含镉废水处理技术研究进展

含镉废水处理技术探讨进展 简介介绍了含镉废水的危害，系统阐述了传统的物理、化学法和微生物法处理含镉废水的探讨进展，并说明白各方法的优缺点和适用范围。生物强化技术特殊是投菌活性污泥法作为一种新兴而有效的生物处理技术在含镉废水的处理方面具有很大的发展空间和实际效益。 关键字含镉废水,微生物法,投菌活性污泥法,探讨进展 Progress of the research on the treatment of cadmium-containing wastewater Yi Wentao1,2,Yan Chunyan1,2, Li Faqiang1, Deng Xiaochuan1, Ma Peihua1. 1.Qinghai Institute of Salt Lakes ,Chinese Academy of Sciences, Xining Qinghai 810008； 2.Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039 Abstract The harmfulness of cadmium-containing wastewater is introduced, and the development in traditional physical and chemical s also with microbiology for treating cadmium-containing wastewater are elaborated systematically. The advantages and disadvantages of various s, their applied conditions and actual feasibilities are compared in detail. Bio-augmentation process especially with liquid live microorganisms LLMO as a new and effective bio-technology will be a potential way to deal with cadmium-containing wastewater. Keywords Cadmium-containing wastewater Microbiology LLMO Research progress 镉作为原料或催化剂用于生产电池、塑料、颜料和试剂；还可作为生产不锈钢、合金、电视机荧光屏等的原料；另外镉还是原子核反应堆用限制棒的材料之一[1]。镉的广泛应用造成了它的环境污染。镉污染首先是对土壤和水体的污染[2]。含镉废水主要有含镉矿山的开采和冶炼所产生的废水、镉化合物工业废水、镍镉电池生产废水及电镀含镉废水。 镉对人体有害，它可以通过食物链在人体蓄积，或者干脆作用于人体而引发急、慢性镉中毒[3]。急性镉中毒主要表现为发热、咳嗽、乏力、胸闷、肢体酸痛等[4]；慢性镉中毒主要表现为尿镉上升，病情接着发展会造成肾脏、肝脏及肺部损害，并伴有骨质疏松症和骨质软化症[5]。我国和日本都曾经出现过污染区镉中毒的状况[6]。镉对人体的危害引起了世界各国的重视，各国均制定了相应的国家标准。我国规定工业废水中镉的最高排放浓度为0.1mgL-1[7]。含镉废水在排放前必需进行处理，以达到排放的要求，避开污染中毒事务的发生。因此，含镉废水的有效处理刻不待时，探讨、开发高效经济的含镉废水的处理技术，具有重大的社会、经济和环境意义。目前，处理含镉废水的方法主要可分为物理、化学法和微生物法。 1 物理和化学法 物理和化学法处理含镉废水即通过物理和化学的手段将游离态的镉离子从水溶液中提取、分别出来。传统的处理方法有化学沉淀法、电解法、吸附法、离子交换法、膜分别法等。 1.1 化学沉淀法 化学沉淀法在含镉废水的处理中应用较多，特殊适用于镉离子浓度较高的水体中镉的去除。据沉淀剂的不同，又可以分为氢氧化物沉淀法、硫化镉沉淀法、碳酸镉沉淀法、磷酸镉沉淀法、铁氧体共沉淀法及综合沉淀法。 1.1.1 氢氧化物沉淀法 氢氧根离子与镉离子结合可产生氢氧化镉沉淀。含镉废水的氢氧化物沉淀法大多是采纳价廉高效的石灰中和沉淀法，该法pH的限制特别关键。张荣良[8]采纳底泥回流、石灰中和、提高pH的方法处理了硫酸生产过程中含镉、砷废水。当pH10时， 镉的去除率可达99.25 。程振华等[9]采纳调整-混凝-沉淀-过滤工艺处理了电池生产过程产生的高pH镍、镉废水。采纳强阴离子型聚丙烯酰胺作混凝剂、氢氧化钠或氢氧化钙作pH调整剂，当pH＞10时，可干脆从废水中沉淀除去镍、镉，具有较高的经济性和可操作性。周淑珍[10]采纳泥浆循环-消石灰中和-提高pH的方法对冶炼厂废酸废水中镉的去除进行了探讨。探讨表明限制一次中和槽pH9～10，适当提高二次中和槽的pH可达到较高的镉去除率。廖长海等[11]采纳高pH限制中和混凝法对冶炼制酸高镉废水进行了处理，一次中和反应的pH限制在12时，镉去除效果最佳。陈利民[12]用氢氧化物沉淀法对铜、镉盐废水的处理进行了初步尝试，镉去除率良好。郭静[13]利用石灰-铝盐一段处理流程处理了钨矿山含镉、氟工业废水。 1.1.2 碳酸镉沉淀法 碳酸镉的溶度积为5.210-12，犯难溶于水的化合物。沈华[14]分析颜料工业废水中镉的含量为40mgL-1, 其利用工艺过程漂洗水中的Na2CO3和NaOH为沉淀剂，不加其它的沉淀剂，限制pH为89，自然沉降68h，出水Cd2的浓度＜0.1mgL-1, 实现了镉的沉淀，达到固液分别的目的。 1.1.3 硫化镉沉淀法 硫化镉溶度积为3.610-29，属难溶硫化物。依据溶度积原理，向含镉废水中加入硫化钠等，使硫离子与游离态的镉离子反应结合，生成难溶的硫化镉沉淀，镉的去除率一般可到99以上。该法与其它方法联用效果较好[1719]。 1.1.4 磷酸镉沉淀法 Ksp[Cd3PO42]3.610-32, 比CdS的溶度积还要小，理论上讲Cd3PO42 的沉淀效果要比CdS好。陈阳等[15]用Na3PO4、Na2S 和NaOH作沉淀剂对电镀镉废水的处理进行了工艺对比试验，结果表明，用Na3PO4沉淀法处理电镀镉废水效果最明显，处理后废水中镉的质量浓度低于0.008 mgL-1，达到国家排放标准。他们还提出以磷矿石代替Na3PO4来处理电镀镉废水将降低处理成本，处理产生的Cd3PO42还可以作为一种好的建筑材料得到二次利用，有好的应用前景。目前该法处理含镉废水还没有得到广泛应用，磷酸盐化学沉淀法处理含镉废水值得进一步探究和探讨。 1.1.5 综合沉淀法 综合沉淀法就是将几种化学沉淀法结合起来，分步除去废水中的镉。王建明[16]利用综合沉淀法处理了锌、镉废水，用硫化物沉淀法作废水的一级