处理电镀工业废水，处理后废水组成不变，有利于回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金属离子废水都适宜用电渗析处理，已有成套设备。反渗透法已大规模用于镀Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金属废水处理。采用反渗透法处理电镀废水，已处理水可以回用，实现闭路循环。膜萃取技术是一种高效、无二次污染的分离技术，该项技术在金属萃取方面有很大进展。
六、离子交换法
离子交换处理法是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法，应用的离子交换剂有离子交换树脂、沸石等等，离子交换树脂有凝胶型和大孔型。前者有选择性，后者制造复杂、成本高、再生剂耗量大，因而在应用上受到很大限制。离子交换是靠交换剂自身所带的能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子通过离子交换来实现的。推动离子交换的动力是离子间浓度差和交换剂上的功能基对离子的亲和能力，多数情况下离子是先被吸附，再被交换，离子交换剂具有吸附、交换双重作用。这种材料的应用越来越多，如膨润土，它是以蒙脱石为主要成分的粘土，具有吸水膨胀性好、比表面积大、较强的吸附能力和离子交换能力，若经改良后其吸附及离子交换的能力更强。但是却较难再生，天然沸石在对重金属废水的处理方面比膨润土具有更大的优点：沸石是含网架结构的铝硅酸盐矿物，其内部多孔，比表面积大，具有独特的吸附和离子交换能力。研究表明，沸石从废水中去除重金属离子的机理，多数情况下是吸附和离子交换双重作用，随流速增加，离子交换将取代吸附作用占主要地位。若用NaCl对天然沸石进行预处理可提高吸附和离子交换能力。通过吸附和离子交换再生过程，废水中重金属离子浓度可浓缩提高30倍。沸石去除铜，在NaCl再生过程中，去除率达97%以上，可多次吸附交换，再生循环，而且对铜的去除率并不降低。
2. 国内外处理重金属废水技术研究进展得如何
上述各种处理重金属废水的方法有很多优点，但是也存在技术、经济效回益和环境保护等问题，答为了满足日益严格的环保要求，对于研发新技术势在必行。重金属废水水质复杂，金属种类繁多，加强各种处理技术的综合应用，将处理后的重金属充分回收、废水回用，以达到经济效益和环境效益相统一，将是今后重金属废水处理技术的发展趋势。
3. 含重金属废水处理的处理方法
含重金属废水处理使用膜处理技术：
其中纳滤可以浓缩废水中金属离子、盐类等，反渗透可以膜截留金属离子和有机添加剂，而让水分子透过膜，而达到分离、浓缩目的。
含重金属废水进入处理系统，根据需要，经过复合试剂预处理，减少其它离子对膜系统的影响，之后通过纳滤膜、反渗透膜实现物料分离、浓缩。
本系统设置多套纳滤装置，既可以辅助实现浓缩倍数的要求，也可以切换实现出水重金属离子实现达标排放的要求。
重金属废水来源及其处理原则：
重金属废水主要来自矿山、冶炼、电解、电镀、农药、医药、油漆、颜料等企业排出的废水。废水中重金属的种类、含量及存在形态随不同生产企业而异。由于重金属不能分解破坏，而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理和化学形态。
例如，经化学沉淀处理后，废水中的重金属从溶解的离子形态转变成难溶性化台物而沉淀下来，从水中转移到污泥中；经离子交换处理后，废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上，经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。
因此，重金属废水处理原则是：首先，最根本的是改革生产工艺．不用或少用毒性大的重金属。其次是采用合理的工艺流程、科学的管理和操作，减少重金属用量和随废水流失量，尽量减少外排废水量。
4. 重金属工业废水处理技术有哪几种
