重金属污染土壤淋洗废水处理的研究进展_电子/电路_工程科技_专业资料。广 东 化 工 ２ ０ １ ７年 第 ５ 期 第４ ４卷总第 ３ ４ ３ 期 ＷＷＷ． ｇ ｄ ｃ ｈ ｅ ｍ． ｃ ｏ ｍ 重 金属污染土壤淋洗废水处理 的研 究进展 （ Ｉ

　　广 东 化 工 ２ ０ １ ７年 第 ５ 期 第４ ４卷总第 ３ ４ ３ 期 ＷＷＷ． ｇ ｄ ｃ ｈ ｅ ｍ． ｃ ｏ ｍ 重 金属污染土壤淋洗废水处理 的研 究进展 （ Ｉ ．兰 州交 通大 学 ，甘 肃 兰州 ｌ ７ ３ ０ ０ ７ ０ ；２ ． 环境 保护 部华 南环 境科 学研 究所 ，广 东 广 州 ５ １ ０ ６ ５ ５ ） 朱沛炳 ｔ ， 一 ， 刘 晓文 ，李杰 ［ 摘 要】 重金属污染土壤淋洗废水的主要成分是过量淋洗剂和重金属与土壤淋洗剂的络台物．从以废治污角度出发，如何将淋洗废水还原为 淋洗 剂 成为 了关键 技 术 难点 。本 文综述 了各种 适宜 淋洗 废 水处理 的技 术 ，讨 论 了其技 术特 点 、优势 及其 局 限性 ， 同时 总 结 出一 套 可行性 较 高 的 处 理措 施 ，并展 望 了淋洗废 水 未来 的处 理方 向 ．旨在 为研 究重金 属 污染土 壤淋 洗废 水 处理技 术提 供理 论 依据 。 【 关键 词］ 土壤 淋洗 ；废 水处理 ； 淋洗 剂重 复利用 ；重 金 属络 合物 ［ 中图分类号］ Ｔ Ｑ 【 文献标识码］ Ａ 【 文章编号］ １ ０ ０ ７ — １ ８ ６ ５ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ５ — ０ ０ ９ ４ ． ０ ２ Ａ Ｒｅ ｖｉ ｅ ｗ ｏｎ Ｅｆ ｌ ｕｅ ｆ ｎｔ Ｄｉ ｓ ｐｏ ｓ ａ ｌ ｉ ｎ Ｈｅ ａ ｖ ｙ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｓ Ｃｏ ｎ ｔ ａ ｍｉ ｎａ ｔ ｅ ｄ Ｓ ｏ ｉ ｌ Ｗ ａ ｓ ｈｉ ｎ ｇ Ｚｈ ｕ Ｐ ｅ ｉ ｂ ｉ ｎ ｇ ｔ － ． Ｌｉ ｕ Ｘｉ ａ ｏ ｗｅ ｎ ． Ｌｉ Ｊ ｉ ｅ （ １ ． Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ． ＭＥＰ ， Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ６ ５ ５ ：２ ． Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ７ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｅ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｈ ｅ ａ ｖ ｙ ｍｅ ｔ ａ 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的主 要 污染物 是 淋洗 剂和 淋洗 剂与 重金 属 离子产 生 的螯 合物 或络 合物 。其 中，淋 洗剂 主要 有无 机淋 洗剂 、螫合剂 、表 面 活性 剂三 类ｆ 。 