離子交換膜在重金屬回收

❶ 離子交換膜的陽極為何需要用貴金屬

耐腐蝕性。離子交換膜的陽極為何需要用貴金屬是因為耐腐蝕性。離子交換膜是具有離子交換性能的、由高分子材料製成的薄膜(也有無機離子交換股，但其使用尚不普通)。它與離子交換樹脂相似，都是在高分子骨架上連接一個活性基團。

❷ 陰陽離子交換膜是干什麼

讓離子選擇透過，更好的完成反應。

❸ 重金屬水處理方法有哪些

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。
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。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。

❹ 陰離子交換膜的概述

陰離子交換膜的本質是一種鹼性電解質，對陰離子具有選擇透過性作用，因此還被稱為離子選擇透過性膜。一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等陽離子作為活性交換基團，並且在陰極產生OH-作為載流子，經過陰離子交換膜的選擇透過性作用移動到陽極。
陰離子交換膜具有非常廣泛的應用，它是分離裝置、提純裝置以及電化學組件中的重要組成部分，在氯鹼工業、水處理工業、重金屬回收、濕法冶金以及電化學工業等領域都起到舉足輕重的作用 。近年來，隨著新型化學電源的發展，陰離子交換膜作為電池隔膜在液流儲能電池、鹼性陰離子交換膜燃料電池、新型超級電容器等方面的應用也得到關注和研究。

❺ 當前水處理過程中，在不同領域常用的是什麼膜

水處理膜是具有選擇性分離功能的材料.利用水處理膜的選擇性分離實現污水的回不同組分的答分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離.它與傳統過濾的不同在於水處理膜可以在分子范圍內進行分離,並且這過程是一種物理過程,不需發生...

❻ 電鍍廠都會採用哪些廢水處理工藝

目前，我國處理電鍍廢水常用的方法有化學法、生物法、物化法和電化學法等。

化學法
化學法是依靠氧化還原反應或中和沉澱反應將有毒有害的物質分解為無毒無害的物質，或者直接將重金屬經沉澱或氣浮從廢水中除去。
1、沉澱法
(1) 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。
(2) 硫化物沉澱法。加入硫化物使廢水中重金屬離子生成硫化物沉澱而除去的方法。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pH值在7～9之間，處理後的廢水一般不用中和，處理效果更好。但硫化物沉澱法的缺點是：硫化物沉澱顆粒小，易形成膠體，硫化物沉澱在水中殘留，遇酸生成氣體，可能造成二次污染。
(3) 螯合沉澱法。通過高分子重金屬捕集沉澱劑(DTCR)在常溫下與廢水中Hg2+、Cd2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+及Cr3+等重金屬離子迅速反應，生成不溶水的螯合鹽，再加入少量有機或(和)無機絮凝劑，形成絮狀沉澱，從而達到捕集去除重金屬的目的。DTCR系列葯劑處理電鍍廢水的特點是可同時去除多種重金屬離子，對重金屬離子以絡合鹽形式存在的情況，也能發揮良好的去除效果，去除膠質重金屬不受共存鹽類的影響，具有較好的發展前景。
2、氧化法
通過投加氧化劑，將電鍍廢水中有毒物質氧化為無毒或低毒物，主要用於處理廢水中的CN-、Fe2+、Mn2+低價態離子及造成色度、昧、嗅的各種有機物以及致病微生物。如處理含氰廢水時，常用次氯酸鹽在鹼性條件下氧化其中的氰離子，使之分解成低毒的氰酸鹽，然後再進一步降解為無毒的二氧化碳和氮。
3、化學還原法
化學還原法在電鍍廢水治理中最典型的是對含鉻廢水的治理。其方法是在廢水中加入還原劑FeS04、NaHS03、Na2S03、S02或鐵粉等，使Cr(Ⅵ)還原成Cr(III)，然後再加入NaOH或石灰乳沉澱分離。該法優點是設備簡單、投資少、處理量大，但要防止沉渣污泥造成二次污染。
4、中和法
通過酸鹼中和反應，調節電鍍廢水的酸鹼度，使其呈中性或接近中性或適宜下步處理的酸鹼度范圍，主要用來處理電鍍廠的酸洗廢水。
5、氣浮法
氣浮法作為處理電鍍廢水的技術是近幾年發展起來的一項新工藝。其基本原理是用高壓水泵將水加壓到幾個大氣壓注入溶罐中，使氣、水混合成溶氣水，溶氣水通過溶氣釋放器進入水池中，由於突然減壓，溶解在水中的空氣形成大量微氣泡，與電鍍廢水初步處理產生的凝聚狀物黏附在一起，使其相對密度小於水而浮到水面上成為浮渣排除，從而使廢水得到凈化。

