重金屬去除離子交換

A. 在重金屬吸附中，離子交換是物理吸附還是化學吸附

如果是離子的話，應該算是化學裡面的氧化還原反應。或者說是置換反應。在高中的化學課本中，有大量的這類實驗，比如通電在電解液中，得到某種單質，或者直接進行置換得到單質。

B. 怎麼去除蛋白質中的金屬離子

1化學沉澱
化學沉澱法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶於水的重金屬化合物的方法,包括中和沉法和硫化物沉澱法等.
中和沉澱法
在含重金屬的廢水中加入鹼進行中和反應,使重金屬生成不溶於水的氫氧化物沉澱形式加以分離.中和沉澱法操作簡單,是常用的處理廢水方法.實踐證明在操作中需要注意以下幾點：
（1）中和沉澱後,廢水中若pH值高,需要中和處理後才可排放；
（2）廢水中常常有多種重金屬共存,當廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時,pH值偏高,可能有再溶解傾向,因此要嚴格控制pH值,實行分段沉澱；
（3）廢水中有些陰離子如：鹵素、氰根、腐植質等有可能與重金屬形成絡合物,因此要在中和之前需經過預處理；
（4）有些顆粒小,不易沉澱,則需加入絮凝劑輔助沉澱生成.
硫化物沉澱法
加入硫化物沉澱劑使廢水中重金屬離子生成硫化物沉澱後從廢水中去除的方法.
與中和沉澱法相比,硫化物沉澱法的優點是：重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低,反應時最佳pH值在7—9之間,處理後的廢水不用中和.硫化物沉澱法的缺點是：硫化物沉澱物顆粒小,易形成膠體；硫化物沉澱劑本身在水中殘留,遇酸生成硫化氫氣體,產生二次污染.為了防止二次污染問題,英國學者研究出了改進的硫化物沉澱法,即在需處理的廢水中有選擇性的加入硫化物離子和另一重金屬離子（該重金屬的硫化物離子平衡濃度比需要除去的重金屬污染物質的硫化物的平衡濃度高）.由於加進去的重金屬的硫化物比廢水中的重金屬的硫化物更易溶解,這樣廢水中原有的重金屬離子就比添加進去的重金屬離子先分離出來,同時能夠有效地避免硫化氫的生成和硫化物離子殘留的問題.
2氧化還原處理
化學還原法
電鍍廢水中的Cr主要以Cr6＋離子形態存在,因此向廢水中投加還原劑將Cr6＋還原成微毒的Cr3＋後,投加石灰或NaOH產生Cr（OH）3沉澱分離去除.化學還原法治理電鍍廢水是最早應用的治理技術之一,在我國有著廣泛的應用,其治理原理簡單、操作易於掌握、能承受大水量和高濃度廢水沖擊.根據投加還原劑的不同,可分為FeSO4法、NaHSO3法、鐵屑法、SO2法等.
應用化學還原法處理含Cr廢水,鹼化時一般用石灰,但廢渣多；用NaOH或Na2CO3,則污泥少,但葯劑費用高,處理成本大,這是化學還原法的缺點.
鐵氧體法
鐵氧體技術是根據生產鐵氧體的原理發展起來的.在含Cr廢水中加入過量的FeSO4,使Cr6＋還原成Cr3＋,Fe2＋氧化成Fe3＋,調節pH值至8左右,使Fe離子和Cr離子產生氫氧化物沉澱.通入空氣攪拌並加入氫氧化物不斷反應,形成鉻鐵氧體.其典型工藝有間歇式和連續式.鐵氧體法形成的污泥化學穩定性高,易於固液分離和脫水.鐵氧體法除能處理含Cr廢水外,特別適用於含重金屬離子種類較多的電鍍混合廢水.我國應用鐵氧體法已經有幾十年歷史,處理後的廢水能達到排放標准,在國內電鍍工業中應用較多.
鐵氧體法具有設備簡單、投資少、操作簡便、不產生二次污染等優點.但在形成鐵氧體過程中需要加熱（約70oC）,能耗較高,處理後鹽度高,而且有不能處理含Hg和絡合物廢水的缺點.
電解法
電解法處理含Cr廢水在我國已經有二十多年的歷史,具有去除率高、無二次污染、所沉澱的重金屬可回收利用等優點.大約有30多種廢水溶液中的金屬離子可進行電沉積.電解法是一種比較成熟的處理技術,能減少污泥的生成量,且能回收Cu、Ag、Cd等金屬,已應用於廢水的治理.不過電解法成本比較高,一般經濃縮後再電解經濟效益較好.
近年來,電解法迅速發展,並對鐵屑內電解進行了深入研究,利用鐵屑內電解原理研製的動態廢水處理裝置對重金屬離子有很好的去除效果.
另外,高壓脈沖電凝系統（）為當今世界新一代電化學水處理設備,對表面處理、塗裝廢水以及電鍍混合廢水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN－等污染物有顯著的治理效果.高壓脈沖電凝法比傳統電解法電流效率提高20%—30%；電解時間縮短30%—40%；節省電能達到30%—40%；污泥產生量少；對重金屬去除率可達96%一99%.
3溶劑萃取分離
