摘要：電鍍重金屬廢水用傳統(tǒng)治理方法成本高、操作復(fù)雜、對于大流量低濃度的有害污染物難處理，生物技術(shù)處理電鍍重金屬廢水呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展勢頭。

電鍍是利用電化學(xué)的方法對金屬和非金屬表面進行裝飾、防護及獲取某些新性能的一種工藝過程。電鍍行業(yè)中， 常用的鍍種有鍍鎳、鍍銅、鍍鉻、鍍鋅、鍍鎘、鍍鉛、鍍銀、鍍金和鍍錫。以鉻電鍍工藝為例， 電鍍生產(chǎn)工藝流程為： 堿洗( 洗油污) →清洗→酸洗(除氧化皮)→清洗→鍍鎳(第一層)→回收(回收帶出鍍液)→清洗→鍍鉻→( 回收帶出鍍液) →鉻還原→中和→清洗→滾洗→烘干→成品。電鍍工藝流程中有多次清洗、堿洗、酸洗、滾洗等產(chǎn)生大量清洗水， 因此電鍍廢水水質(zhì)復(fù)雜， 涉及到各種重金屬離子并用到劇毒的氰化物， 毒性較大， 有些還含致癌、致畸、致突變的劇毒物質(zhì)， 對人類危害極大。必須經(jīng)過強化化學(xué)方法處理， 通過氧化破氰、還原除鉻、中和反應(yīng)、混凝沉淀等工藝消除污染， 并通過精密過濾徹底去除污染因子。

1　電鍍重金屬廢水治理工藝流程

按生產(chǎn)工藝主要將電鍍廢水分為氰系廢水、鉻系廢水和綜合廢水， 其工藝流程分別為：

氰系廢水——收集——氧化——并入綜合廢水處理鉻系廢水——收集——還原——并入綜合廢水處理

綜合廢水——收集——反應(yīng)——沉淀——回調(diào)排放

2　電鍍重金屬廢水的處理方法

2.1　 傳統(tǒng)電鍍廢水處理方法

常見電鍍廢水的處理方法可以概括為兩類：

(1)溶解性的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗芑螂y溶的金屬化合物， 從而將其從水中除去。常用方法有氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、電解法、鐵氧體法、離子浮選法、隔膜電解法等等。

如氫氧化物沉淀法： 向重金屬廢水投加堿性沉淀劑(石灰乳、碳酸鈉等)，使金屬離子與氫氧根離子反應(yīng)， 生成難溶的金屬氫氧化物沉淀，從而予以分離。設(shè) Mn+ 表示金屬離子，則：Mn +nOH- → M(OH)n。

(2)在不改變重金屬化學(xué)形態(tài)情況下進行濃縮分離。常用方法有反滲透法、電滲析法、離子交換法、蒸發(fā)濃縮法等。

傳統(tǒng)方法處理電鍍廢水所面臨的問題：

1)成本過高——水無法循環(huán)利用，水費與污水處理費占總生產(chǎn)成本 1 5 % ～2 0 %

2 ) 資源浪費——貴重金屬排放到水體中， 無法回收利用

3 ) 環(huán)境污染——電鍍廢水中的重金屬為“永遠性污染物”， 在生物鏈中轉(zhuǎn)移和積累，最終危害人類健康。

由于傳統(tǒng)治理方法有成本高、操作復(fù)雜、對于大流量低濃度的有害污染物難處理等缺點， 經(jīng)過多年的探索和研究， 生物治理技術(shù)日益受到人們的重視。隨著耐重金屬毒性微生物的研究進展， 采用生物技術(shù)處理電鍍重金屬廢水呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展勢頭。

2.2　 生物處理技術(shù)

根據(jù)生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學(xué)法以及植物修復(fù)法。

2.2.1　 生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進行絮凝沉淀的一種除污方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生并分泌到細胞外， 具有絮凝活性的代謝物。一般由多糖、蛋白質(zhì)、D N A 、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質(zhì)構(gòu)成， 分子中含有多種官能團， 能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉淀。應(yīng)用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、不產(chǎn)生二次污染、絮凝效果好， 且生長快、易于實現(xiàn)工業(yè)化， 具有廣闊的應(yīng)用前景。

