金屬鉬是動(dòng)植物體內必不可少的微量元素，但攝入過(guò)多會(huì )導致動(dòng)脈硬化、腹瀉、蛋白質(zhì)代謝紊亂等不良反應和后果。我國鉬儲量居世界前列，被廣泛應用于冶金、鋼鐵、電子、化工等眾多領(lǐng)域。近些年，我國許多地區出現不同程度的鉬污染。因此，對含鉬廢水也必須經(jīng)過(guò)有效處理才能排入環(huán)境。目前，國內外對于含鉬廢水的處理技術(shù)主要有化學(xué)沉淀法、離子交換樹(shù)脂法、吸附法、膜分離法和生物法等。

本研究總結了以上含鉬廢水的處理技術(shù)，并對其影響因素、效果及機理進(jìn)行了闡述，最后展望了含鉬廢水處理技術(shù)的發(fā)展方向。

１、含鉬廢水處理技術(shù)及機理

１．１ 化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是向廢水中投加不同類(lèi)型的化學(xué)沉淀劑，使之與重金屬生成難溶性氧化物、氫氧化物、鹽等的方法。含鉬廢水處理使用的化學(xué)沉淀劑主要是零價(jià)鐵（Ｆｅ０）和鐵鹽。

林朋飛等利用ＦｅＣｌ３混凝沉淀過(guò)濾法處理高濃度含鉬廢水，依靠表面電化學(xué)吸附作用將鉬從水中去除，最佳ｐＨ為４．０～４．５。ＺＨＡＮＧ等研究發(fā)現，在ｐＨ為４．０～５．０時(shí)，Ｆｅ２（ＳＯ４）３比ＦｅＣｌ３對鉬有更高的去除率。王宜成等研究Ｆｅ０對鉬的去除效果時(shí)發(fā)現：ｐＨ為２時(shí)，Ｆｅ０對鉬的去除率最高，達９８％，這是因為ｐＨ為２時(shí)，鉬多以聚合態(tài)形式存在，更容易沉淀；納米零價(jià)鐵（ｎＺＶＩ）比Ｆｅ０的去除效果更好，這是因為ｎＺＶＩ是核殼雙重結構，中心是Ｆｅ０，周?chē)唬疲澹希希葰ぐ?，具有高比表面、高反應活性、高還原性等特點(diǎn)。

化學(xué)沉淀法具有處理成本低、工藝成熟、對水質(zhì)要求低等優(yōu)點(diǎn)，被普遍用于高濃度含重金屬廢水處理。合成改性鐵基納米材料將是以后處理含鉬廢水的發(fā)展方向，同時(shí)需提高鉬的回用和處理出水的資源化利用技術(shù)等。

１．２ 離子交換樹(shù)脂法

離子交換樹(shù)脂屬于高分子材料，含有大量離子交換基團，主要對鉬酸根離子有較好的的去除效果。在含鉬酸根的廢水中，加入離子交換樹(shù)脂，其與鉬酸根離子進(jìn)行離子交換，達到飽和后，再通過(guò)高濃度氨水或氫氧化鈉把鉬釋放出來(lái)，達到去除鉬的目的。影響離子交換能力的主要因素有：交換基團、ｐＨ、共存陰離子和鉬酸根初始濃度等。

肖連生等研究了密實(shí)移動(dòng)床―流化床離子交換樹(shù)脂法對廢水中鉬的去除，比一般離子交換樹(shù)脂法的解吸速率更快，樹(shù)脂回用效果更好。劉敏婕等利用ＤＫ大孔離子交換樹(shù)脂和ＡＨ離子交換樹(shù)脂處理鉬酸銨廢水，發(fā)現動(dòng)態(tài)交換過(guò)程對鉬酸根離子有很好的選擇性。王磊等發(fā)現，在酸性廢水中，Ｃｌ－、ＮＯ－３和ＳＯ２－４對鉬酸根產(chǎn)生較強的競爭作用，共存陰離子的存在會(huì )占用離子交換樹(shù)脂的交換容量，增加處理成本。

離子交換樹(shù)脂法受含鉬廢水中ｐＨ和鉬酸根離子濃度的影響較大。ｐＨ為２．０～３．０時(shí)，對鉬酸根的處理效果最好。當有多種污染物需要同時(shí)去除時(shí)，可調節ｐＨ實(shí)現不同污染物的分步去除。離子交換樹(shù)脂具有一定的選擇性，但在高濃度時(shí)，其選擇性基本消失；在低濃度時(shí)，需消耗大量緩沖液進(jìn)行解吸，不利于鉬的直接回收，且樹(shù)脂易氧化或污染。