生物法
生物處理是一種處理電鍍廢水的新技術。一些微生物代謝產物能使廢水中的重金屬離子改變價態，同時微生物菌群本身還有較強的生物絮凝、靜電吸附作用，能夠吸附金屬離子，使重金屬經固液分離後進入菌泥餅，從而使得廢水達標排放或回用。
1、生物吸附法
凡具有從溶液中分離金屬能力的物體或生物體制備的衍生物稱為生物吸附劑。生物吸附劑主要是菌體、藻類及一些提取物。微生物對重金屬的吸附機理取決於許多物理、化學因素，如光、溫度、pH值、重金屬含量及化學形態、其他離子、螫合劑的存在和吸附劑的預處理等。生物吸附技術治理重金屬污染具有一定的優勢，在低含量條件下，生物吸附劑可以選擇性地吸附其中的重金屬，受水溶液中鈣、鎂離子的干擾影響較小。該方法處理效率高，無二次污染，可有效地回收一些貴重金屬。但是生物成長環境不容易控制，往往會因水質的變化而大量中毒死亡。
2、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。微生物絮凝劑是由微生物自身產生的、具有高效絮凝作用的天然高分子物質，它的主要成分是糖蛋白、黏多糖、纖維素、蛋白質和核酸等。它具有較高電荷或較強的親水性和疏水性，能與顆粒通過離子鍵、氫鍵和范德華力同時吸附多個膠體顆粒，在顆粒間產生架橋現象，形成一種網狀三維結構而沉澱下來。目前，對重金屬有絮凝作用的生物絮凝劑約有十幾個品種，生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu 2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定的螯合物而沉澱下來。該方法處理廢水具有安全方便無毒，不產生二次污染，絮凝范圍廣，絮凝活性高、生長快，絮凝作用條件粗放，大多不受離子強度、pH值及溫度的影響，易於實現工業化等特點。
3、生物化學法
生物化學法是通過微生物與金屬離子之間發生直接的化學反應，將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。其優點是：選擇性強、吸附容量大、不使用化學葯劑。污泥中金屬含量高，二次污染明顯減少，而且污泥中重金屬易回收，回收率高。但其缺點是功能菌和廢水中金屬離子的反應效率並不高，且培養菌種的培養基消耗量較大，處理成本較高。

物化法
物化法是利用離子交換或膜分離或吸附劑等方法去除電鍍廢水所含的雜質，其在工業上應用廣泛，通常與其他方法配合使用。
1、離子交換法
離子交換法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法。最常用的交換劑是離子交換樹脂，樹脂飽和後可用酸鹼再生後反復使用。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。多數情況下，離子是先被吸附，再被交換，具有吸附、交換雙重作用。對於含鉻等重金屬離子的廢水，可用陰離子交換樹脂去除Cr(VI)，用陽離子交換樹脂去除Cr(Ⅲ)、鐵、銅等離子。一般用於處理低有害物質含量廢水，具有回收利用、化害為利、循環用水等優點，但它的技術要求較高、一次性投資大。
2、膜分離法
膜分離是指用半透膜作為障礙層，藉助於膜的選擇滲透作用，在能量、含量或化學位差的作用下對混合物中的不同組分進行分離。利用膜分離技術，可從電鍍廢水中回收重金屬和水資源，減輕或杜絕它對環境的污染，實現電鍍的清潔生產，對附加值較高的金、銀、鎳、銅等電鍍廢水用膜分離技術可實現閉路循環，並產生良好的經濟效益。對於綜合電鍍廢水，經過簡單的物理化學法處理後，採用膜分離技術可回用大部分水，回收率可達60%～80%，減少污水總排放量，削減排放到水體中的污染物。
3、蒸發濃縮法
該方法是對電鍍廢水進行蒸發，使重金屬廢水得以濃縮，並加以回收利用的一種處理方法，一般適用於處理含鉻、銅、銀、鎳等含重金屬的電鍍廢水。目前，一般將之作為其他方法的輔助處理手段。它具有能耗大、成本高、佔地面積大、運轉費用高等缺點。
4、活性炭吸附法
活性炭吸附法是處理電鍍廢水的一種經濟有效的方法，主要用於含鉻、含氰廢水。它的特點是處理調節溫和，操作安全，深度凈化的處理水可以回用。但該方法存在活性炭再生復雜和再生液不能直接回鍍槽利用的問題，吸附容量小，不適於有害物含量高的廢水。