2.2.2　 生物吸附法

生物吸附法是利用生物體本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分特性來吸附溶于水中的金屬離子， 再通過固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子， 有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質(zhì)， 能使溶液中可溶性的重金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀物而去除。生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易于分離回收重金屬等特點， 已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。

2.2.3　 生物化學(xué)法

生物化學(xué)法指通過微生物處理含重金屬廢水， 將可溶性離子轉(zhuǎn)化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學(xué)法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用， 將硫酸鹽還原成 H2S ， 廢水中的重金屬離子可以和所產(chǎn)生的H2S反應(yīng)生成溶解度很低的金屬硫化物沉淀而被去除，同時 H2SO4 的還原作用可將 SO42- 轉(zhuǎn)化為 S2- 而使廢水的 pH 值升高， 因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉淀。

2.2.4　 植物修復(fù)法

植物修復(fù)法是指利用高等植物通過吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量， 以達到治理污染、修復(fù)環(huán)境的目的。植物修復(fù)法是利用生態(tài)工程治理環(huán)境的一種有效方法， 它是生物技術(shù)處理企業(yè)廢水的一種延伸。

隨著電鍍工業(yè)的快速發(fā)展和環(huán)保要求的日益提高， 目前， 電鍍廢水治理已開始進入清潔生產(chǎn)工藝、總量控制和循環(huán)經(jīng)濟整合階段， 資源回收利用和閉路循環(huán)是發(fā)展的主流方向。

3　電鍍重金屬廢水處理技術(shù)展望

隨著全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施， 循環(huán)經(jīng)濟和清潔生產(chǎn)技術(shù)越來越受到人們關(guān)注。電鍍重金屬廢水治理從末端治理已向清潔生產(chǎn)工藝、物質(zhì)循環(huán)利用、廢水回用等綜合防治階段發(fā)展。未來電鍍重金屬廢水治理將突出以下幾個方面：

(1)貫徹循環(huán)經(jīng)濟、重視清潔生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用; 提高電鍍物質(zhì)、資源的轉(zhuǎn)化率和循環(huán)使用率; 從源頭上削減重金屬污染物的產(chǎn)生量， 并采用全過程控制、結(jié)合廢水綜合治理、最終實現(xiàn)廢水零排放。

(2)重金屬廢水的處理技術(shù)很多， 其中生物技術(shù)是具有較大發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)，具有成本低、效益高、不造成二次污染等優(yōu)點。隨著基因工程、分子生物學(xué)等技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用， 具有高效、耐毒性的菌種不斷培育成功， 為生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了有利條件。對于已經(jīng)污染的、范圍大的外環(huán)境， 可采用植物修復(fù)技術(shù)治理， 在治污的同時， 不僅美化了環(huán)境， 還可以獲得一定的經(jīng)濟效益。

(3)綜合一體化技術(shù)是未來重金屬廢水治理技術(shù)的熱點。重金屬廢水種類繁多，各種重金屬也因其行業(yè)和工藝差異很大，僅使用一種廢水治理方法往往有其局限性，達不到理想的效果。因此， 綜合多種治理技術(shù)特點的一體化技術(shù)應(yīng)運而生。

4　結(jié)語

綜上所述，雖然化學(xué)法、物理化學(xué)法、生物化學(xué)法都可以治理和回收廢水中的重金屬，但通過生物化學(xué)法處理重金屬污水成本低、效益高、容易管理、不給環(huán)境造成二次污染、有利于生態(tài)環(huán)境的改善。但生物化學(xué)法也有一定的局限性， 無論是植物還是微生物， 一般都具有選擇性， 只吸取或吸附一種或幾種金屬， 有的在重金屬濃度較高時會導(dǎo)致中毒， 從而限制其應(yīng)用。盡管如此生物化學(xué)法的研究和發(fā)展仍有廣闊前景， 許多學(xué)者通過基因工程、分子生物學(xué)等技術(shù)應(yīng)用， 使生物具有更強的吸附、絮凝、整治修復(fù)能力。我們應(yīng)該充分利用自然界中的微生物與植物的協(xié)同凈化作用，并輔之以物理或化學(xué)方法，尋找凈化重金屬的有效途徑。