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利用生物技术处理重金属废水及污泥一、引言重金属废水及污泥是当前环境保护面临的重要问题之一。
重金属是指密度大于5克/厘米的金属元素，包括铜、镉、铬、铅、汞等。
这些元素在环境中具有高毒性和难以降解的特点，如果排放到水体或土壤中，将对生态环境产生严重的影响。
然而，生物技术作为一种绿色环保的新型技术，已经逐渐成为处理重金属废水及污泥的有效手段。
二、利用微生物处理重金属废水微生物是一种常见的生物体，具有高效的代谢能力和对环境变化的适应能力。
利用微生物处理重金属废水，可以通过微生物代谢机制将重金属离子转化为无害物质，达到降解污染物的目的。
1.菌种筛选微生物处理重金属废水的首要步骤是选用适合的菌种。
目前，常用的菌种主要包括铁蓝菌、硫酸盐还原菌、乳酸杆菌等。
其中，铁蓝菌可以通过交换电子降解重金属离子；硫酸盐还原菌可以利用硫酸盐进行还原，并形成硫化物沉淀；乳酸杆菌可以通过菌体吸附和离子交换将重金属去除。
因此，在选择菌种时应根据不同污染物的种类和含量进行筛选。
2.反应条件控制微生物处理重金属废水的反应条件主要包括温度、PH值、氧化还原电位等。
反应温度一般在25℃左右，PH值在6.5-8.0之间，氧化还原电位在-0.2V~0.4V之间。
此外，微生物代谢需要耗氧，因此需要进行通气或搅拌，以保证充足的氧气供应。
3.反应机理微生物处理重金属废水的反应机理主要包括吸附、离子交换、还原和沉淀等过程。
其中，吸附和离子交换机制是最常见的处理重金属污染的方式。
微生物的细胞膜具有高度的可渗性和选择性，可以将重金属离子吸附并进行离子交换。
而还原和沉淀机制则是在特定条件下发生的。
三、利用植物处理重金属污染土壤植物作为固定重金属的生物体，可以通过吸收、转运和富集等方式，将重金属从土壤中去除，是一种具有潜力的重金属污染土壤修复技术。
1.植物筛选植物的吸收能力与其根系的发达程度有关。
同时，不同植物对不同重金属元素的吸收能力也有所不同。
比如，锌富集植物可以吸收和富集锌离子，而铬富集植物则可以吸收和富集铬离子。
处理污水中重金属的三种方法1、化学沉淀：化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法，包括中和沉法和硫化物沉淀法等。
中和沉淀法：在含重金属的废水中加入碱进行中和反应，使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。
中和沉淀法操作简单，是常用的处理废水方法。
实践证明在操作中需要注意以下几点：（1）中和沉淀后，废水中若pH值高，需要中和处理后才可排放；（2）废水中常常有多种重金属共存，当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时，pH值偏高，可能有再溶解倾向，因此要严格控制pH值，实行分段沉淀；（3）废水中有些阴离子如：卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物，因此要在中和之前需经过预处理；（4）有些颗粒小，不易沉淀，则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。
2、化学还原法电镀废水中的Cr主要以Cr6＋离子形态存在，因此向废水中投加还原剂将Cr6＋还原成微毒的Cr3＋后，投加石灰或NaOH产生Cr（OH）3沉淀分离去除。
化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一，在我国有着广泛的应用，其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水冲击。
根据投加还原剂的不同，可分为FeSO4法、NaHSO3法、铁屑法、SO2法等。
应用化学还原法处理含Cr废水，碱化时一般用石灰，但废渣多；用NaOH或Na2CO3，则污泥少，但药剂费用高，处理成本大，这是化学还原法的缺点。
3、生物化学法生物化学法指通过微生物处理含重金属废水，将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。
硫酸盐生物还原法是一种典型生物化学法。
该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用，将硫酸盐还原成H2S，废水中的重金属离子可以和所产生的H2S反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而被去除，同时H2SO4的还原作用可将SO42－转化为S2－而使废水的pH值升高。
因许多重金属离子氢氧化物的离子积很小而沉淀。
有关研究表明，生物化学法处理含Cr6＋浓度为30—40mg/L的废水去除率可达99．67%—99．97%。
浅谈含铜含镍污泥资源化利用工艺摘要：含铜污泥和含镍污泥主要来源于金属加工行业的表面处理、热处理加工、电子元件制造、电镀及基础化学原料制造等，金属加工行业产生的废水经过处理后压滤产生的污泥。
