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重金属是指密度大于4.5g/cm³的金属，包括金、银、铜、铁、汞、铅、镉、砷等。重金属工业废水主要来源于矿山开采、冶炼、电镀、化工生产等环节，这些废水具有成分复杂、浓度高、毒性大、处理难度大等特点，随着全球化和工业化进程的加快，重金属污染物的分布范围和浓度呈现上升趋势，对生态环境和人类健康构成严重威胁。

 

重金属工业废水处理方法的选择取决于废水的性质、浓度和处理要求等，本文主要介绍几种目前常用的重金属工业废水处理工艺。

 

氢氧化物沉淀法又称中和沉淀法，将碱性溶液加入重金属废水中，利用OH^-与重金属离子反应生成难溶的金属氢氧化物沉淀，通过过滤予以分离。该方法具有技术成熟、投资少、处理成本低、适应性强、管理方便、自动化程度高等优点。

 

将重金属废水pH值调节到一定碱性后，向重金属废水中投加硫化钠或硫化钾等硫化物，或者直接通入硫化氢气体，使重金属离子同硫离子反应生成难溶的金属硫化物沉淀，然后过滤分离。硫化物沉淀法具有沉渣量少，容易脱水，沉渣金属品位高等特点。

 

用还原剂将重金属废水中的重金属离子还原为金属单质或者价态较低的金属离子，先将金属过滤收集，然后再往处理液中加入石灰乳，使得还原态的重金属离子以氢氧化物的形式沉淀收集。较常使用的还原剂有硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、铁粉等。

 

 

离子交换法广泛应用于工业废水、生活污水和土壤修复，且在实际应用中，离子交换法与其他水处理技术(如絮凝、沉淀等)结合，可以进一步提高处理效果和扩大适用范围。随着环保要求的提高，离子交换法在重金属污染物去除中的应用前景广阔。

 

（1）阳离子交换反应:

阳离子交换树脂上的阳离子与水中的重金属离子发生交换反应，生成可溶性重金属盐，从而实现重金属离子的去除。

 

（2）阴离子交换反应:

阴离子交换树脂上的阴离子与水中的重金属离子发生交换反应，生成可溶性重金属盐，从而实现重金属离子的去除。

 

（3）双离子交换反应:

同时去除水中的阳离子和阴离子。

 

(1)静电作用:离子交换树脂上的可交换离子与水中的重金属离子之间存在静电作用，使两者相互吸引。当树脂与含有重金属离子的水接触时，树脂上的可交换离子会与重金属离子发生交换反应。

 

(2)配位作用:某些重金属离子可以与离子交换树脂上的官能团形成配位化合物，从而实现交换。

 

(3)络合作用:部分重金属离子可以与离子交换树脂上的官能团形成络合物，实现交换。

 

 

电化学氧化处理重金属是指废水中的低价金属离子失去电子被氧化为高价低毒金属离子，一般用于去除废水中的砷或锑。其原理包括在阳极或微电极表面直接氧化和在溶液中生成的氧化剂或活性氧自由基进行间接氧化。

 

电化学还原处理重金属是将废水中的高价金属离子还原为低价金属离子，一般用于去除废水中的铬。电化学还原原理包括重金属离子在阴极表面被直接还原或被原位生成的高活性中间体还原为低毒形态。

 

电化学氧化（A）和还原(B)的原理如图所示。

 

 

与传统的氧化还原方法相比，电化学氧化还原法具有能耗小、成本低、对重金属具有选择性等优势，因此受到广泛关注。

 

电 沉 积 是 在 水 溶 液、非 水 溶 液 或 熔 融 盐 体 系 中，将电流引入电极时，阳极发生氧化反应和阴极发生还原反应的过程，即体系中重金属离子在阴极处被还原成单质形态，并沉积在阴极表面，基本原理见下图。

 

 

电沉积是一种“清洁”的单步方法，不会产生二次污染，可以通过金属间的电位差选择性地分离各种金属离子，从溶液中生产高质量的金属沉积物，适合用于回收电位较高的金属（如Ni²⁺、 Pb²⁺、Cu²⁺、Ag⁺ 、Pd²⁺、Pt²⁺、Au⁺），而电位较低的金属则难以回收（如Zn²⁺、Cd²⁺）。

电沉积过程中主要反应及副反应为：

 

阴极：

阳极：

 

 

 

 

中陇环境目前已取得相关工业废水处理工艺专利，能以更经济、高效、环保的方式为不同工业领域量身定制废水处理方案。展望未来，中陇环境将持续深耕工业废水、废气处理工艺，优化专利技术，助力工业绿色转型，守护绿水青山。