溶劑萃取法是分離和凈化物質常用的方法.由於液一液接觸,可連續操作,分離效果較好.使用這種方法時,要選擇有較高選擇性的萃取劑,廢水中重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在,例如在酸性條件下,與萃取劑發生絡合反應,從水相被萃取到有機相,然後在鹼性條件下被反萃取到水相,使溶劑再生以循環利用.這就要求在萃取操作時注意選擇水相酸度.盡管萃取法有較大優越性,然而溶劑在萃取過程中的流失和再生過程中能源消耗大,使這種方法存在一定局限性,應用受到很大的限制.
4吸附法
吸附法是利用吸附劑的獨特結構去除重金屬離子的一種有效方法.利用吸附法處理電鍍重金屬廢水的吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹脂等.活性炭裝備簡單,在廢水治理中應用廣泛,但活性炭再生效率低,處理水質很難達到回用要求,一般用於電鍍廢水的預處理.腐植酸類物質是比較廉價的吸附劑,把腐植酸做成腐植酸樹脂用以處理含Cr、含Ni廢水已有成功經驗.有相關研究表明,殼聚糖及其衍生物是重金屬離子的良好吸附劑,殼聚糖樹脂交聯後,可重復使用10次,吸附容量沒有明顯降低.利用改性的海泡石治理重金屬廢水對Pb2＋、Hg2＋、Cd2＋有很好的吸附能力,處理後廢水中重金屬含量顯著低於污水綜合排放標准.另有文獻報道蒙脫石也是一種性能良好的粘土礦物吸附劑,鋁鋯柱撐蒙脫石在酸性條件下對Cr6＋的去除率達到99%,出水中Cr6＋含量低於國家排放標准,具有實際應用前暑.
5膜分離法
膜分離法是利用高分子所具有的選擇性來進行物質分離的技術,包括電滲析、反滲透、膜萃取、超過濾等.用電滲析法處理電鍍工業廢水,處理後廢水組成不變,有利於回槽使用.含Cu2＋、Ni2＋、Zn2＋、Cr6＋等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理,已有成套設備.反滲透法已大規模用於鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬廢水處理.採用反滲透法處理電鍍廢水,已處理水可以回用,實現閉路循環.液膜法治理電鍍廢水的研究報道很多,有些領域液膜法已由基礎理論研究進入到初步工業應用階段,如我國和奧地利均用乳狀液膜技術處理含Zn廢水,此外也應用於鍍Au廢液處理中.膜萃取技術是一種高效、無二次污染的分離技術,該項技術在金屬萃取方面有很大進展.
6離子交換法
離子交換處理法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法,應用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等等,離子交換樹脂有凝膠型和大孔型.前者有選擇性,後者製造復雜、成本高、再生劑耗量大,因而在應用上受到很大限制.離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現的.推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力,多數情況下離子是先被吸附,再被交換,離子交換劑具有吸附、交換雙重作用.這種材料的應用越來越多,如膨潤土,它是以蒙脫石為主要成分的粘土,具有吸水膨脹性好、比表面積大、較強的吸附能力和離子交換能力,若經改良後其吸附及離子交換的能力更強.但是卻較難再生,天然沸石在對重金屬廢水的處理方面比膨潤土具有更大的優點：沸石是含網架結構的鋁硅酸鹽礦物,其內部多孔,比表面積大,具有獨特的吸附和離子交換能力.研究表明,沸石從廢水中去除重金屬離子的機理,多數情況下是吸附和離子交換雙重作用,隨流速增加,離子交換將取代吸附作用佔主要地位.若用NaCl對天然沸石進行預處理可提高吸附和離子交換能力.通過吸附和離子交換再生過程,廢水中重金屬離子濃度可濃縮提高30倍.沸石去除銅,在NaCl再生過程中,去除率達97%以上,可多次吸附交換,再生循環,而且對銅的去除率並不降低.
三、生物處理技術
由於傳統治理方法有成本高、操作復雜、對於大流量低濃度的有害污染難處理等缺點,經過多年的探索和研究,生物治理技術日益受到人們的重視.隨著耐重金屬毒性微生物的研究進展,採用生物技術處理電鍍重金屬廢水呈現蓬勃發展勢頭,根據生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法以及植物修復法.
