废水中重金属离子去除技术的研究及进展

刘扬志１，刘鹏２ ， ＬＩＵ Ｙａｎｇｚｈｉ１ ＬＩＵ Ｐｅｎｇ２
（１． 中国华电集团有限公司河南分公司，郑州 ４５００４６；２． 华电郑州机械设计研究院有限公司，郑州 ４５００４６） （ ， ； １． Ｈｅｎａｎ Ｂｒａｎｃｈ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｈｕａｄｉａｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５００４６ Ｃｈｉｎａ ２． Ｈｕａｄｉａｎ ， ） Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５００４６ Ｃｈｉｎａ
摘 要：伴随着工业技术的飞速发展，各种各样的污染物被排放到环境中。其中，重金属因具有富集性而几乎不 能发生降解，对环境和人体造成巨大的危害。通过描述国内外应用于废水中重金属离子脱除的相关方法及各类 方法的研究现状，以各种脱除方法为框架给出了相应的、有代表性的理论结果。通过描述各类方法的优缺点，介 绍了具有巨大发展前景的新型水处理吸附材料，对其在重金属离子脱除领域的相关进展进行总结。 关键词：重金属离子；脱除；吸附；离子交换；复合型材料；ＭＯＦｓ；氧化石墨烯 中图分类号：Ｘ ７７３ 文献标志码：Ａ 文章编号： （ ） １６７４ － １９５１ ２０１９ １２ － ００３１ － ０６ ： ， Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｖａｒｉｏｕｓ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ａｒｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ａ ， ， ｍｏｎｇ ｔｈｅｍ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｃａｎ ｈａｒｄｌｙ ｂｅ ｄｅｇｒａｄｅｄ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅｉｒ ｒｉｃｈｎｅｓｓ ｗｈｉｃｈ ｃａｕｓｅｓ ｇｒｅａｔ ｈａｒｍ ｔｏ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ
第４１ 卷第１２ 期 年 月 ２０１９ １２
华电技术
Ｈｕａｄｉａｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ． ４１ Ｎｏ． １２ Ｄｅｃ． ２０１９
： ＤＯＩ １０． ３９６９ ／ ｊ． ｉｓｓｎ． １６７４ － １９５１． ２０１９． １２． ００６
废水中重金属离子去除技术的研究及进展
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｉｏｎｓ ｒｅｍｏｖａｌ ｆｒｏｍ ｗａｓｔｅ ｗａｔｅｒ
盐的形式沉淀析出。虽然该方法具有技术成熟、管 种离子交换剂对钙离子的交换反应都很容易发生，
理方便、自动化程度高等优点，但也存在着重金属污 其中微晶介孔材料焦磷钨酸锆的选择性与钙分子筛
治“十二五”规划》中要求，到２０１５ 年，“重点区域”的 难溶于水的沉淀物，以分离、除去污染物的方法。该
铅、六价铬、硫、氰、氟、
量要比２００７ 年减少１５％；我国于２０１５ 年正式颁布了 砷等有毒化合物的废水。根据沉淀物的类型，化学
ｈｕｍａｎ ｂｏｄｙ． Ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｒｅｍｏｖｉｎｇ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ｗａｓｔｅ ｗａｔｅｒ ａｒｅ
， ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｃｌａｓｓｉｃａｌ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｒｅｍｏｖａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｂｙ ｄｅｓｃｒｉ ， ｂｉｎｇ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｍｅｔｈｏｄｓ ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗｉｔｈ ｇｒｅａｔ ， ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｉｏｎ ｒｅｍｏｖａｌ ｉｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ． ： ； ； ； ； ； ； Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｉｏｎｓ ｒｅｍｏｖａｌ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ＭＯＦｓ ｇｒａｐｈｅｎｅ ｏｘｉｄｅ
０ 引言
《水污染防治行动计划》（简称“水十条”），该计划以 改善水环境质量为核心，切实加大水污染防治力度，
当前国内一些地区水环境质量较差，水体中常 从而总体改善全国水环境质量、实现生态系统良性循
见氧（Ｖ的化ＯＣ污物ｓ）染、（含物ＣＯ氮有ｘ化）氮、合氧硫物化化（物Ｎ氢（ＣＮＣ（ＯｓＨ）ｘ、）２Ｓ含、）硫硫、氧挥化化合发物物性（（Ｓ有ＳＯＣｘ机）Ｃ、ｓ）碳物、
续发展。
去除研究提出了展望。
其中，重金属作为典型的无机污染物，具有富集 性、毒性、不易降解等特性，会损害生物体中枢神经系
１
化学沉淀法
统，并在脑、肝等主要器官中富集，对生物体产生极大 化学沉淀法是指向废水中投加化学物质，使其
危害［２］。我国在２０１１ 年发布的《重金属污染综合防 和废水中的目标污染物发生直接的化学反应，生成
环，这也标志着我国对水污染问题的整治进入战略性 攻坚阶段。因此，如何处理重金属废水并有效回收重 金属资源已成为当今社会面临的重要问题。
重金属离子、染料、药品以及个人护理用品 本文总结了近年来与处理重金属离子污染相关
（ＰＰＣＰｓ）［１］，严重影响我国群众健康和经济的可持 的５ 种处理技术及应用，并对重金属离子的进一步
沉淀法又可分为氢氧化物沉淀法、难溶盐沉淀法和
； 收稿日期：２０１９ － ０８ － １５ 修回日期：２０１９ － １２ － ０９
铁氧体法３ 种。
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华电技术
第４１ 卷
氢氧化物沉淀法又称中和沉淀法，将碱加入到 了５ 种杂多酸盐型离子交换剂，并测试其在含锰废
废水中后，水中的重金属离子会以氢氧化物或金属 水中对钙离子和锰离子的吸附性能，结果表明，这５