目前 ，无机 淋洗 剂 由于 对土 壤 结构破 坏 太 大 的原 因基 本 已 被淘 汰 。而 螫合 剂和 表面 活性 剂 的作用 机理 是 改变 污染物 溶 解状 态或 改变 土壤 表 面性质 ， 使污 染物 由固相转 移或 转变 到液 相 中【 ７ Ｊ 。 因重 金 属污 染土 壤淋 洗废 水处 理 的主要 对 象是重 金属 络 合物 ，故 淋洗 废 水 的 处理 目标 主要 有 ：（ １ ） 去 除原 水 中 的重 金 属 离子 ：（ ２ ） 降低 原 水 由于 重金 属络 合 物 及过 量淋 洗 液导 致 的高 Ｂ ＯＤ 、Ｃ Ｏ Ｄ 值； （ ３ ） 尽 可能 再生 或 回收原 废液 中 的淋洗 液 ， 降低土 壤淋 洗成 本 ； （ ４ ） 达 到 废水 排放 标准 。 ２土壤淋洗废水处理技术 ２ ． １沉 淀 法 沉淀 法 是指 向废 水 中引入 某种 基 团或离 子 ，将 原淋洗 剂 中可 溶性 络 合物置 换 为难 溶性 络合 物 ，再通 过混 凝 絮凝或 流化 床 固定 的方 式 分离 的一 类水 处理 方法 。这 一类 方法 主要 包括 ： 加碱沉 淀 技术 、硫 化物 沉 淀技 术 、铁 氧体 沉 淀技 术 、重金 属补 集剂 技 术 、 离子 交换 树脂 技 术等 。 沉 淀法 初 使用 加碱 沉淀 ，但 由 于酸碱 对 土壤 结构 的伤 害 ， 后 来逐 步 使用 硫 化物 沉 淀 ，如 尹敬 群 、相 波 ［ ９ ． 】 等 采 用硫 化 物沉 淀法 ，在处 理含 铜废 水 上都取 得 了成功 。但 随之 而来 的问题 也愈 加 明显 ，例 如 ，硫化 物颗 粒 小 ，易形 成胶 体 ，难 以沉淀 ：硫 离子 遇 酸容 易形 成 Ｈ Ｓ的 二次污 染 ；硫 化剂 本身 有毒 、价格 昂贵 、处 理 工艺 流程 长 ，操作 费用 高等 ，导致 该方法 逐渐 被淘 汰 。铁 氧体 共沉 淀 法是 向废 水 中投加 铁盐 ，通 过工 艺控 制 ，达到 形成 铁 氧体 的 条件 ，促 使污 水 中的 多种重 金属 离子 与铁 盐生 成稳 定 的铁 氧体 共 沉淀 物 ，后 通过 适 当的 固液分 离手段 ，达到 去 除重金 属 离子 的 目的。鲁栋 梁 等［ １ １ ］ 人用 铁氧 体 法处理 含 多种重 金属 废水 ，达到 了排 放标 准 。但 该方 法 的缺点 在于 操作 过程 中所 需温 度 高 ，且 铁 氧体 易氧化 ， 因此操 作时 间长 ，耗 能 多。重 金属 补集 剂是 一 种具 有 螯合 官能 团 的有机 物 ，它能 从含 金属 离子 的溶 液 中选择 捕 集 、 分 离 、沉 淀特 定 金属 离子 。 目前 ，实 际应用 较 多的有 两类 ：黄 原 酸脂 类和 二硫 代胺 基 甲酸盐 类衍 生物（ Ｄ Ｔ Ｃ类） ， 而Ｄ Ｔ Ｃ类 衍 生物 是应 用 广泛 的 。在 机理 上 ，我 国学者也 做 了研 究， 周勤【 ｌ ２ 】 提出 了“ 脱 络一 鳌 合” 、“ 直接 鳌合 ” 两种 ，指 出 前一 种 为主 ，后 一种 为 辅 。