1生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱的一種除污方法.微生物絮凝劑是一類由微生物產生並分泌到細胞外,具有絮凝活性的代謝物.一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質構成,分子中含有多種官能團,能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉澱.至目前為止,對重金屬有絮凝作用的約有十幾個品種,生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2＋、Hg2＋、Ag＋、Au2＋等重金屬離子形成穩定的鰲合物而沉澱下來.應用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、不產生二次污染、絮凝效果好,且生長快、易於實現工業化等特點.此外,微生物可以通過遺傳工程、馴化或構造出具有特殊功能的菌株.因而微生物絮凝法具有廣闊的應用前景.
2生物吸附法
生物吸附法是利用生物體本身的化學結構及成分特性來吸附溶於水中的金屬離子,再通過固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法.利用胞外聚合物分離金屬離子,有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質,能使溶液中可溶性的重金屬離子轉化為沉澱物而去除.生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易於分離回收重金屬等特點,已經被廣泛應用.
3生物化學法
生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水,將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除.硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學法.該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用,將硫酸鹽還原成H2S,廢水中的重金屬離子可以和所產生的H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物沉澱而被去除,同時H2SO4的還原作用可將SO42－轉化為S2－而使廢水的pH值升高.因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉澱.有關研究表明,生物化學法處理含Cr6＋濃度為30—40mg/L的廢水去除率可達99．67%—99．97%.有人還利用家畜糞便厭氧消化污泥進行礦山酸性廢水重金屬離子的處理,結果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬.趙曉紅等人用脫硫腸桿菌（SRV）去除電鍍廢水中的銅離子,在銅質量濃度為246．8mg/L的溶液,當pH為4．0時,去除率達99．12%.
4植物修復法
植物修復法是指利用高等植物通過吸收、沉澱、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量,以達到治理污染、修復環境的目的.植物修復法是利用生態工程治理環境的一種有效方法,它是生物技術處理企業廢水的一種延伸.利用植物處理重金屬,主要有三部分組成：
（1）利用金屬積累植物或超積累植物從廢水中吸取、沉澱或富集有毒金屬；
（2）利用金屬積累植物或超積累植物降低有毒金屬活性,從而可減少重金屬被淋濾到地下或通過空氣載體擴散：
（3）利用金屬積累植物或超積累植物將土壤中或水中的重金屬萃取出來,富集並輸送到植物根部可收割部分和植物地上枝條部分.通過收獲或移去已積累和富集了重金屬植物的枝條,降低土壤或水體中的重金屬濃度.在植物修復技術中能利用的植物有藻類、草本植物、木本植物等.
藻類凈化重金屬廢水的能力,主要表現在對重金屬具有很強的吸附力,利用藻類去除重金屬離子的研究已有大量報道.褐藻對Au的吸收量達400mg/g,在一定條件下綠藻對Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金屬離子的去除率達80%—90%,馬尾藻、鼠尾藻對重金屬的吸附雖然不及綠海藻,但仍具有較好的去除能力.
草本植物凈化重金屬廢水的應用已有很多報道.鳳眼蓮是國際上公認和常用的一種治理污染的水生漂浮植物,它具有生長迅速,既能耐低溫、又能耐高溫的特點,能迅速、大量地富集廢水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多種重金屬.有關研究發現鳳眼蓮對鈷和鋅的吸收率分別高達97%和80%.此外,還有很多草本植物具有凈化作用,如喜蓮子草、水龍、刺苦草、浮萍、印度芥菜等.
木本植物具有處理量大、凈化效果好、受氣候影響小、不易造成二次污染等等優點,受到人們廣泛關注.同時對土壤中Cd、Hg等有較強的吸附積累作用,由胡煥斌等試驗結果表明：蘆葦和池杉對重金屬Pb和Cd都有較強富集能力.

