[发明专利]含重金属废水的电解处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含重金属废水的电解处理方法，具体地说涉及一种含重金属废水的深度处理方法，尤其适用于含低浓度重金属废水的处理，属环境保护领域。

背景技术

重金属是指在元素周期表金属栏中原子量大于40的金属元素，如铜、汞、镉、锌、铅、镍、铬、锰、铁等。重金属，特别是汞、镉、铅、铬等具有显著的生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解，而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)。

重金属污染现已成为危害最大的水污染问题之一。由于重金属元素具有难降解、易积累、毒性大等特点，除此之外还能被水生植物和动物吸收进入食物链，危害人体健康。因此，水体中的重金属污染尤其应受到人们的关注。

水体中的重金属污染主要来自于矿山开采、金属冶炼、金属加工、蓄电池、电镀及化工生产的废水、化石燃料的燃烧、施用农药化肥和生活垃圾等人为污染源，以及地质侵蚀、风化等天然源。

随着城市化进程的加快和工农业的迅猛发展，我国绝大多数城市都存在着较严重的水质问题，大量未经处理的城市垃圾、被污染的土壤、工业废水和生活污水以及大气沉降物不断排入水中，使水体中的重金属污染物含量急剧升高，已开始影响到水体质量。2003年黄河、淮河、松花江、辽河等十大流域的重金属断面的污染程度均达到超V类。

重金属进入水生生态系统后，分布于水生生态系统的各个组成部分中，对生态系统的各部分都会产生严重的影响(即生态效应)。水体中的重金属能够被水生生物吸收并在其体内累积，当生物体内的重金属积累到一定程度后，就会出现受害症状，生理受阻，发育停滞，甚至死亡，并使整个水生生态系统结构和功能受损、崩溃。

水体中的重金属能够通过饮用水直接进入人体，也可以通过进入食物链的水生生物及用重金属污染的水浇灌的蔬菜和粮食间接进入人体。重金属进入人体后，不易排出体外，逐渐蓄积，对人体健康的危害是多方面、多层次的，其毒理作用主要表现在影响胎儿正常发育，造成生殖障碍，降低人体素质等。重金属能严重地耗尽体内贮存的铁、维生素C和其他必需的营养物质，导致免疫系统防御能力下降，子宫内的胚胎生长停滞和其他一些残疾。此外，重金属还能抑制人体化学反应酶的活动，使细胞质中毒，从而伤害神经组织，还可导致直接的组织中毒，损害人体解毒功能的关键器官如肝、肾等组织。如Hg、Pb、Cd、Cr等已被列为剧毒物进行重点防治。研究表明，Cr、Co、Ni、Cd、Se等重金属元素均具有致癌、致畸、致突变等危险。

正因为重金属对环境和人类的健康造成严重的影响，人们对重金属污染物的防治提出了越来越高的要求。2008年8月1日正式实施的GB 21900-2008《电镀污染物排放标准》对电镀企业的重金属污染物提出了更为严格的排放要求。这也大大促进了重金属污染治理技术的研究转向低浓度重金属废水的处理和深度处理技术。

重金属废水的处理方法主要分为物理化学法、生物处理法和电解法三种。物理化学法是目前重金属废水处理最常用的方法，包括化学沉淀法、离子交换法、螯合树脂吸附法、沸石吸附法、活性炭吸附法、膜分离法等。其中化学沉淀法应用最广泛，它是把重金属离子转变为难溶于水的氢氧化物或硫化物，然后经沉淀而除去。近来应用逐渐增多的高分子捕集剂法也可以归结为化学沉淀法。化学沉淀法具有使用简单，操作方便的优点，但只能处理轻度污染的废水，特别是当废水中含有络合剂时，利用化学沉淀法无法得到满意的处理结果。

离子交换法在重金属废水处理中的应用也较为广泛，它是利用离子交换树脂所特有的离子交换性能将废水的重金属离子与树脂本身所带的Na⁺或H⁺发生交换，将重金属离子富集到树脂上，而Na⁺或H⁺则释放入废水中。离子交换法具有处理速度快，出水水质好的特点，但离子交换树脂的再生很麻烦，且再生下来的重金属溶液仍需进一步处理，成本高。

螯合树脂吸附法、沸石吸附法、活性炭吸附法统称为吸附法，它们可以吸附废水中的重金属离子，其中沸石还具有离子交换能力，但仍以吸附为主，通过吸附将废水中的重金属离子除去。吸附法具有治理效果好，见效快的优点，但处理能力低，吸附剂的再生麻烦，处理成本高，应用并不多。