傅皓 ［ ” 】 等 用红 外表 征 了该过程 ，结果表 明 ，捕集 剂 对重 金属 络合 体 系破坏 的 反应 机理 应该 为脱络 一鳌 合 ， 即捕集 剂进 攻络 合 铜 离子 ，使其 他络 合剂脱 离 ，单独 和铜 鳌合 后沉 淀 。沉淀 中 不含 原来 的络 合剂 。 ２ ． ２ 高级 氧化 法 高级 氧化 技 术大 多是 引入氧 化性 基 团 ，使得 重金 属络 合物 中 的配 位键 断裂 ，从而 导致 重金 属离子 与 淋洗 剂分 离 ，不过 该法 应 用于 淋洗 废水 处理 时 ，羟基 自由基 的强氧 化 能力 不仅 能破 坏重 金 属和 螫合 剂 的结 合键 同时 也能破 坏 螫合 剂本 身的 结构 。 由于 该法 不能 回收 淋洗 剂 ，在 价格较 为 昂贵 的淋洗 废 水处 理 中可依 据经 济 性酌 情考 虑 。 这 种方 法主 要包 括 ： 铁 铝 电极 、 铁 碳微 电解 、Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ 氧化 、光 催化 氧化 、 电催 化 氧化 、光 电催化 氧化 等技 术 。 铁铝 电极 氧化 法 是指 以铝 、铁 等金属 为 阳极 ，在 直流 电 的作 用 下 ，阳极 被溶 蚀 ，产生 Ａ 、Ｆ ｅ ２ 等离 子 ，在经 一 系列 水解 、 聚合 及亚 铁 的氧化 过程 ，形 成 各种羟 基络 合 物 、多核 羟基 络合 物 以至 氢氧 化物 ，使废水 中 的胶态 杂质 、悬浮 杂质凝 聚沉 淀而 分 离 。 同时 ， 由于污 染物 颗粒 带 电运动 ，还 可 以促 使污 染物 脱稳 聚沉 。 徐旭 东ｆ “ １ 等 采用 该方 法处 理 电镀络 合铜 废水 ，结 果表 明 ，在 佳 实验 条件 下 Ｃ ｕ 去 除率 在 ９ ９ ＿ ３ ％以上 。 铁碳 微 电解 是指重 金属 络合 物利 用活 性 炭的 正六面 体 层状菱 角结 构 作为 催化 剂 和酸 性 富氧 情况 下 产生 的? ＯＨ，促 使 重 金属 络 合物 在活 性炭 表 面发生 破络 反应 ，使得 重金 属与 有机 络合 剂 发生 分离 使得 重金 属从 有机 物 中游离 出来 。Ｊ ｕ Ｆ ｅ ｎ ｇ 、练 文标 、何 明等 【 ． 】 ７ 】 使 用该 方法 处理 络 合铜 废水 ，结 果表 明铜 离 子去 除率 均达 到 ９ ８％以上 ，且 对 Ｃ Ｏ Ｄ 也有 一 定的去 除效 果 。此外 ，何 灏鹏 等【 ” 采 用 以铁 屑为 阳极 材 料 ，活性 炭 为 阴极催 化 剂 的置换 （ 还 原） 处理 法 处理 Ｃ ｕ Ｅ Ｄ Ｔ Ａ络 合废 水 。 通 过 中试 装置 间歇 流实验 研 究 了置换 （ 还 原） 处 理法 对 Ｃ ｕ ． Ｅ Ｄ Ｔ Ａ 络合 物 的去 除 效果 及其 影 响 因素 ：利 用 连续流 试验 确 定 反应 条件 ： ｐ Ｈ ＝Ｉ ＿ ３ ９ ， 停 留时 间为 ２ ０ ｍｉ ｎ 。 ［ 收稿 日期］ ２ ０ １ ７ — ０ １ － ０ ６ ［ 基金 项 目］ 中 央级 公益性 科研 院所 基本 科研 业务 专项（ ２ Ｏ ６ Ｏ ３ Ｏ ２ 叭一 ２ １ ） ；清远 市 电子废 弃物 拆解 重金 属污 染治 理项 目 ［ 作者 简 介】 朱沛 炳（ １ ９ ９ ｌ 一 ） ， 男 ．