C. 怎樣去除水中的重金屬

1、化學沉澱法

其原理是通過化學反應將廢水中溶解的重金屬轉化為不溶性重金屬化合物，並通過過濾分離從水溶液中除去沉澱。由於受沉澱劑和環境條件的影響，沉澱法出水濃度往往達不到要求，需要進一步處理。所產生的泥沙必須妥善處理和處置，否則會造成二次污染。

2、螯合作用

螯合法又稱高分子離子捕集劑法，是指在廢水處理過程中，通過加入適量的重金屬捕集劑，利用捕集劑與重金屬離子形成相應螯合物的原理，將廢水中的鉛、鎘去除分離。

3、離子交換法

離子交換法是用離子交換劑交換重金屬離子，去除廢水中重金屬離子的一種方法。

(3)重金屬去除離子交換擴展閱讀：

注意事項

1、胡蘿卜是有效的排汞食物。含有的大量果膠可以與汞結合，有效降低血液中汞離子的濃度，加速其排出。每天進食一些胡蘿卜，還可以刺激胃腸的血液循環，改善消化系統，抵抗導致疾病、老化的自由基。

2、牛奶驅鉛。牛奶中含有豐富的鈣，而鈣磷比例恰當可以降低機體鉛負荷，牛奶所含的蛋白質能與體內的鉛結合成可溶性化合物，可以促進鉛的排泄。

3、葡萄可以幫助肝、腸、胃清除體內垃圾，還能增加造血機能。

D. 廢水中的重金屬應該通過什麼方法去除

1、化學沉澱法

其原理是通過化學反應將廢水中溶解的重金屬轉化為不溶性重金屬化合物，並通過過濾分離從水溶液中除去沉澱。由於受沉澱劑和環境條件的影響，沉澱法出水濃度往往達不到要求，需要進一步處理。所產生的泥沙必須妥善處理和處置，否則會造成二次污染。

2、螯合作用

螯合法又稱高分子離子捕集劑法，是指在廢水處理過程中，通過加入適量的重金屬捕集劑，利用捕集劑與重金屬離子形成相應螯合物的原理，將廢水中的鉛、鎘去除分離。

3、離子交換法

離子交換法是用離子交換劑交換重金屬離子，去除廢水中重金屬離子的一種方法。(4)重金屬去除離子交換擴展閱讀：

注意事項

1、胡蘿卜是有效的排汞食物。含有的大量果膠可以與汞結合，有效降低血液中汞離子的濃度，加速其排出。每天進食一些胡蘿卜，還可以刺激胃腸的血液循環，改善消化系統，抵抗導致疾病、老化的自由基。
2、牛奶驅鉛。牛奶中含有豐富的鈣，而鈣磷比例恰當可以降低機體鉛負荷，牛奶所含的蛋白質能與體內的鉛結合成可溶性化合物，可以促進鉛的排泄。
3、葡萄可以幫助肝、腸、胃清除體內垃圾，還能增加造血機能。

E. 我在網上查了，水中的重金屬只能用離子交換和沉澱才能過濾，還有反滲透也能過濾，那為什麼比如那些3M都

重金屬的去除方法很多，其中利用活性炭吸附水中的重金屬是一種成熟的技術，但是活性炭吸附技術受到許多因素的影響，如活性炭自身的性質、PH值、水中其他共存物質的影響等。另外，活性炭的再生費用較高，改變活性炭的表面基團的性質能夠提高活性炭吸附性能，在活性炭表面固定微生物能夠改善吸附重金屬的性能，延長活性炭的再生周期。
活性炭以其獨特的物理、化學性質成為去除重金屬離子的常用吸附劑之一。在電鍍中行業中，鉻是用量較大的一種重金屬原料, 在廢水中隨pH值的不同，六價鉻會以不同的形態存在。活性炭有非常發達的微孔結構和較高的比表面積, 具有極強的物理吸附能力, 但是，我們前期研究表明活性炭對以陰離子存在的重金屬吸附效果不佳，對於這種以陰離子存在的吸附質，需要對活性炭表面進行修飾，比如在藉助活性炭巨大的比表面積在其表面上負載鐵或者是其他的正價金屬，通過對Cr 產生化學吸附作用。達到去除水中微量Cr的目的。改性後的活性炭完全可以用於處理電鍍廢水中的Cr, 且吸附後的水可達到國家排放標准。對於正價重金屬離子的去除，活性炭是比較有優勢的，以活性炭纖維作為吸附劑，考察了水樣pH和震盪時間對去除水中鎘、鎳、銅三種重金屬離子吸附效果的影響。結果表明，活性炭纖維對水中三種重金屬離子都具有良好的吸附性能，且吸附後的吸附劑易於再生，可重復利用，是去除水中離子態重金屬的優良吸附劑。

F. 如何去除水中的重金屬

重金屬一般都是比較微量的,它在生物體內有富集作用,對人體有害! 一般生化方法對水中微量的重金屬較難處理至達標,實驗室一般用蒸餾或離子交換處理,日常中建議可以用凈水裝置,原理大致也就如前面那樣. 還有,平時多吃蔬菜水果綠茶,可以清理體內重金屬等有害因子,防止它們的積聚