重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水。重金属(如含镉、镍、汞、锌等)废水是对一环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一，其水质水量与生产工艺有关。废水中的重金属一般不能分解破坏，只能转移其存在位置和转变其物化形态。水体的重金属污染已经成为当今世界最严重的环境之一。
目前重金属废水处理常用的技术有：①化学法：化学沉淀法，氧化还原法，溶剂萃取分离；②物理化学法：离子交换法，吸附法，膜分离技术；③生物法：植物修复法，生物絮凝法，生物吸附法。由于传统化学、物理治理方法有成本高、操作复杂、效果不稳定等缺点，生物治理技术在处理含重金属离子的废水中，因其成本低、效率高的优点日益受到人们的重视。
1 植物修复法
植物修复是一种利用自然生长的植物或者遗传工程培育植物修复重金属污染环境的技术总称。植物去除重金属污染的修复类型有四种：植物吸收、植物挥发、植物吸附和植物稳定。利用植物通过吸收、沉淀、富集等作用提取、分解、吸收、转化或固定地表水、地下水中的重金属，降低其重金属含量，以达到治理污染，修复环境的目的。在植物修复技术中能用到的植物有传统作物和水生植物等。渠荣遴等在对低浓度含重金属废水的植物修复作用研究中对比讨论玉米、向日葵、蓖麻种苗对水体中锌、铜的去除效果，发现选择传统作物种苗进行低浓度含重金属废水的植物修复具有良好的修复前景，如在Cu 浓度为10 mg/L 时，向日葵茎中Cu 的积累可达到1.90 mg/g 干重、玉米茎中Cu 的积累可达到1.17 mg/g 干重；在Zn 浓度为100 mg/L 时，向日葵茎中Zn 的积累可达到7.88 mg/g 干重、蓖麻茎中Zn 的积累可达到7.08mg/g 干重。王谦等在综述利用大型水生植物植物修复重金属水体的研究进展中，对几种生活型水生植物(挺水、漂浮、浮叶和沉水)在重金属污染水体中对重金属的蓄积效果对比分析可以看出大型水生植物对重金属污染有着很好的去除效果。用植物修复技术处理重金属废水的优点是成本低，不会造成二次污染，且可以利用组织培养技术、基因工程技术对植物进行筛选、培育，使其对重金属污染具有良好的蓄积、去除能力，但其也有一定的局限性，植物会受季节、植物培养周期和植物具有选择性的限制。
5. 国内外重金属废水处理技术的现状如何
近年来，随着工业化进程加快，大量含有重金属的工业废水和城市生活污水排放到环境中，对大气、土壤和水环境造成了严重污染。重金属废水主要含有砷、汞，铅、铜、锌、铬、镍等元素，大多数来源于电镀、冶金、矿山、石油化工等行业，重金属废水具有毒性强、持久性，不可降解性等特点，这些重金属在水体中可通过食物链影响动植物生长最终威胁人类健康。水体重金属污染已成为当今主要的环境问题之一，因此如何无害化处理好重金属废水已是当前的亟待解决的工作，现阶段无害化处理重金属废水的方法可分为三类：物理法，包括膜分离法、吸附法、溶剂萃取法、离子交换法、蒸发浓缩法等；化学法，包括化学沉淀法、电化学法；生物法，包括生物修复法、生物絮凝法、生物吸附法。
6. 重金属废水处理的方法有哪些
重金属废水常见于电镀、电子工业和冶金工业，尤其是电镀、电子工业废水，它的成分非常复杂，除含氰(CN-)废水和酸碱废水外，根据重金属废水中所含重金属元素进行分类，一般可以分为含铬(Cr)废水、含镍(Ni)废水、含镉(Cd)废水、含铜(Cu)废水、含锌(Zn)废水、含金(Au)废水、含银(Ag)废水等。
废水中的重金属是各种常用方法不能分解破坏的，而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理和化学形态。例如，经化学沉淀处理后，废水中的重金属从溶解的离子状态转变成难溶性化合物而沉淀下来，从水中转移到污泥中；经离子交换处理后，废水中的金属离子转移到离子交换树脂上；经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。总之，重金属废水经处理后形成两种产物，一是基本上脱除了重金属的处理水，一是重金属的浓缩产物。重金属浓度低于排放标准的处理水可以排放；如果符合生产工艺用水要求，最好回用。
