第７期

马前等：国内外重金属废水处理新技术的研究进展

剂种类很多，常用的有活性炭，活性炭可以同时吸附

多种重金属离子，吸附容量大。但活性炭价格贵，使

用寿命短，需再生，操作费用高。因此，近年来，国内

外许多学者把注意力转向寻找可替代的吸附材料，

一类是玉米棒子芯、白杨木材锯屑等自然资源作为

天然吸附材料¨Ｊ，如白杨木材锯屑或橄榄叶研磨渣

可以吸附电镀废水中的汞、铅铜、锌和镉ｐ’４１；麦麸

对重金属离子有优良的吸附性能，在约１０ｍｉｎ内达

到吸附平衡，吸附容量分别为：Ｈ９２＋７０

ｍｇ／ｇ、Ｐｂ２＋

６３

ｍｇ／ｇ、Ｃ∥＋２１ｍｇ／ｇ、Ｃｕ“１５ｍｇ／ｇ、Ｎｉ“１３ｍｇ／ｇ

及Ｃｒ３＋９．３ｍｇ／ｇ，不仅速率快，并且还具有良好的

选择性＂ｏ。Ｐａｒｓｏｎｓ等旧’研究了啤酒花对含铜、锌和

氰化物废水的吸附作用和螯合作用，取得很好的结

果。Ｐｉｎｏ等¨１则用椰壳粉吸附镉，研究了金属离子

浓度和ｐＨ的影响以及镉的吸附动力学，表明其对

镉处理具有很强的能力；另一类是利用微生物作为

生物吸附材料。生物吸附剂是一种特殊的离子交换

剂，与常规离子交换剂不同，起作用的是生物细胞，

主要有菌体、藻类和细胞提取物等。对不同的重金

属离子表现出不同的吸附能力，造成吸附能力大小

的主要原因在于微生物细胞表面的结构，并且受ｐＨ

值和温度等环境因素的影响。叶锦韶等¨１利用复

合生物吸附剂ＦＹ０１与活性污泥作为吸附材料，建

立了柱式生物曝气法，串联处理Ｃｒ、Ｃｕ和ＣＯＤ浓度

分别为６０．４、４．５１和４８．２ｍｇ／Ｌ的电镀废水２

ｈ

后，去除率分别高达９２．１％、９９．２％和７１．４％。

Ｂｒｅｕｅｒ等一１利用泥炭藓去除水中的Ｆｅ、Ａｌ、Ｐｂ、Ｃｕ、

Ｃｄ和ｚｎ等金属离子，均取得较令人满意的效果，生

物吸附剂具有其他吸附剂所不具有的的优点，例如：

原料的来源广、价格低、吸附能力强、易于分离回收

重金属等特点，因此在国外已经被较为广泛应用。

但此法也存在一些问题：吸附容量较易受环境因素

影响，另外，生物吸附材料对重金属的吸附具有选择

性，而重金属废水中往往含有多种重金属，应用上受

到一定限制等。

１．２新型金属捕集剂

重金属捕集剂可采用二烃基二硫代磷酸的铵

盐、钾盐或钠盐，活性基团（给电子基团）为二硫代

磷酸。因活性基团中的硫原子电负性小、半径较大、

易失去电子并易极化变形产生负电场，故能捕捉阳

离子并趋向成键，生成难溶于水的二烃基二硫代磷

酸盐。当捕集剂与某一金属离子结合时，均通过其

结构中的２个硫与烃基及磷酸根和金属离子形成多

个环，故形成的化合物为螯合物，并具有高稳定性。

Ｎａｖａｒｒｏ等¨则通过聚阳离子一聚阴离子合成物的

ＰＥＩ沉淀重金属，结合其甲基化二氧磷基丙酮衍生

物对水溶液进行沉淀作用，即使在有高浓度的非过

渡金属离子的情况下仍可以除去废水中ｃｕ“、

Ｃ０２＋、ｚｎ２＋、Ｎｉ２＋和Ｐｂ２＋等重金属离子。徐颖等‘¨］

也用ＰＥＩ处理含多种重金属的废水，讨论了各个因

素对重金属废水处理效果的影响，并就捕集产物的

稳定性与传统中和沉淀法进行了比较。试验结果表

明，重金属捕集剂对Ｐｂ２＋、ｃｄ２＋、ｃｕ２＋和Ｈ９２＋的去

除率均可达９９％以上，且处理效果不受ｐＨ值、共存

金属离子的影响。捕集剂与这些金属离子生成的螯

合物稳定性高于中和沉淀法所得产物的稳定性，因

而减少了捕集产物再次污染环境的风险。相波

等¨２３以玉米淀粉为原料，合成了交联氨基淀粉

（ＣＡＳ）和ＤＴＣ改性淀粉（ＤＴＣＳ），两者在２９８

Ｋ时

的吸附速率常数分别为１．７５８

ｈ。和１０．３２

ｈ～。他

们还对壳聚糖（ＣＴｓ）进行化学改性，合成了一种重

金属捕集剂一二硫代氨基甲酸改性壳聚糖（ＤＴＣ—

ＣＴＳ），实验表明，与未改性的ＣＴＳ相比，ＤＴＣ—ｃＴｓ捕

集重金属的性能更好，可以在更宽的ｐＨ范围内使

用，捕集重金属的数量更大。

于明泉等¨刘研制了新型金属捕集剂ＰＥＩ，以含

Ｎｉ２＋废水作为处理对象，在研究了影响去除效果的

因素基础上，更深入考察高分子重金属絮凝剂的结

构和性能的关系。发现水中某些二价阳离子的存在

不仅不会消耗高分子重金属絮凝剂的用量，相反会

促进Ｎｉ２＋的絮凝沉淀，而Ｆｅ３＋会与Ｎｉ２＋竞争高分子

重金属絮凝剂分子中二硫代羧基上的配位基，Ｎｉ２＋

和致浊物质能互相促进彼此的去除率。

重金属捕集剂能够结合重金属离子，生成稳定

且难溶于水的金属螯合物。反应的效率较高，处理

重金属废水时污泥沉淀快，含水率低，并具有良好的

选择性，可将部分重金属离子与其他离子分离、回收

再利用，从而克服了传统化学处理法的不足，为后

续的处理提供了方便，特别对废水中重金属含量

低的废水，处理费用相对较低，相信有很好的应用

前景。

１．３微生物处理技术

生物处理技术是借助微生物或植物的絮凝、吸

收、积累和富集等作用去除废水中重金属的方法。

１．３．１生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢

万方数据