炼化废水重金属污染与处理方法进展综述

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1、炼化废水重金属污染与处理方法进展石宪娟（石油化工科学研究院北京海淀学院路18号）摘要:随着社会工业的发展,有炼化废水中重金属对环境的污染严重威胁着人类健康,逐步成为全球性问题。本文综述了近几年对重金属污染处理的技术方法与进展。除了改进老的化学与物理方法,还有一些新的生物技术吸附法。利用生物细胞和植物处理重金属污染等多种技术的有机应用,是处理重金属污染的有效方法。关键词:炼化废水；重金属污染;处理方法;发展方向水是世界万物的生命之源。在当代社会经济迅速发展的同时水资源的需求量也不断增大，然而水资源的污染问题也日益严重。在众多污染源中炼化废水重

2、金属污染占了相当大的比例。不符合净化标准的含重金属的炼化废水排放到河流湖泊中，通过浮游等生物的富集和扩大等变化毒性变大，因此会给人类的生命健康及生态环境带来非常严重的危害。虽然目前治理水中重金属污染的方式众多且取得了一定程度上的成功但依然任重而道远，仍需我们坚持不懈的努力。1、炼化废水中重金属污染的危害重金属系指相对密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。砷、硒是非金属,但是它的毒性及某些性质与重金属相似,所以将砷、硒列入重金属污染物范围内[1]。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷,还

3、包括具有毒性的重金属铜、锌、钴、镍、锡、钒等污染物[2]。锌、铜、镍都是人体所必需的微量元素。锌、铜参与人体糖代谢过程。铜对红血球的形成十分重要,锌有助于人体生长发育和骨骼成长,有助于避免动脉硬化和皮肤病[3]。镍与人体催化激素调节有关,避免人体生长缓慢,而且镍有助于造血功能[4]。但是锌、铜、镍过量摄入,会对人体产生重大危害。铜过量会刺激消化系统,长期过量促使肝硬化[5]。锌的毒性较弱,但Zn的有机化合物如柠檬酸锌、酒石酸锌等毒性却较强[6]。锌过量时,会引起发育不良,新陈代谢失调、腹泻等。镍过量初期发生头晕、头痛,有时恶心呕吐,长期过量

4、则发高烧,呼吸困难等,甚至中枢神经障碍,一时精神错乱。若镍在水中与羰基化合物结合形成羰基镍则毒性很强[3]。Cr3+在人体中属于微量元素,参与葡萄糖和脂类代谢。但过量的Cr3+易积存在肺泡中,引起肺癌,进入血液中引起肝和肾的障碍[3]。Cr6+有很大的刺激和腐蚀性,引起潰疡、喉炎和肠炎。流行病学研究表明:Cr6+化合物是常见的致癌物质,吸入到血液中夺取部分O2,使血红蛋白变成高铁血红蛋白,红细胞携气机能障碍,发生内息[7]。2、炼化废水中重金属处理方法2.1物理处理法2.1.1膜分离法膜分离法包括电渗析、反渗透、液膜纳滤、扩散渗析、水溶性聚

5、合物络合超滤等方法,常见的膜有聚砜、聚醚砜[8]等。CSiewert等[9]在用ZrO2或TiO2制备的UF和MF膜的基础上用α-Al2O3烧结成NF膜,JSehaep等[10]研制出γ-Al2O3NF膜,Hamza等[11]还研制具有低表面能的膜。另外，电渗析法是利用阴阳离子膜分离阴阳离子来处理废水中重金属的，在电流作用下使重金属得到浓缩与淡化。反渗透法是一种新的膜分离技术，已用于混合重金属废水的处理。膜分离法具有成本低、占地少、无二次污染的优点。但重金属浓缩到一定浓度时，膜分离效率需要定期更换，且有些粒子不能完全除去。2.1.2重力法重

6、力法是“依据废水中悬浮物与废水的相对密度不同这一特点，除去废水中悬浮物质。”[12]有研究显示这种方法简单成本低但是效果有限只能处理直径不小于100~150μm的油滴[13]。所以在炼油废水重金属的处理中重力方法一般做为预处理的方法来使用。2.1.3气浮法气浮法是一种通过固-液分离来对那些细小颗粒进行分离的方法。此法作为混合工艺中的初级处理可有效去除炼油废水中的金属沉淀和悬浮物[12]随着气浮法的发展与研究，研发出多种形式：电解气浮法、散气气浮法、溶气气浮法。但对于炼油废水中重金属来说,常用散气气浮法和溶气气浮法。[14]气浮法有着重力法不

7、可比拟的优势，但能净化的废弃杂质仍是有限的。2.1.4溶剂萃取法溶剂萃取法是利用重金属离子在有机相与水相溶解度不同,使重金属浓缩于有机相进行分离的方法。此法可液-液接触,连续操作,故分离效果好。DeviNB,NathsarmaKC等[15]对有关废电池中金属锌、锰的萃取分离研究,对锌和锰的萃取剂有Cyanex272、磷酸二异辛基酯等[16~17]。常见的萃取剂还有磷酸三丁酯[18]、三辛基氧化磷、三辛胺、伯胺[19]等。虽然萃取法有很大优点,但在萃取过程中能源消耗非常大。2.1.5离子交换法离子交换法是利用离子交换剂与金属离子进行交换,达到

8、去除炼化废水中重金属离子的方法。常见的离子交换剂有阴、阳离子交换树脂、螯合树脂等。ChaudhariS等[20]进行了离子交换剂的大量研究工作,所用的离子交换剂有膨润土与沸石等,