重金属废水处理方法通常有沉淀法、物理化学法、电化学处理技术、生物化学法；以上所述方法都有各自的优缺点，在使用这些方法的时候需要根据重金属废水的具体特点进行方案的设计。很多时候，单一的方法往往很难取得较好的效果，同时使用两种或者多种方法则可以更好更快地达到治理重金属废水的目的。
7. 重金属废水的处理方法
可分为两类：一是使废水中呈溶解状态的重金属转变成不溶的重金属化合物或元素，经沉淀和上浮从废水中去除，可应用中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分离法、离子浮选法、电解沉淀或电解上浮法、隔膜电解法等；二是将废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和分离，可应用反渗透法、电渗析法、蒸发法、离子交换法等。第一类方法特别是中和沉淀法、硫化物沉淀法和电解沉淀法应用最广。从重金属废水回用的角度看，第二类方法比第一类优越，因为用第二类方法处理，重金属是以原状浓缩，不添加任何化学药剂，可直接回用于生产过程。而用第一类方法，重金属要借助于多次使用的化学药剂，经过多次的化学形态的转化才能回收利用。一些重金属废水如电镀漂洗水用第二类方法回收，也容易实现闭路循环。但是第二类方法受到经济和技术上的一些限制，目前还不适于处理大流量的工业废水如矿冶废水。这类废水仍以化学沉淀为主要处理方法，并沿着有利于回收重金属的方向改进。
电解法：比较广泛地用于处理含氰的重金属废水。以电解氧化使氰分解和使重金属形成氢氧化物沉淀的方式去除废水中的氰和重金属。硫化汞废渣用电解法处理能高效地回收纯汞或汞化物。
上浮法：废水中的重金属氢氧化物和硫化物还可用鼓气上浮法去除，其中以加压溶气上浮法最为有效。电解上浮法能有效地处理多种重金属废水，特别是含有重金属络合物的废水。这是因为在电解过程中能将重金属络合物氧化分解生成重金属氢氧化物，它们能被铝或铁阳极溶解形成的活性氢氧化铝或氢氧化铁吸附，在共沉作用下完全沉淀。废水中的油类和有机杂质也能被吸附，并借助阴极上产生的细小氢气泡浮上水面。此法处理效率高，在电镀废水处理中往往作为中和沉淀处理后的进一步净化处理措施。
离子浮选法：往重金属废水中投加阴离子表面活性剂，如黄原酸钠、十二烷基苯磺酸钠、明胶等，与其中的重金属离子形成具有表面活性的络合物或螯合物。不同的表面活性剂对不同的金属离子或同一种表面活性剂在不同的pH值等条件下对不同的重金属离子具有选择络合性，从而可对废水中的重金属进行浮选分离。此法可用于处理矿冶废水。
离子交换和吸附：废水中的重金属如果以阳离子形式存在，用阳离子交换树脂或其他阳离子交换剂处理；如果以阴离子形式存在，如氯碱工业的含汞废水中的氯化汞络合阴离子（HgCl4）-2，氰化电镀废水中的重金属氰化络合阴离子Zn(CN)厈、Cd(CN)+、Cu(CN)，含铬废水中的铬酸根阴离子CrO-，则用阴离子交换树脂处理。
活性炭能在酸性(pH值2～3)条件下从低浓度含铬废水中有效地去除铬。含硫活性炭能有效地去除废水中的汞。活性炭还可用于处理含锌和铜的电镀废水。活性炭能吸附CN-,并在有Cu2+和O2存在的条件下使CN-氧化，从而使吸附CN-的部位得到再生。
膜法：主要有电渗析和反渗透法。电渗析的特点是浓缩倍数有限,须经多级电渗析处理,才能把废水中有用物质浓缩到可回用的程度。反渗透法用于处理镀镍、镀铜、镀锌、镀镉等电镀漂洗废水。对镍、铜、锌、镉等离子的去除率大都大于99%。因此重金属废水通过反渗透处理就能浓缩和回用重金属，反渗透水（产水）质量好时也可回用。
纳米重金属水处理技术：