G. 用離子交換樹脂法如何處理重金屬廢水

離子交換樹脂法是一種應用廣泛的方法，樹脂中含有的氨基、羥基等活專性基團可以與重金屬離子屬進行螯合、交換反應，從而去除廢水中重金屬離子的方法，同時還可以用於濃縮和回收溶液中痕量的重金屬，其優點是樹脂具有可逆性，可通過再生重復使用，且交換選擇性好，缺點是價格昂貴。因此研究和選擇成本低、選擇性高、交換容量大、吸附-解吸過程可逆性好的離子交換樹脂，對於處理重金屬廢水有著重要意義

H. 生物質吸附劑吸附重金屬離子後，應該怎麼處理

生物質吸附劑吸附重金屬離子後，應該怎麼處理
含重金屬廢水處理：為使污水中所含的重金屬達到排水某一水體或再次使用的水質要求，對其進行凈化的過程。

目前，重金屬廢水處理的方法大致可以分為三大類：(1)化學法；(2)物理處理法；(3)生物處理法。

化學法
化學法主要包括化學沉澱法和電解法，主要適用於含較高濃度重金屬離子廢水的處理，化學法是目前國內外處理含重金屬廢水的主要方法。
2.1.1化學沉澱法
化學沉澱法的原理是通過化學反應使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶於水的重金屬化合物，通過過濾和分離使沉澱物從水溶液中去除，包括中和沉澱法、硫化物沉澱法、鐵氧體共沉澱法。由於受沉澱劑和環境條件的影響，沉澱法往往出水濃度達不到要求，需作進一步處理，產生的沉澱物必須很好地處理與處置，否則會造成二次污染。
2.1.2電解法
電解法是利用金屬的電化學性質，金屬離子在電解時能夠從相對高濃度的溶液中分離出來，然後加以利用。電解法主要用於電鍍廢水的處理，這種方法的缺點是水中的重金屬離子濃度不能降的很低。所以，電解法不適於處理較低濃度的含重金屬離子的廢水。
2.1.3螯合法[1]
螯合法又稱高分子離子捕集劑法,是指在廢水處理過程中通過投加適量的重金屬捕集劑,利用捕集劑與金屬離子鉛、鎘結合時形成相應的螯合物的原理實現鉛、鎘的去除分離。該反應能在常溫和較大pH范圍(3?11)下發生,同時捕集劑不受共存重金屬離子的影響。因此該方法去除率高,絮凝效果佳,污泥量少且整合物易脫水。
2.1.4納米重金屬水處理技術
納米材料因其比表面積遠超普通材料，故同一種物質將會顯示出不同的物化特型，很多新型的納米材料都不斷地在水處理行業中實驗、實踐。被環保部、科技部、工信部、財政部四部委聯合審批立項為「2011年國家重大科技成果轉化項目」———納米水處理工藝及系列產品，在江西銅業股份有限公司應用取得了歷史性的突破，填補了國內空白。
國內通常採用的重金屬廢水處理方法，包括石灰中和法和硫化法等。這些傳統的處理工藝，雖然可以將廢水中的重金屬去除掉，但是處理效果並不穩定，處理後回收的清水水質仍難以確保穩定達標排放，而且還會產生二次污染。納米重金屬水處理技術不僅能使處理後的出水水質優於國家規定的排放標准且穩定可靠，投資成本和運行成本較低，與水中重金屬離子反應快，吸附、處理容量是普通材料的10倍到1000倍，而且使沉澱的污泥量較傳統工藝降低50%以上，污泥中雜質也少，有利於後續處理和資源回收。有數據顯示，同樣是每日處理300立方米重金屬污水量，傳統工藝每天要產生25噸石灰渣污泥，而採用納米技術後每月只產生25噸納米金屬泥。尤其值得關注的是，這種污泥中的重金屬單位含量提高了30倍。若以銅冶煉廠的廢水處理為例，其回收的納米銅泥品位已達到20%，完全可以作為銅礦資源再生利用。