汉 族 ，硕士 研 究生 ，主要 从事 研 究 。 为 通讯 作者 ：刘 晓文 ，高级 工程 师 。 ２ ０ Ｉ ７年 笫 ５ 期 广 东 化 工 ｗｗｗ． ｇ ｄ ｃ ｈ ｅ ｍ． ｃ ｏ ｎ ｒ ９５ 第４ ４卷 总第 ３ ４ ３期 件 什 ｝ 制 离了 和 Ｃ ＯＤ的 出除 年分刖 ９ ６ ． ７ ５％， ｌ ｉ ｌ ２ ７ ． ２ ９％ ） Ｅ ｉ ｆ ｔ 匕 化是指 纳 米半 导 体等其 他村 料存 光 的照 射 卜 ，通 过 把 圯能转 化 化学能 。 促进 化 合物 的 合成戏 使化 合物 降解 的过 。 催 化 ｆ 、 ｉ ｔ ， ，反应 物 的铽 化Ｎ ｄ １ １ ４ ． １ 足反应物 表 ? Ｏ Ｈ 的 接 代化 ｋ ＿ ｆ 介带 空穴 直接 钣 化。 ｆ １ １ 圯 化 也仔 一 定 的缺 。比 埘 １ ，圯 ｆ Ｌ ｉ ｆ Ｔ ｊ ｆ ￣ ． 吸 收 比的 波 Ｋ …挟 带， 导致 光催 化利 能吸 收 利 ｝ 刊的爪 …能 的 比例 比较 低 ： 、 导体 比 城 流于 的复 合 年 ， 导致 圯催化 … Ｕ 】 显降低 。在降 低 缺 Ｉ 我 学者 也做 Ｊ 人 研 宄， 孙 碱【 １ ９ 】 等研 宄 了 以悬 汀 ７ － 念纳 水 催 化 剂 ，在 紫 外求 灯 的 作川 卜 刈络 制废 水进 仃 比催化 反心 ， 表Ｈ 』 】 ：随 营 Ｔ ｉ Ｏ ： 投Ｊ Ｊ １ ． 景 的增 ｆ Ｊ ｌ ｌ ，Ｅ Ｄ Ｔ Ａ — Ｃ ｕ的 去除 串 也随 埘 人， ｌ 并住 ０ ． ５ ２时 Ｉ ｊ ． ｔ ｔ ， ｚ 此¨ 、 Ｊ Ｃｕ 的 走除牢达 剑 ９ ６ ， ５ ６％。 ＣＯＤ去 除率 达到 ５ ９ ． １ ７％。 Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ钣 化法 是向峻 水 ｒ ｛ 添Ｊ Ｊ Ｉ 钣化 制氧 化铜 的 化 离 】 他 Ｃｕ 符 放… 采， 然后 Ｊ Ｊ ｌ ＿ 碱 他之沉 淀 。 ｌ １ Ｉ 常Ｊ Ｉ Ｊ 的破络 办法 址 Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ １ ． ： 、 ，止 浊ｆ 】Ｈ Ｏｆ ｌ 】Ｆ ｅ ； 合１ ｚ ｔ ｑ － １ 的 一 利ｔ ｃ 化弃 ０ Ｆ ｅ １ ］ ｔ ｏ ｎ试制 ，产生 氰化 能 力｝ ｝ ｛ 的? 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金 属污 染 土壤 ４ 技 术研 宽进展 『 Ｊ １ ．化 Ｉ 技 术与 ＂发 ，２ 【 ｝ ｌ ４ ，４ ３ （ Ｉ １ ） ：２ ８ ． ３ １ ． ［ ７ ］ 串『 ｑ ｌ ｑ ； ￣， 赵 利 ， 郑 Ｈ 、 ． Ｉ 等 ．土壤 剪金脯 污染 修 复技 术研 究进 展［ Ｊ 】 ． 环 境 科学 技 术 ，２ （ ） ｌ ４ ，３ ７ （ １ ２ ０ ） ：２ ｌ ３ － ２ ２ ２ ． ［ ９ 敬 群 ，灭 ４ 】 ｔ ． Ｉ 街 化硫 ｆ Ｕｋ处理 铜冶 炼 禽酸 废水 试验 研究 【 Ｊ 】 ．