燕超超

【摘 要】絮凝法被广泛使用在重金属水废水处理过程中，可以起到水质净化作用。文章通过对絮凝剂种类进行阐述，分析了絮凝剂在废水处理中的应用机理。

【关键词】絮凝法;重金属废水处理;研究进展;应用

一、引言

近年来，随着城市化进程不断加快，冶金、电镀、电池等制造行业的发展导致重金属污染情况日益严重，排放到水体中会引起水污染，给周围生态环境产生严重的影响。尤其是铜、汞（铅、砷、镉、汞）等重金属元素会对产生毒害和致癌作用，如果排放到水环境中，不能被生物降解，在生物体内大量堆积，严重影响人体生命健康安全。如果血红细胞吸收过量的锌元素，会使血红细胞出现恶化。当人体吸收过多的铜离子会引起腹泻、甚至发生昏迷现象。需要采取有效的方式对重金属废水进行处理，解决水污染问题。现阶段在进行重金属元素去除过程中常见的有三种方式，物理法，化学法以及生物法。

物理方式主要是通过离子交换、絮凝法实现水质净化。絮凝法通过向重金属废水中添加一种或者是多种絮凝剂，通过在特定pH环境下的中和、吸附等作用除去金属离子。离子交换法是通过离子交换材料进行吸附，实现金属离子的净化，避免出现二次污染。使用化学方式，主要是通过化学反应，以氧化反应或者是化还原反应作为机理，最具代表性的使用铁氧体沉降法以及电化学反应还原法。主要是通过二价铁离子的还原性，将重金属离子价态降到最低，然后使用强氧化剂过氧化氢。生成溶度低的金属氧化物，这种方式只适合浓度高、成分复杂的重金属废水处理。生物方式主要使用微生物细胞特有的胞外聚合物特性，对重金属物质进行吸附，这种方式操作简单、成本较低、能有效回收重金属。

絮凝法在进行重金属废水处理过程中是一种高效的处理方式，操作简便、成本低，能有效的去除污染物质，絮凝法主要是通过是絮凝剂去除溶液中重金属离子。本文重点针对絮凝剂进行分析，促进絮凝法在重金属废水处理中的应用。

二、絮凝剂种类

（一）无机高分子絮凝剂

无机高分子絮凝剂具有高效、可降解、成本低的优势，在污水处理过程中被广泛使用。我国使用的无机高分子絮凝剂来说，主要是以铝盐、铁盐以及复合盐类作为主要成分，包括聚合氯化铝以及聚合硫酸铁等物质，在进行废水处理过程中形成胶粒物质或者是氢化物沉淀（氢氧化物沉淀吧）。通过絮凝剂吸附作用，除去重金属离子，实现污水的处理。目前，随着化工工艺不断发展，在絮凝剂选择过程中可以使用PFS（复合硫酸铁）除去自来水厂中超标的Sb。与此同时，必须要保证加入的PFS投放量是每升12.3毫克，才能充分发挥净水作用，提高絮凝剂的吸附能力。

（二）有机合成絮凝剂

有机合成絮凝剂主要包括有机合成的分子絮凝剂以及高分子絮凝剂。对于有机合成的分子训絮凝剂来说，在使用过程中，需要考虑重金属离子的分布状态。目前，广泛使用的是重金属捕集剂氨基二硫代甲酸盐。他具备较高的螯合能力，形成不溶的金属螯合物，与此同时，还可以使用三硫代碳酸盐。进行亲核反应过程中出去废水中的离子。对于废水中铜离子来说，使用DTC（二硫代氨基甲酸盐）去除率高达99%以上。对于有机合成高分子絮凝剂来说，在进行絮凝剂选择过程中要和重金属螯合剂发生反应，能有效地对重金属离子进行去除，提高捕集能力 [1]。

（三）改性天然高分子絮凝剂

在改性天然高分子絮凝剂选择过程中，需要选择合适的有机高分子材料，通常情况下使用的是壳聚糖、纤维素等常见的环保无毒材料。它们存在较大的分子结构，表面具有活性基团，能有效地对金属离子进行吸附螯合在进行壳聚糖高分子絮凝剂选择过程中，壳聚糖能和溶解态的重金属离子形成稳定的络合物。进而改善壳聚糖的亲水性，能以特定的离子体进入结构单元中，提高重金属离子的捕捉能力。使用改性淀粉类高分子絮凝剂淀粉，是自然界中含量最为丰富的天然高分子聚合物，它的成本低能，具备可生物降解多糖。在此过程中，通过扩展单一官能团进行改性，提高分子表面的活性位点，进而能有效降低分子表面产生的吸附干扰，提高捕集作用 [2]。

（四）微生物絮凝剂

微生物絮凝剂通常是有微生物自身或者是微生物在代谢过程中形成的具有高度絮凝活性的天然高分子物质，它的化学式都是为多糖，具有较高的热稳定性，由纤维素、核糖等高分子物质组成，微生物絮凝剂在进行反应过程中，分子表面附着和重金属离子起到配位作用的羟基、羧基等。一方面，它能有效增加絮凝剂活性位点，起到较高的螯合吸附作用，另一方面，微生物絮凝剂分子表面浮着着和重金属离子，起到配位作用的基团，能有效地對重金属离子进行捕捉。例如：使用微生物絮凝剂能有效地对铅离子进行去除，去除率可以高达92%以上。与此同时，使用含有一定金属离子的微生物絮凝剂能提高活性，加大重金属的去除效率[3]。

三、絮凝法在重金属废水处理中的应用机理

通常情况下，冶金、电镀等行业排放的污水中含有大量的重金属离子，包括其他的重金属污染物的配位化合物。絮凝法主要是向污水中添加一定量的絮凝剂，通过絮凝剂提供大量的配位离子，强烈的吸附悬浮物，或者是胶体颗粒。在离子群的作用下，在反应体系中形成稳定的胶体，分布在溶液中，此时能有效地结合溶液中的悬浮物，形成小分子不溶物。通过架桥方式形成大颗粒，然后通过絮凝剂的王卜元扫作用进行沉降，进而除去非溶解状态的重金属。絮凝剂通过自身强有力的吸附作用，和螯合物进行架桥牵连，形成微絮体。再加上自身的捕卷性能，促使微絮体形成大体积的絮体加速沉降（见下图一） [4]。

四、结语

综上所述，在重金属废水处理过程中，随着絮凝剂的研究不断深入，种类不断增多，絮凝剂对废水各种pH环境的适应度较高，应该充分发挥絮凝法的作用，使用无机、有机、微生物等多种类型的絮凝剂，能有效地提高重金属的去除效果，实现中金属废水处理的达标排放或回用。近年来，随着我国科学技术不断发展，在进行生物制絮凝剂选择过程中，可以研究利用基因工程，改善的絮凝剂诱变育种，可进一步提高重金属离子的去除效率。

【参考文献】

[1]上海同昕环境科技有限公司.一种含重金属的废水处理系统及方法：中国，CN201710693450.7[P].2019-02-26.

[2]佛山科学技术学院.一种处理重金属离子废水的电絮凝装置及方法：中国，CN201811436269.9[P].2019-01-15.

[3]南京鑫豪高分子材料有限公司.一种重金属螯合剂使用方法：中国，CN201710815535.8[P].2019-03-19.

[4]中南大学.一种用于重金属废水处理过程的多工况协调优化方法：中国，CN201811224556.3[P].2019-01-18.