物理處理法
物理處理法主要包含溶劑萃取分離、離子交換法、膜分離技術及吸附法。
2.2.1溶劑萃取分離
溶劑萃取法是分離和凈化物質常用的方法。由於液液接觸，可連續操作，分離效果較好。使用這種方法時，要選擇有較高選擇性的萃取劑，廢水中重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在，例如在酸性條件下，與萃取劑發生絡合反應，從水相被萃取到有機相，然後在鹼性條件下被反萃取到水相，使溶劑再生以循環利用。這就要求在萃取操作時注意選擇水相酸度。盡管萃取法有較大優越性，然而溶劑在萃取過程中的流失和再生過程中能源消耗大，使這種方法存在一定局限性，應用受到很大的限制。
2.2.2離子交換法
離子交換法是重金屬離子與離子交換劑進行交換，達到去除廢水中重金屬離子的方法。常用的離子交換劑有陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂、螯合樹脂等。幾年來，國內外學者就離子交換劑的研製開發展開了大量的研究工作。隨著離子交換劑的不斷涌現，在電鍍廢水深度處理、高價金屬鹽類的回收等方面，離子交換法越來越展現出其優勢。離子交換法是一種重要的電鍍廢水治理方法，處理容量大，出水水質好，可回收重金屬資源，對環境無二次污染，但離子交換劑易氧化失效，再生頻繁，操作費用高。
2.2.3膜分離技術
膜分離技術是利用一種特殊的半透膜，在外界壓力的作用下，不改變溶液中化學形態的基礎上，將溶劑和溶質進行分離或濃縮的方法，包括電滲析和隔膜電解。電滲析是在直流電場作用下，利用陰陽離子交換膜對溶液陰陽離子選擇透過性使水溶液中重金屬離子與水分離的一種物理化學過程。隔膜電解是以膜隔開電解裝置的陽極和陰極而進行電解的方法，實際上是把電滲析與電解組合起來的一種方法。上述方法在運行中都遇到了電極極化、結垢和腐蝕等問題。
2.2.4吸附法
吸附法是利用多孔性固態物質吸附去除水中重金屬離子的一種有效方法。吸附法的關鍵技術是吸附劑的選擇，傳統吸附劑是活性炭。還有黏土類吸附劑粉、煤灰吸附劑、生物質基材料和[1] 樹脂基吸附材料。活性炭有很強吸附能力，去除率高，但活性炭再生效率低，處理水質很難達到回用要求，價格貴，應用受到限制。近年來，逐漸開發出有吸附能力的多種吸附材料。有相關研究表明，殼聚糖及其衍生物是重金屬離子的良好吸附劑，殼聚糖樹脂交聯後，可重復使用10次，吸附容量沒有明顯降低。利用改性的海泡石治理重金屬廢水對Pb2+、Hg2+、Cd2+ 有很好的吸附能力，處理後廢水中重金屬含量顯著低於污水綜合排放標准。另有文獻報道蒙脫石也是一種性能良好的粘土礦物吸附劑，鋁鋯柱撐蒙脫石在酸性條件下對Cr 6+的去除率達到99%，出水中Cr 6+含量低於國家排放標准，具有實際應用前景。