湿 法 冶 金 ．２ ０ ０ ９ ，２ ８ （ ３ １ ：Ｉ ７ ６ １ ７ ９． 『 ｌ ０ １ 州波 ．Ｊ ． 奸迎 ，拿 义， 人 ．混凝 沉淀 一 缺 氧． 好 氧 ｆ 物接 触 氧化法 处理 锏酞 著 睃水 的ｆ 宄ｆ Ｊ ］ ． Ｉ 姆 Ｊ 境 科学 ，２ ０ ０ ３ ，２ ２ （ ５ ） ：３ ２ ９ — ３ ３ １ ． 『 Ｉ ｌ １ 鲁 栋梁 ， 髭 ． 林 ．铁 氧体法 处 禽铡 、锌 、镉 ｔ 随金属 废 水的 实 验 研究 『 Ｊ ＿ ． 矿ｔ １ Ｉ ．２ ０ ０ ９ ．２ ：ｌ ５ ４ ． １ ５ ６ ． ¨２ １ 周勤 ， 友｝ ｌ 』 ｊ ． 啦笑 ’ ． ｔ 金 属捕 集 剂 Ｒ ２处耻 锏 陂 水 ， 互 机 理 研 究． 巾 闭化 学 会第 Ｌ 水 处 化 夫 会暨 学术 研 ｉ ， ｔ 会，２ ０ ０ ４ ． ［ １ ３ 】 傅 皓 ．啦金１ ４￣ １ ｔ ｉ 集 制划水 中微 量络 合锏 离 Ｊ － 的 上除研 Ｙ Ｅ ［ Ｄ ］ ．浙 江 ，浙 江 火 学 ，重金属捕捉剂２ ０１ ２ ． １ ０％的 Ｎａ Ｃ Ｉ 为 再牛 刺可 分离 …收 Ｃ ｕ ． Ｅ Ｄ Ｔ Ａ。但 该方 法难 以保 障 川 树 的 Ｊ ｈ 泛 使用性 。此 外 ，还 订 人 Ｆ 常 见熏金 属 ｊ Ｅ Ｄ Ｔ Ａ 之Ｉ ＇ ｎ 定 常数次 序１ ２ ８ － ２ ｌ ｌ １ Ｆ ｅ （ ｎＩ ） ＞Ｃｕ （１ １ ） ＞Ｎｉ （ Ｉ Ｉ ） ＞Ｐ ｂ （ Ｉ １ ） ＞ Ｃ ｄ （ １ １ ） ＞Ｆ ｅ 《 ｌ １ ） ＞Ｃ ａ （ ｉ ｉ ） 从而进 铁 换 。ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｉ ｌ 】 等 人利 片 ｛ Ｆ ｅ （ ｎ） 换 沉波 法处 Ｃｕ — Ｅ ＤＴ Ａ＿ ｌ ＝ ； ｌ 拟 水 ， 表明 ，对 ２ ５ ｍｇ ／ Ｌ的 Ｃ ｕ — Ｅ Ｄ Ｔ Ａ．、 ｉ ｍＪ 溶液 ｝ Ｊ 投 加 铁的 尔浓 心 达到 制的 ｌ ２ Ｉ Ｉ ． 利Ｊ １ ｊ ’ Ｉ 碱Ｃ 淀 浊 即 呵他俐 的浓 瞍降 ０ ． ５ ｍｇ ／ Ｌ左右 。Ｆ ｕ ｆ 】 等 人利 Ｊ １ ｊ Ｆ ｅ （ Ｉ Ｉ １ ） ｆ Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ反 中 的 Ｆ ｅ （ １ Ｉ ） ， 通过 Ｆ ｅ （ Ｉ ｌ ｉ ） 千 ｕ Ｎｉ － Ｅ Ｄ Ｔ Ａ之 川的 换 ． 叮 等５ ０ ｍｇ ／ Ｌ的 Ｎｉ — Ｅ ＤＴ Ａ 除９ ９％以上 。此 外， １ 述拽 小 ＝ 的联 他用 也比较 常 ， 刘新 等［ ３ ２ ］ 采丌 ｊ ＵＶ ／ Ｏ ３浊 处 汹ｆ 酸 一制络 合体 系唆水 ， 纳 ＆Ｉ Ｕ Ｊ 总１ ＝ ｌ ｌ Ｊ 】 质 量浓 可 以低 （ ） ３ Ｉ Ｔ Ｉ ｇ ／ Ｌ， ｌ ＿ Ｊ 达枷 排放。 『 ｌ ４ １ 徐 旭 东， 卜 ｌ Ｉ ? 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