離子交換樹(shù)脂法工藝設備簡(jiǎn)單，出水達標率高，樹(shù)脂能實(shí)現二次利用且交換容量大，是目前從廢液中回收重金屬較成熟的方法，但在處理低濃度的含鉬廢水時(shí)需要大量的緩沖液進(jìn)行解吸。今后應向著(zhù)提高樹(shù)脂材料穩定性和適用性的方向發(fā)展。

１．３ 吸附法

吸附法是通過(guò)投加吸附劑，使污染物與吸附劑通過(guò)各種吸附作用將污染物從廢水中分離去除的一種方法。

ＳＨＡＦＥＩ等研究了鈦氧化物對廢水中鉬的吸附機理。ＧＯＬＤＢＥＲＧ等研究了鐵、鋁氧化物及黏土礦吸附鉬，發(fā)現金屬氧化物對鉬有較高的吸附能力且選擇性高，而且鉬酸鹽的吸附依賴(lài)于ｐＨ的變化，在低ｐＨ下的吸附性能優(yōu)于高ｐＨ下。ＢＯ－ＳＴＩＣＫ等研究了鉬酸根離子和四硫代鉬酸根離子在ＦｅＳ２上的吸附差異，發(fā)現鉬酸根離子在ＦｅＳ２上以雙齒單核復合物的形式被吸附，在酸性條件下易解吸；四硫代鉬酸根離子可在高ｐＨ條件下被穩定吸附。印記介孔材料是一類(lèi)選擇性好、吸附效率高且能重復使用的吸附材料，ＨＡＳＳＡＮＰＯＵＲ等發(fā)現，新型磁性Ｍｏ（Ⅵ）離子印跡介孔聚合物能夠有選擇性的快速吸附Ｍｏ（Ⅵ），采用Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等溫線(xiàn)算出的最大吸附容量與最佳工藝條件下的最大吸附容量相當，多種離子共存時(shí)也具有高選擇性和高重復利用率。

表１總結了一些吸附材料對含鉬廢水的處理效果及機理。其中ｐＨ對吸附的影響較大，ｐＨ主要影響鉬的存在形態(tài)和吸附劑的質(zhì)子化程度，在酸性環(huán)境中陰離子會(huì )與鉬酸鹽產(chǎn)生競爭吸附，而共存陽(yáng)離子對鉬酸鹽的吸附影響不大。這些吸附劑能夠大規?？沙掷m的處理不同濃度的含鉬廢水，能滿(mǎn)足相關(guān)排放要求。

吸附法的優(yōu)點(diǎn)是吸附效率高、經(jīng)濟和設備簡(jiǎn)單，是目前廢水除鉬研究中應用最廣泛的方法，但存在污泥的處理和吸附材料回收難等不足，今后應加強這方面的研究。

１．４ 膜分離法

膜分離法是采用選擇性透過(guò)膜作為分離介質(zhì)，以膜兩側的壓差、濃度差、電位差等對混合液進(jìn)行凈化、分離的一種方法。

　膜分離法在鉬分離過(guò)程中液膜的穩定性起著(zhù)重要作用。王獻科等研究了伯胺Ｎ１９２３、雙烯基丁二酰亞胺、磺化煤油（體積比５∶４∶９１），內相溶液為ＮａＯＨ的液膜體系，發(fā)現ｐＨ在２左右時(shí)，富集效果良好，且共存陰陽(yáng)離子不進(jìn)入內相，對鉬有較高的選擇性。ＢＡＳＵＡＬＴＯ等通過(guò)聚四氟乙烯微孔平板液膜研究了Ａｌａｍｉｎｅ３３６載體萃取劑、Ｎａ２ＣＯ３反萃取溶液分離鉬，發(fā)現ｐＨ在２左右時(shí)，鉬滲透率最大。支撐液膜是依靠毛細管力及分子間作用力將膜液吸附在微孔中，通過(guò)界面配位化學(xué)反應和膜內的傳輸作用，將鉬從液相遷移到反萃相以達到分離的目的。余曉皎等采用以Ｎ５０３為載體的支撐液膜體系，在最佳遷移條件下，可實(shí)現鉬和鎢的有效分離。趙彩榮等采用乳化液膜分離鉬酸鈉中的鉬，研究了外相酸度、內相堿度、表面活性劑、載體用量及油內比、乳水比等的影響，發(fā)現富集鉬的機理為同向遷移。無(wú)機陶瓷膜過(guò)濾阻力小、穩定性好、分離效率高，宣鳳琴等運用Ａｌ２Ｏ３陶瓷膜與荷負電膜分離技術(shù)相結合的方法分離鉬酸銨廢水中的鉬，取得了理想的效果。