生物處理法
生物處理法是藉助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法，包括生物吸附、生物絮凝、植物修復等方法。
2.3.1生物吸附
生物吸附法是指生物體藉助化學作用吸附金屬離子的方法。藻類和微生物菌體對重金屬有很好的吸附作用，並且具有成本低、選擇性好、吸附量大、濃度適用范圍廣等優點，是一種比較經濟的吸附劑。用生物吸附法從廢水中去除重金屬的研究，美國等國家已初見成效。有研究者預處理假單胞菌的菌膠團後，將其固定在細粒磁鐵礦上來吸附工業廢水中Cu，發現當濃度高至100 mg/L時，除去率可達96%，用酸解吸，可以回收95%銅，預處理可以增加吸附容量。但生物吸附法也存在一些不足，例如吸附容量易受環境因素的影響，微生物對重金屬的吸附具有選擇性，而重金屬廢水常含有多種有害重金屬，影響微生物的作用，應用上受限制等，所以還需再進行進一步研究。
2.3.2生物絮凝
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱的一種除污方法。生物絮凝法的開發雖然不到20年，卻已經發現有17種以上的微生物具有較好的絮凝功能，如黴菌、細菌、放線菌和酵母菌等，並且大多數微生物可以用來處理重金屬。生物絮凝法具有安全無毒、絮凝效率高、絮凝物易於分離等優點，具有廣闊的發展前景。
2.3.3植物修復法
植物修復法是指利用高等植物通過吸收、沉澱、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量， 以達到治理污染、修復環境的目的。植物修復法是利用生態工程治理環境的一種有效方法，它是生物技術處理企業廢水的一種延伸。利用植物處理重金屬，主要有三部分組成：
(1)利用金屬積累植物或超積累植物從廢水中吸取、沉澱
或富集有毒金屬： (2)利用金屬積累植物或超積累植物降
低有毒金屬活性，從而可減少重金屬被淋濾到地下或通過
空氣載體擴散： (3)利用金屬積累植物或超積累植物將土
壤中或水中的重金屬萃取出來，富集並輸送到植物根部可收割部分和植物地上枝條部分。通過收獲或移去已積累和富集了重金屬植物的枝條，降低土壤或水體中的重金屬濃度。在植物修復技術中能利用的植物有藻類植物、草本植物、木本植物等。
藻類凈化重金屬廢水的能力主要表現在對重金屬具有很強的吸附力。褐藻對Au的吸收量達400mg/g，在一定條件下綠藻對Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金屬離子的去除率達80%~90%。浩雲濤等分離篩選獲得了一株高重金屬抗性的橢圓小球藻(Chlorella ellipsoidea)，並研究了不同濃度的重金屬銅、鋅、鎳、鎘對該藻生長的影響及其對重金屬離子的吸收富集作用。結果顯示，該藻Zn 和Cd 具有很高的耐受性。對四種重金屬的耐受能力依次為鋅>鎘>鎳>銅。該藻對重金屬具有很好的去除效果，15μmol/L Cu2+、300μmol/L Zn2+、100μmol/L Ni2+、30μmol/L Cd2+濃度72h處理，去除率分別達到40.93%、98.33%、97.62%、86.88%。由此可見，此藻類可應用於含重金屬廢水的處理。
草本植物凈化重金屬廢水的應用已有很多報道。風眼
蓮(Eichhoria crassipes Somis)是國際上公認和常用的一種治理污染的水生漂浮植物，它具有生長迅速，既能耐低溫、又能耐高溫的特點，能迅速、大量地富集廢水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多種重金屬。張志傑等的研究結果表明，乾重lkg的風眼蓮在7～l0d可吸收鉛3.797g、鎘3.225g。周風帆等的 研究發現風眼蓮對鈷和鋅的吸收率分別高達97%和80%。香蒲(Typhao rientaliS Pres1)也是一種凈化重金屬的優良草本植物，它具有特殊的結構與功能，如葉片成肉質、柵欄組織發達等。香蒲植物長期生長在高濃度重金屬廢水中形成特殊結構以抵抗惡劣環境並能自我調節某些生理活動， 以適應污染毒害。招文銳等研究了寬葉香蒲人工濕地系統處理廣東韶關凡口鉛鋅礦選礦廢水的穩定性。歷時10年的監測結果表明，該系統能有效地凈化鉛鋅礦廢水。未處理的廢水含有高濃度的有害金屬鉛、鋅、鎘經人工濕地後，出水口水質明顯改善，其中鉛、鋅、鎘的凈化率分別達99．0%，97．%和94．9%，且都在國家工業污水的排放標准之下。此外，還有很多草本植物具有凈化作用，如喜蓮子草、水龍、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。
採用木本植物來處理污染水體，具有凈化效果好，處理量大，受氣候影響小，不易造成二次污染等優點，越來越受到人們的重視。胡煥斌等試驗結果表明，蘆葦和池杉兩種植物對重金屬鉛和鎘都有較強富集能力，而木本植物池杉比草本植物蘆葦具有更好的凈化效果。周青等研究了5種常綠樹木對鎘污染脅迫的反應，實驗結果表明，在高濃度鎘脅迫下，5種樹木葉片的葉綠素含量、細胞質膜透性、過氧化氫酶活性及鎘富集量等生理生化特性均產生明顯變化，其中，黃楊、海桐,杉木抗鎘污染能力優於香樟和冬青。以木本植物為主體的重金屬廢水處理技術，能切斷有毒有害物質進入人體和家畜的食物鏈，避免了二次污染，可以定向栽培，在治污的同時，還可以美化環境，獲得一定的經濟效益，是一種理想的環境修復方法。

