重金屬?gòu)U水主要來(lái)源于采礦、煉鐵、顏料、醫(yī)藥等生產(chǎn)領(lǐng)域中產(chǎn)生的污水，在這種污水中含義大量重金屬種類與形式，這主要由于各個(gè)領(lǐng)域中生產(chǎn)方式的不同而形成的差異。重金屬污水對(duì)周邊環(huán)境具有很大的危害，嚴(yán)重威脅人們的實(shí)際生活和身體健康，隨著重金屬?gòu)U水排量不斷提高，重金屬污水處理技術(shù)就顯得尤為重要。高分子膜作為一種新型處理技術(shù)，從生物角度上對(duì)重金屬進(jìn)行有效分解和過(guò)濾，進(jìn)而有效提高重金屬污水處理效率和處理質(zhì)量。對(duì)此，在這樣的環(huán)境背景下，探究重金屬污水處理中應(yīng)用高分子膜的實(shí)踐分析具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1、重金屬污水綜合概述

重金屬污水的含義：重金屬?gòu)U水一般為冶煉或者是化工生產(chǎn)中形成含重金屬離子的廢水，這種污水中重金屬物質(zhì)含量排放標(biāo)準(zhǔn)要根據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》而定。重金屬?gòu)U水中主要分為有毒金屬與一股金屬，包括汞、鉻、鎳、砷、銅、鉬、鋅、錫、鈷、釩等。重金屬污水水質(zhì)水量和生產(chǎn)工藝有很大的聯(lián)系，重金屬?gòu)U水中的重金屬一般無(wú)法被分解和破壞，借助分子轉(zhuǎn)移改變重金屬物化形態(tài)。重金屬?gòu)U水的危害：重金屬?gòu)U水中由于含有大量有毒金屬物質(zhì)而具有強(qiáng)毒性和致癌性，降解程度較為困難，毒效可以維持很長(zhǎng)時(shí)間，并具備生物不可降解性，一旦重金屬?gòu)U水中的有毒物質(zhì)借助食物鏈進(jìn)入到人體，在人體中長(zhǎng)期積累進(jìn)而形成各種疾病，造成人體相關(guān)工作紊亂，嚴(yán)重威脅著人類的生命健康。

2、常見的重金屬污水處理技術(shù)

2.1 沉淀法

在重金屬污水處理過(guò)程中，沉淀法主要在重金屬?gòu)U水中加入沉淀劑，與重金屬物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成沉淀物，經(jīng)過(guò)過(guò)濾的多去除重金屬污水中的重金屬離子，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)重金屬污水的處理。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，重金屬?gòu)U水中的重金屬離子無(wú)法被降解，應(yīng)用原理是轉(zhuǎn)移重金屬離子物化形態(tài)。

具體措施為以下三種形式：

一是物質(zhì)中和。

向重金屬?gòu)U水中加入堿中和劑，使得重金屬污水中的金屬離子轉(zhuǎn)換成氫化物或者是碳酸鹽沉淀，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬離子的去除。

二是螯合沉淀。

這種方式主要通過(guò)DTCR中極性基特性，借助自然條件去除重金屬污水中的重金屬陽(yáng)離子，生成難溶性螯合物后沉淀去除。

三是硫化物沉淀。

在重金屬污水中投入硫化物，將重金屬?gòu)U水PH值調(diào)到堿性，并加入沉淀劑，使得重金屬離子和硫離子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)形成沉淀物，進(jìn)而被分離去除。

2．2 物理化學(xué)法

物理化學(xué)法在處理重金屬無(wú)水中，主要涉及到離子交換法、膜分離技術(shù)和吸附法等幾種方式，其中，離子交換法與膜分離技術(shù)主要適用于濃度低的重金屬污水處理。

其主要表現(xiàn)為以下幾種方式：

，離子交換法。

將離子交換劑投入重金屬污水中，與重金屬離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后沉淀析出，以達(dá)到重金屬污水處理的目的。但在實(shí)際應(yīng)用中處理成本較高，需要較長(zhǎng)的反應(yīng)周

第二，吸附法。

吸附法主要利用活陸炭與重金屬離子進(jìn)行粒子交換，將重金屬污水中的重金屬離子分離出來(lái)，這種方式由于殘留大量廢渣，很容易造成二次污染。

第三，膜分離技術(shù)。

膜分離技術(shù)主要涉及到電滲析、反滲透以及隔膜電解，是目前為推廣和使用的一種處理技術(shù)。

3、重金屬污水處理中應(yīng)用高分子膜的實(shí)踐

3.1 超濾與微濾技術(shù)

超濾與微濾技術(shù)是高分子膜應(yīng)用途徑之一，在壓差推動(dòng)力的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)重金屬離子篩孔分離，其具體流程為以下幾方面：