纳米材料因其比表面积远超普通材料，故同一种物质将会显示出不同的物化特型，很多新型的纳米材料都不断地在水处理行业中实验、实践。被环保部、科技部、工信部、财政部四部委联合审批立项为“2011年国家重大科技成果转化项目”———纳米水处理工艺及系列产品，在江西铜业股份有限公司应用取得了历史性的突破，填补了国内空白 。
国内通常采用的重金属废水处理方法，包括石灰中和法和硫化法等。这些传统的处理工艺，虽然可以将废水中的重金属去除掉，但是处理效果并不稳定，处理后回收的清水水质仍难以确保稳定达标排放，而且还会产生二次污染。纳米重金属水处理技术不仅能使处理后的出水水质优于国家规定的排放标准且稳定可靠，投资成本和运行成本较低，与水中重金属离子反应快，吸附、处理容量是普通材料的10倍到1000倍，而且使沉淀的污泥量较传统工艺降低50%以上，污泥中杂质也少，有利于后续处理和资源回收。有数据显示，同样是每日处理300立方米重金属污水量，传统工艺每天要产生25吨石灰渣污泥，而采用纳米技术后每月只产生25吨纳米金属泥。尤其值得关注的是，这种污泥中的重金属单位含量提高了30倍。若以铜冶炼厂的废水处理为例，其回收的纳米铜泥品位已达到20%，完全可以作为铜矿资源再生利用。
8. 含重金属废水处理的主要技术有膜分离法吗
有的。其中还主要包含溶剂萃取分离、离子交换法及吸附法。
溶剂萃取分离
溶剂萃取法是分离和净化物质常用的方法。由于液液接触，可连续 操作，分离效果较好。使用这种方法时，要选择有较高选择性的萃取
剂，废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在，例如在酸性条件 下，与萃取剂发生络合反应，从水相被萃取到有机相，然后在碱性条
件下被反萃取到水相，使溶剂再生以循环利用。这就要求在萃取操作 时注意选择水相酸度。尽管萃取法有较大优越性，然而溶剂在萃取过
程中的流失和再生过程中能源消耗大，使这种方法存在一定局限性， 应用受到很大的限制。
离子交换法
离子交换法是重金属离子与离子交换剂进行交换，达到去除废水中 重金属离子的方法。常用的离子交换剂有阳离子交换树脂、阴离子交
换树脂、螯合树脂等。几年来，国内外学者就离子交换剂的研制开发 展开了大量的研究工作。随着离子交换剂的不断涌现，在电镀废水深
度处理、高价金属盐类的回收等方面，离子交换法越来越展现出其优 势。离子交换法是一种重要的电镀废水治理方法，处理容量大，出水
水质好，可回收重金属资源，对环境无二次污染，但离子交换剂易氧 化失效，再生频繁，操作费用高。
膜分离技术
膜分离技术是利用一种特殊的半透膜，在外界压力的作用下，不改 变溶液中化学形态的基础上，将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法，
包括电渗析和隔膜电解。电渗析是在直流电场作用下，利用阴阳离子 交换膜对溶液阴阳离子选择透过性使水溶液中重金属离子与水分离 的一种物理化学过程。
隔膜电解是以膜隔开电解装置的阳极和阴极而 进行电解的方法，实际上是把电渗析与电解组合起来的一种方法。上
述方法在运行中都遇到了电极极化、结垢和腐蚀等问题。
吸附法
吸附法是利用多孔性固态物质吸附去除水中重金属离子的一种有效 方法。吸附法的关键技术是吸附剂的选择，传统吸附剂是活性炭。活
性炭有很强吸附能力，去除率高，但活性炭再生效率低，处理水质很 难达到回用要求，价格贵，应用受到限制。近年来，逐渐开发出有吸
附能力的多种吸附材料。有相关研究表明，壳聚糖及其衍生物是重金 属离子的良好吸附剂，壳聚糖树脂交联后，可重复使用 10 次，吸附
容量没有明显降低。利用改性的海泡石治理重金属废水对 Pb2+、 Hg2+、Cd2+ 有很好的吸附能力，处理后废水中重金属含量显著低于 污水综合排放标准。
另有文献报道蒙脱石也是一种性能良好的粘土矿 物吸附剂， 铝锆柱撑蒙脱石在酸性条件下对 Cr 6+的去除率达到 99%， 出水中 Cr
6+含量低于国家排放标准，具有实际应用前景。
9. 重金属废水处理新技术有哪些
用离子交换树脂吸附，分别洗脱，达到回收金属与金属分离的目的