重金屬是指密度大于4.5g/cm³的金屬，包括金、銀、銅、鐵、汞、鉛、鎘、砷等。重金屬工業廢水主要來源于礦山開采、冶煉、電鍍、化工生產等環節，這些廢水具有成分復雜、濃度高、毒性大、處理難度大等特點，隨著全球化和工業化進程的加快，重金屬污染物的分布范圍和濃度呈現上升趨勢，對生態環境和人類健康構成嚴重威脅。

 

重金屬工業廢水處理方法的選擇取決于廢水的性質、濃度和處理要求等，本文主要介紹幾種目前常用的重金屬工業廢水處理工藝。

 

氫氧化物沉淀法又稱中和沉淀法，將堿性溶液加入重金屬廢水中，利用OH^-與重金屬離子反應生成難溶的金屬氫氧化物沉淀，通過過濾予以分離。該方法具有技術成熟、投資少、處理成本低、適應性強、管理方便、自動化程度高等優點。

 

將重金屬廢水pH值調節到一定堿性后，向重金屬廢水中投加硫化鈉或硫化鉀等硫化物，或者直接通入硫化氫氣體，使重金屬離子同硫離子反應生成難溶的金屬硫化物沉淀，然后過濾分離。硫化物沉淀法具有沉渣量少，容易脫水，沉渣金屬品位高等特點。

 

用還原劑將重金屬廢水中的重金屬離子還原為金屬單質或者價態較低的金屬離子，先將金屬過濾收集，然后再往處理液中加入石灰乳，使得還原態的重金屬離子以氫氧化物的形式沉淀收集。較常使用的還原劑有硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、鐵粉等。

 

 

離子交換法廣泛應用于工業廢水、生活污水和土壤修復，且在實際應用中，離子交換法與其他水處理技術(如絮凝、沉淀等)結合，可以進一步提高處理效果和擴大適用范圍。隨著環保要求的提高，離子交換法在重金屬污染物去除中的應用前景廣闊。

 

（1）陽離子交換反應:

陽離子交換樹脂上的陽離子與水中的重金屬離子發生交換反應，生成可溶性重金屬鹽，從而實現重金屬離子的去除。

 

（2）陰離子交換反應:

陰離子交換樹脂上的陰離子與水中的重金屬離子發生交換反應，生成可溶性重金屬鹽，從而實現重金屬離子的去除。

 

（3）雙離子交換反應:

同時去除水中的陽離子和陰離子。

 

(1)靜電作用:離子交換樹脂上的可交換離子與水中的重金屬離子之間存在靜電作用，使兩者相互吸引。當樹脂與含有重金屬離子的水接觸時，樹脂上的可交換離子會與重金屬離子發生交換反應。

 

(2)配位作用:某些重金屬離子可以與離子交換樹脂上的官能團形成配位化合物，從而實現交換。

 

(3)絡合作用:部分重金屬離子可以與離子交換樹脂上的官能團形成絡合物，實現交換。

 

 

電化學氧化處理重金屬是指廢水中的低價金屬離子失去電子被氧化為高價低毒金屬離子，一般用于去除廢水中的砷或銻。其原理包括在陽極或微電極表面直接氧化和在溶液中生成的氧化劑或活性氧自由基進行間接氧化。

 

電化學還原處理重金屬是將廢水中的高價金屬離子還原為低價金屬離子，一般用于去除廢水中的鉻。電化學還原原理包括重金屬離子在陰極表面被直接還原或被原位生成的高活性中間體還原為低毒形態。

 

電化學氧化（A）和還原(B)的原理如圖所示。

 

 

與傳統的氧化還原方法相比，電化學氧化還原法具有能耗小、成本低、對重金屬具有選擇性等優勢，因此受到廣泛關注。

 

電 沉 積 是 在 水 溶 液、非 水 溶 液 或 熔 融 鹽 體 系 中，將電流引入電極時，陽極發生氧化反應和陰極發生還原反應的過程，即體系中重金屬離子在陰極處被還原成單質形態，并沉積在陰極表面，基本原理見下圖。

 

 

電沉積是一種“清潔”的單步方法，不會產生二次污染，可以通過金屬間的電位差選擇性地分離各種金屬離子，從溶液中生產高質量的金屬沉積物，適合用于回收電位較高的金屬（如Ni²⁺、 Pb²⁺、Cu²⁺、Ag⁺ 、Pd²⁺、Pt²⁺、Au⁺），而電位較低的金屬則難以回收（如Zn²⁺、Cd²⁺）。

電沉積過程中主要反應及副反應為：

 

陰極：

陽極：

 

 

 

 

中隴環境目前已取得相關工業廢水處理工藝專利，能以更經濟、高效、環保的方式為不同工業領域量身定制廢水處理方案。展望未來，中隴環境將持續深耕工業廢水、廢氣處理工藝，優化專利技術，助力工業綠色轉型，守護綠水青山。