膜分離法是一種新型的分離技術(shù)，具有低能耗、高效率、輕污染等優(yōu)點(diǎn)，但目前支撐液膜和乳狀液膜還不能大規模應用于工業(yè)，且大部分研究只適用于高濃度鉬的分離，膜產(chǎn)品的價(jià)格、穩定性及制膜污染也是該法需要解決的問(wèn)題。

１．５ 生物法

生物法利用藻類(lèi)、水生植物、菌類(lèi)等通過(guò)基質(zhì)表面的各種官能團與鉬進(jìn)行表面絡(luò )合、離子交換、物理／化學(xué)吸附以及還原沉淀等去除廢水中的鉬。

藻類(lèi)有大的比表面，其表面的羥基、?；榷鄠€(gè)官能團可與鉬結合。于常武等對絲藻去除鉬酸鹽進(jìn)行了研究，發(fā)現其機理是絲藻表面的官能團與鉬酸鹽發(fā)生了絡(luò )合，在最佳溫度、初始ｐＨ、絲藻投加量、共存陰離子和吸附時(shí)間下，對鉬酸鹽的去除率達到８２％。ＰＥＮＮＥＳＩ等發(fā)現海草對鉬的吸附主要依靠離子交換及植物角質(zhì)層上的羧基等官能團進(jìn)行絡(luò )合，對鉬的吸附容量為１８ｍｇ／ｇ。練建軍等考查蘆葦和香蒲對鉬的耐毒性和吸附性時(shí)發(fā)現，鉬質(zhì)量濃度為２ｍｇ／Ｌ時(shí)，蘆葦和香蒲對鉬的去除率分別為６２％、８７％，當有競爭離子存在時(shí)，鉬去除率會(huì )明顯下降。研究者從南極土壤中分離鑒定了鉬還原菌，能夠在高濃度鉬酸鹽環(huán)境中生長(cháng)?？傊?，影響生物法處理效果的主要因素是基質(zhì)、共存離子及生物種類(lèi)。

生物法由于環(huán)境友好、運行穩定且成本低而被學(xué)者關(guān)注，但可能造成鉬污染轉移，同時(shí)基質(zhì)的選擇性吸附和還原能力不強，且處理時(shí)間長(cháng)。目前，已有學(xué)者將基因工程用于水體重金屬的研究。

２、結論與展望

綜述了含鉬廢水的處理技術(shù)：化學(xué)沉淀法、離子交換樹(shù)脂法、吸附法、膜分離法和生物法?；瘜W(xué)沉淀法較成熟、經(jīng)濟、對水質(zhì)要求低、能夠處理高濃度廢水，具有良好的應用前景，特別是鐵基納米材料，既有混凝效果，又有還原能力。離子交換樹(shù)脂法和吸附法對鉬的去除率較高，但受ｐＨ和共存離子等因素影響較大，對水質(zhì)有一定的要求且選擇性和材料的循環(huán)利用率不高。膜分離法具有低能耗、高效率、輕污染等優(yōu)點(diǎn)，用于重金屬廢水處理較多，但廢水中對鉬的去除研究還不多。生物法和吸附法能大規模地富集鉬，但可能造成鉬污染轉移。

今后，可在磁性吸附材料上進(jìn)行有機基團的修飾，有效提高材料的分散性、耐酸堿性、穩定性等，增加吸附劑的活性位點(diǎn)，磁性材料的優(yōu)勢是可在外磁場(chǎng)的作用下實(shí)現快速分離回收。有研究者將新型量子點(diǎn)、金屬鹽納米管、還原氧化石墨烯負載鐵基納米材料及對磁性鐵基納米材料進(jìn)行了功能化改性，還有利用基因工程進(jìn)行水體重金屬去除的研究，這些都將是未來(lái)研究的重點(diǎn)?？傊?，未來(lái)應從經(jīng)濟、綠色、適用性等方面對廢水中鉬的分離、回用做更多研究。（來(lái)源：貴州師范大學(xué)貴州省山地環(huán)境信息系統和生態(tài)環(huán)境保護重點(diǎn)實(shí)驗室，同濟大學(xué)國家設施農業(yè)工程技術(shù)研究中心，同濟大學(xué)污染控制與資源化研究國家重點(diǎn)實(shí)驗室）