该部分污泥中包含了多种污染环境的重金属元素,如果处理不当则会对生态环境造成严重污染，重金属会随着时间的迁移进入到地下水及土壤中,对生物及人类的健康造成威胁。
同时金属资源未得到很好回收，也是一种资源浪费。
铜元素和镍元素作为污泥中的主要有价重金属成分,有很大再生利用价值,本文介绍了含铜污泥和含镍污泥的来源以及对生态环境及人类的危害,阐述了目前我国主要的处理含铜含镍污泥的方式及工艺流程，以达到危险废物的减量化、无害化、资源化的途径。
关键词：含铜污泥含镍污泥资源化熔炼利用1、含铜含镍污泥的来源表面处理行业、印制电路板行业、电镀行业及电线电缆行业的废水处理压滤后产生的污泥主要为含铜含镍污泥。
电镀生产企业在我国达到了16000余家，其中电镀面积预计近3亿多平方米，每年的电镀废水排放量达到40亿立方米。
其中400立方米的电镀废水处理可产生约1吨的电镀污泥，废水处理过程中每年将产生电镀污泥预计1000万吨。
铜、镍等金属在电镀污泥中主要以氢氧化物、硫化物形式存在，经过废水处理压滤后产生的污泥中含水率一般为５０％～９０％；污泥中铜（Ｃｕ）含量一般为0.5％~10%（干基计），镍（Ni）含量一般0.１％~5%（干基计）。
含铜含镍污泥中的重金属铜、镍、锌、铬等主要在水处理过程中形成氢氧化物、硫化物，最终在污泥中以固态的氢氧化物、硫化物形式存在。
如果随意处理或者处理不当则会形成二次污染，对土壤及地下水造成巨大的生态环境破坏。
电镀污泥长期堆存或者泄漏，重金属会随着时间的迁移进入地下水和土壤，被植物吸收和聚集。
含有重金属的食物通过食物链进入人体并被吸收，随着时间的积累将引起慢性重金属中毒，从而破坏人类的生理机能及病变，严重危害人类的生命健康。
关于污泥中的重金属
制沼发酵的活性污泥，原亲水性变为疏水性。进行固液分离后，
使沼渣的含水率降至30~40%，进行检测。1.重金属不超标，作为有
机肥的原料，制造有机肥。2.超标不多，进行降重金属处理，使有机
物重金属达标。3.沼渣重金属指标超标较多，即进行焚烧。
降低重金属指标的方法有两个：
1. 硝酸脱重金属。 重金属的化合物均溶解于硝酸溶液，故将
重金属超标的沼渣加硝酸进行搅拌，使沼渣中的重金属化合物溶
解于硝酸溶液，然后进行分离，沼渣中的重金属含量大大降低（去
除率80%），完全可作有机肥的原料。
2. 在制商品有机肥过程中，为补充碳素营养，还需加等量污
泥干重的30%含有机碳较高的原料加工到污泥中，是重金属又减
少约50%，使去除率达90%以上。
关于重金属超标较多的沼渣，可采用焚烧的办法，此时的沼渣
含水率为30~40%，相对的，热值较高。同时，为蒸发水分所需的能
耗大为减少，燃烧时不需加大量的煤和油。因此很适合焚烧，可用于
发电或供热。其灰渣中含有重金属，可填埋处置。
表2-1 活性污泥青岛和上海实测值与国际对照
序
号 项目 实测值 GB4284-84中最高容许含量mg/kg干污泥 青岛 上海 在酸性土壤上（ＰＨ＜）
在碱性和中性土壤中
（PH≥6.5）
1 镉及其化合物（以Cd计） 10.1 0.95 5 20
2 汞及其化合物（以Hg计） 5.03 1.50 5 15
3 铅及其化合物（以Pb计） 337 69.2 300 1000
4 铬及其化合物（以Cr计） 22 56.5 600 1000
5 砷及其化合物（以As计） 17.2 6.0 75 75
6 铜及其化合物（以Cu计） 387 522.9 250 500
7 锌及其化合物（以Zn计） 291 212.2 500 1000
8 镍及其化合物（以Ni计） 161 105.9 100 200
表2-1活性污泥“三脱”后制有机肥重金属去除对照
序号 项目名称 国际值mg/kg 青岛平均
值mg/kg
三脱后 实测值mg/kg 去除率% 有机肥产
品实测值mg/kg 去除率%
1 PH值 6.0-7.5 6.8 6.7
2 镉及其化合物 5 10.1 1.72 82.9 0.86 91.5
3 汞及其化合物 5 5.03 0.96 80.9 0.48 90.5
4 铅及其化合物 300 337.0 53.92 84.0 26.96 92.0
5 铬及其化合物 600 22.0 4.62 79.0 2.31 89.5
6 砷及其化合物 75 17.2 3.10 82.0 5.55 91.0
7 硼及其化合物 150 7.06 1.86 73.7 0.93 86.8
8 铜及其化合物 250 387.0 54.18 86.0 27.09 93.0
9 锌及其化合物 500 291.0 37.83 87.0 18.92 93.5
10 镍及其化合物 100 161.0 27.37 83.0 13.69 91.5
11 矿物三比 3000 5 1.30 74.0 0.69 86.2
12 苯并芘 3 0.01 0.002 80.0 0.001 90.0
硝酸脱重金属方法，为减少硝酸的用量，把沼渣分成多批处理。
先把一小部分沼渣加硝酸和水，进行搅拌反应后固液分离。沼渣作有
机物原料。硝液回用直至饱和，重新换硝酸。