，制膜。超濾膜材質(zhì)主要為醋酸纖維素、聚酞亞胺、聚丙烯睛、聚醋酸乙烯、兩性離子交換膜等，選擇相分離法和溶膠一凝膠法；微濾膜材料的聚醋、聚碳酷、聚四氟乙烯和纖維素等物質(zhì)，選擇相分離法、流延法以及溶劑蒸發(fā)法。

第二，分離原理。超濾膜屬于非對(duì)稱膜，一層幾極薄、有孔徑的表平層與一層較厚、海綿狀多孔層組成；微濾膜膜孔呈截頭圓錐體狀，形態(tài)網(wǎng)狀海綿曲孔型，滲透液可經(jīng)過(guò)孔流出，促進(jìn)傳質(zhì)，有效防止膜孔堵塞。

第三，應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用中，由于重金屬離子半徑較小，工作人員要做好重金屬污水預(yù)處理，擴(kuò)大離子半徑，使其高于膜孔徑，在進(jìn)行污水過(guò)濾的過(guò)程中，會(huì)將重金屬離子留在膜孔徑中，進(jìn)而達(dá)到重金屬污水處理的目的。

3．2 納濾技術(shù)

納濾技術(shù)作為一種高分子膜應(yīng)用技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中具備以下幾種特點(diǎn)：一是可以截留150—2000的分子。介于反滲透膜與超濾膜間；二是可以截留二價(jià)離子和多價(jià)離子，分離過(guò)程無(wú)任何化學(xué)反應(yīng)，不會(huì)影響生物活性，主要應(yīng)用在飲用水與廢水處理中。利用納濾技術(shù)一般可以純化大約90以上廢水，縮小重金屬離子含量，同時(shí)分離出的重金屬具有很大的回收價(jià)值。

其主要流程為以下幾方面：

，制膜。

納濾膜制造材質(zhì)主要包括醋酸纖維素、磺化聚醚礬、聚乙烯醇和聚酞胺等物質(zhì)，通過(guò)Sol-gel法制備氧化鋁復(fù)合納濾膜，其孔徑為0．5mm，膜通量為15L／(m2?h)，在20攝氏度、1MPa環(huán)境下，其正電荷可以分離重金屬污水中的多價(jià)陽(yáng)離子。

第二，分離原理。

納濾膜屬于非對(duì)稱膜，自身具備納米級(jí)孔徑，由極薄致密層與細(xì)孔表皮層組成，在實(shí)際應(yīng)用中可以篩除重金屬污水中的中性粒子，由于帶電荷特性可以和電解質(zhì)離子進(jìn)行靜電反應(yīng)，強(qiáng)化電荷強(qiáng)度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬污水中重金屬離子的截留。分離后的重金屬離子經(jīng)過(guò)鰲合沉淀后，形成重金屬沉淀物，進(jìn)而達(dá)到回收目的。

3．3 反滲透膜技術(shù)

反滲透膜包括對(duì)稱膜與非對(duì)稱膜，對(duì)稱膜為均質(zhì)、致密的多孔膜，重金屬離子可以在反滲透膜中實(shí)現(xiàn)滲透率相同，進(jìn)而均勻分離重金屬離子。而非對(duì)稱膜為極薄、致密的表皮層和多孔支撐層組成，表皮層可以進(jìn)行分離與傳遞速率，而多孔支撐層主要起到支撐作用。一般而言，分滲透膜的半徑小于1．0mm，水分子可以自由穿梭在反滲透膜中，而重金屬離子半徑大于反滲透膜半徑，進(jìn)而被截留在反滲透膜孔徑中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)重金屬污水的處理與分離。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，反滲透膜在實(shí)際滲透中淡水一側(cè)液面進(jìn)而下沉，而一側(cè)液面則需要不斷上升，以達(dá)到平衡狀態(tài)。若溶液壓力失去平衡。溶液水分就會(huì)透過(guò)半透膜流向另一側(cè)，提高溶液濃度，以此稱為反滲透。在反滲透膜在重金屬污水處理中應(yīng)用的過(guò)程中，其反滲透裝置會(huì)開展污水回收鉻實(shí)驗(yàn)，低壓狀態(tài)下的反滲透膜會(huì)將鉻分離，其回收量可達(dá)到99．8％以上。在利用分滲透膜分離重金屬污水中銅離子的過(guò)程中，反滲透膜可以截留99％的Cu。同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)多種離子的回收，進(jìn)而達(dá)到對(duì)重金屬污水的有效處理。據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在處理鉻離子和銅離子的過(guò)程中，針對(duì)其他多種金屬離子，反滲透膜可以截留率為98．6％，進(jìn)而有效分離重金屬污水中的重金屬離子，使得重金屬?gòu)U水達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還可以通過(guò)沉淀的方式實(shí)現(xiàn)重金屬離子的回收，進(jìn)而達(dá)到重金屬污水處理的終目的。