電化學法
1、電解法
電解法是利用電解作用處理或回收重金屬，一般應用於貴金屬含量較高或單一的電鍍廢水。電解法處理Cr(VI)，是用鐵作電極，鐵陽極不斷溶解產生的亞鐵離子能在酸性條件下將Cr(VI)還原成Cr(Ⅲ)，在陰極上Cr(Ⅵ)直接還原為Cr(Ⅲ)，由於在電解過程中要消耗氫離子，水中余留的氫氧根離子使溶液從酸性變為鹼性，並生成鉻和鐵的氫氧化物沉澱去除鉻。電解法能夠同時除去多種金屬離子，具有凈化效果好、泥渣量少、佔地面積小等優點，但是消耗電能和鋼材較多，目前已較少採用。
2、原電池法
以顆粒炭、煤渣或其他導電惰性物質為陰極，鐵屑為陽極，廢水中導電電解質起導電作用構成原電池，通過原電池反應來達到處理廢水的目的。近年來，鐵碳微電解技術在電鍍廢水的處理中受到越來越多的重視。
3、電滲析法
電滲析技術是膜分離技術的一種。它是將陰、陽離子交換膜交替地排列於正負電極之間，並用特製的隔板將其隔開，在電場作用下，以電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，把電解質從溶液中分離出來，從而實現電鍍廢水的濃縮、淡化、精製和提純。
4、電凝聚氣浮法 採用可溶性陽極(Fe、AI等)材料，生成Fe2+、Fe3+、Al3+等大量陽離子，通過絮凝生成Fe(OH)2、Fe(OH)3、AI(OH)3等沉澱物，以去除水中的污染物。同時，陰極上產生大量的H2微氣泡，陽極上產生大量的O2微氣泡，以這些氣泡作為氣浮載體，與絮凝污物一起上浮。大量絮體在豐富的微氣泡攜帶下迅速上浮，達到凈化水質的目的。
我國電鍍廢水的常規處理技術已經比較成熟，現代生物法處理電鍍廢水是非常有發展前途的一項廢水處理技術，且不產生二次污染，關鍵是要運用新技術對其進行深度處理，進一步提高出水水質。膜處理技術因其分離效率高，且能回收重金屬，今後必將在電鍍廢水處理中占據重要的地位。同時通過推廣清潔生產工藝，從電鍍生產的各個環節上減少排污量，變「被動治理」為「積極治理」，也是解決電鍍廢水污染的根本方法。

❼ 離子交換膜的原理

離子交換樹脂是一類具有離子交換功能的高分子材料。在溶液中它能將本身的離子與溶液中的同號離子進行交換。按交換基團性質的不同，離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類。

陽離子交換樹脂大都含有磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基團，其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經磺化處理得到強酸性陽離子交換樹脂，其結構式可簡單表示為R—SO3H，式中R代表樹脂母體，其交換原理為
2R—SO3H＋Ca2＋ （R—SO3）2Ca＋2H+

這也是硬水軟化的原理。

陰離子交換樹脂含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亞胺基（—NH2）等鹼性基團。它們在水中能生成OH-離子，可與各種陰離子起交換作用，其交換原理為

R—N（CH3）3OH＋Cl- R—N（CH3）3Cl＋OH-

由於離子交換作用是可逆的，因此用過的離子交換樹脂一般用適當濃度的無機酸或鹼進行洗滌，可恢復到原狀態而重復使用，這一過程稱為再生。陽離子交換樹脂可用稀鹽酸、稀硫酸等溶液淋洗；陰離子交換樹脂可用氫氧化鈉等溶液處理，進行再生。

離子交換樹脂的用途很廣，主要用於分離和提純。例如用於硬水軟化和製取去離子水、回收工業廢水中的金屬、分離稀有金屬和貴金屬、分離和提純抗生素等。

❽ 含重金屬廢水處理的處理方法

含重金屬廢水處理使用膜處理技術：

1. 膜處理技術主要是微濾、超濾、納濾和反滲透

2. 其中納濾可以濃縮廢水中金屬離子、鹽類等，反滲透可以膜截留金屬離子和有機添加劑，而讓水分子透過膜，而達到分離、濃縮目的。

3. 含重金屬廢水進入處理系統，根據需要，經過復合試劑預處理，減少其它離子對膜系統的影響，之後通過納濾膜、反滲透膜實現物料分離、濃縮。

4. 本系統設置多套納濾裝置，既可以輔助實現濃縮倍數的要求，也可以切換實現出水重金屬離子實現達標排放的要求。

重金屬廢水來源及其處理原則：

1. 重金屬廢水主要來自礦山、冶煉、電解、電鍍、農葯、醫葯、油漆、顏料等企業排出的廢水。廢水中重金屬的種類、含量及存在形態隨不同生產企業而異。由於重金屬不能分解破壞，而只能轉移它們的存在位置和轉變它們的物理和化學形態。

2. 例如，經化學沉澱處理後，廢水中的重金屬從溶解的離子形態轉變成難溶性化台物而沉澱下來，從水中轉移到污泥中；經離子交換處理後，廢水中的重金屬離子轉移到離子交換樹脂上，經再生後又從離子交換樹脂上轉移到再生廢液中。

3. 因此，重金屬廢水處理原則是：首先，最根本的是改革生產工藝．不用或少用毒性大的重金屬。其次是採用合理的工藝流程、科學的管理和操作，減少重金屬用量和隨廢水流失量，盡量減少外排廢水量。
   

❾ 化學問題什麼是兩性離子交換膜主要內容

兩性離子交換膜在膜體結構中同時含有陽離子交換基團和陰離子交換基團的離子回交換膜。
這種膜對某答些離子具有高的選擇性，主要用於分離和回收溶液中的微量金屬，從非離子化物質溶液中除去濃度高的離子化雜質，如從糖液中除去氯化鈉，從中草葯溶液中除去鉛離子，還可用於離子化物質的分離，如氯化鈉與硫酸鈉的分離。

❿ 工業廢水中金屬離子的去除方法

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。