I. 如何去除廢水中重金屬離子

目前已開發應用的去除廢水中重金屬的方法主要有化學法、物理化學法和生物法,包括化學沉澱、電解、離子交換、膜分離、活性碳和硅膠吸附、生物絮凝、生物吸附、植物整治等方法.採用化學法、物理化學法都將殘生污染轉移,易造成二次污染,且對於大流域、低濃度的有害重金屬污染難以處理.而生物法具有效果好、投資少及運作費用低、易於管理和操作、不產生二次污染等優點,日益受到人們的關注.
1 化學法
化學法主要包括化學沉澱法和電解法,主要適用於含較高濃度重金屬離子廢水的處理.
2 物理化學法
離子交換法和膜分離技術適用於含較低濃度重金屬離子廢水的處理.
3 生物法
3.1 生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物,進行絮凝沉澱的一種除污方法.
3.2 生物吸附法
生物吸附是對於經過一系列生物化學作用使重金屬離子被微生物細胞吸附的概括理解,這些作用包括絡合、鰲合、離子交換、吸附等.
3.3 植物整治技術
植物對重金屬的吸收富集機理,主要為兩個方面：一是利用植物發達的根系對重金屬廢水的吸收過濾作用,達到對重金屬的富集和積累.二是利用微生物的活性原則和重金屬與微生物的親和作用,把重金屬轉化為較低毒性的產物.通過收獲或移去已積累和富集了重金屬的植物的枝條,降低土壤或水體中的重金屬濃度,達到治理污染、修復環境的目的.

J. 樹脂對 重金屬的去除作用是離子交換和吸附作用兩者的區別是什麼

離子交換樹脂都是用有機合成方法製成。常用的原料為苯乙烯或丙烯酸(酯)，通過聚合反應生成具有三維空間立體網路結構的骨架，再在骨架上導應用
1）水處理
水處理領域離子交換樹脂的需求量很大，約占離子交換樹脂產量的90%，用於水中的各種陰陽離子的去除。目前，離子交換樹脂的最大消耗量是用在火力發電廠的純水處理上，其次是原子能、半導體、電子工業等。

2）食品工業
離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。例如：高果糖漿的製造是由玉米中萃出澱粉後，再經水解反應，產生葡萄糖與果糖，而後經離子交換處理，可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業中的消耗量僅次於水處理。

3）制葯行業
制葯工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈黴素的開發成功即是突出的例子。近年還在中葯提成等方面有所研究。

4）合成化學和石油化學工業
在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、鹼，同樣可進行上述反應，且優點更多。如樹脂可反復使用，產品容易分離，反應器不會被腐蝕，不污染環境，反應容易控制等。
甲基叔丁基醚（MTBE）的制備，就是用大孔型離子交換樹脂作催化劑，由異丁烯與甲醇反應而成，代替了原有的可對環境造成嚴重污染的四乙基鉛。

5）環境保護
離子交換樹脂已應用在許多非常受關注的環境保護問題上。目前，許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質，這些可用樹脂進行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子，回收電影製片廢液里的有用物質等。

6）濕法冶金及其他
離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。

其他補充：
離子交換技術有相當長的歷史，某些天然物質如泡沸石和用煤經過磺化製得的磺化煤都可用作離子交換劑。但是，隨著現代有機合成工業技術的迅速發展，研究製成了許多種性能優良的離子交換樹脂，並開發了多種新的應用方法，離子交換技術迅速發展，在許多行業特別是高新科技產業和科研領域中廣泛應用。近年國內外生產的樹脂品種達數百種，年產量數十萬噸。
在工業應用中，離子交換樹脂的優點主要是處理能力大，脫色范圍廣，脫色容量高，能除去各種不同的離子，可以反復再生使用，工作壽命長，運行費用較低(雖然一次投入費用較大)。以離子交換樹脂為基礎的多種新技術，如色譜分離法、離子排斥法、電滲析法等，各具獨特的功能，可以進行各種特殊的工作，是其他方法難以做到的。離子交換技術的開發和應用還在迅速發展之中。
離子交換樹脂的應用，是近年國內外製糖工業的一個重點研究課題，是糖業現代化的重要標志。膜分離技術在糖業的應用也受到廣泛的研究。

離子交換樹脂都是用有機合成方法製成。常用的原料為苯乙烯或丙烯酸(酯)，通過聚合反應生成具有三維空間立體網路結構的骨架，再在骨架上導入不同類型的化學活性基團(通常為酸性或鹼性基團)而製成。
離子交換樹脂不溶於水和一般溶劑。大多數製成顆粒狀，也有一些製成纖維狀或粉狀。樹脂顆粒的尺寸一般在0.3～1.2mm 范圍內，大部分在0.4～0.6mm之間。它們有較高的機械強度(堅牢性)，化學性質也很穩定，在正常情況下有較長的使用壽命。
離子交換樹脂中含有一種(或幾種)化學活性基團，它即是交換官能團，在水溶液中能離解出某些陽離子(如H+或Na+)或陰離子(如OH－或Cl－)，同時吸附溶液中原來存有的其他陽離子或陰離子。即樹脂中的離子與溶液中的離子互相交換，從而將溶液中的離子分離出來。
廣泛的應用於水處理領域。