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3000+企业,100个行业正在使用凡清水处理药剂138-2928-8667
工业重金属废水来源于电镀、冶金、电子及化工等行业,含铬(Cr)、镉(Cd)、铅(Pb)、铜(Cu)等毒性强、难降解的金属离子。若直接排放,将引发水体生态链污染,并通过生物富集威胁人类健康。各国对此类废水设定了严苛排放标准(如 Cd<0.1 mg/L、Cr<0.5 mg/L),推动多种深度处理技术的发展与应用。
一、化学沉淀法:经典高效的主流工艺
通过化学药剂使溶解态重金属转化为不溶性沉淀物分离,兼具成本低与操作简易性:
1. 氢氧化物沉淀:投加石灰(Ca(OH)₂)或NaOH,生成金属氢氧化物沉淀。需精准控制pH(如Cr³⁺沉淀pH=8~10,Zn²⁺在pH=9~10易返溶),并添加PAC等絮凝剂加速沉降。
2. 硫化物沉淀:加入Na₂S或H₂S,形成溶度积更小的金属硫化物(如CdS、HgS)。沉渣量减少40%,金属回收纯度提升,但硫化物颗粒细微难沉降,需耦合絮凝技术。
3. 还原沉淀(针对高价态金属):用硫酸亚铁或NaHSO₃将Cr⁶⁺还原为Cr³⁺,再沉淀去除,是电镀含铬废水处理的核心工艺。
局限性:沉淀法常残留5~20 mg/L重金属,需后续深度处理,且污泥处置不当易造成二次污染。
二、物理化学法:深度净化的关键手段
吸附法
活性炭/树脂吸附:活性炭凭借高比表面积物理吸附低浓度重金属;离子交换树脂(如阳离子树脂Tulsimer CH-90)通过羧基、氨基螯合金属离子,可将Cu²⁺、Ni²⁺降至0.1 ppm以下,但再生成本高。
生物吸附创新:改性农业废弃物(如棕榈壳炭)或微生物制剂成为新兴低成本吸附剂。壳聚糖包覆棕榈壳炭对Cr吸附容量达154 mg/g,且可生物降解。
膜分离技术
反渗透(RO)、电渗析(ED)能实现重金属浓缩液回收与净水回用。RO处理电镀镍废水回收率>95%,但需预处理防止膜堵塞,适用于小水量高价值场景。
三、电化学法:高效回收金属资源
1. 电解沉积:直接通电还原阴极重金属(如Cu²⁺→Cu),适合高浓度电镀液再生,但对<100 mg/L废水效率低。
2. 电絮凝:以铁/铝阳极电解产生絮凝剂,同步实现氧化还原与絮凝,对As、Cd去除率超90%,能耗较高是其瓶颈。
四、生物化学法:绿色技术的突破
利用微生物代谢或植物富集实现重金属固定:
1. 生物硫化:厌氧条件下硫酸盐还原菌生成H₂S,与重金属形成硫化物沉淀。处理含Cr⁶⁺ 40 mg/L废水时,去除率高达99.97%。
2. 微生物絮凝:菌胶团分泌物(如多糖、蛋白质)络合重金属离子,形成可沉降絮体,对Hg²⁺、Ag⁺特异性强,无二次污染。
3. 植物修复:凤眼莲、蜈蚣草等富集植物吸收水中Cd、As,适用于低浓度废水生态修复。
五、组合工艺:应对复杂废水的趋势
单一技术难以满足严苛标准,工程中常采用多级联用:
1. 沉淀+吸附:石灰初步沉淀后,用活性炭或树脂深度吸附,确保重金属<0.1 ppm。
2. Fenton-硫化物耦合:通过Fenton氧化破络,再结合硫化物深度沉淀,可将剧毒铊(Tl)降至<1 μg/L,同步去除多种伴生金属。
3. 生物+膜集成:生物处理去除可降解有机物后,RO膜截留残余重金属离子,实现近零排放。
未来方向与挑战
随着资源回收需求增长,污泥中重金属提取(如从电镀污泥回收镍)及生物吸附剂规模化成为研发热点。实践选择需遵循“以废治废”原则:高浓度废水(>100 mg/L)首选化学沉淀;低浓度或回用水需求场景适用吸附/膜技术;而生化法则在低碳要求下凸显潜力。通过智能监控与工艺优化,重金属废水治理正迈向“达标排放-资源回收-能源节约”的三维目标。