水资源在国民经济发展和社会生产中发挥着重要的作用，同时也是人们生活中不可缺少的一部分。但是随着工农业的迅速发展，工业废水大量排放，使得水体重金属污染日益严重。据统计，我国每年产生400亿t左右的工业废水。其中重金属废水约占60%。这些废水严重污染地表水与地下水，造成可利用水资源总量急剧下降。重金属废水一般来源于矿山开采、金属冶炼与加工、电镀、制革、农药、造纸、油漆、印染、核技术及石油化工等行业。重金属难以生物降解且易被生物吸收富集，毒性具有持续性，是一类极具潜在危害的污染物，如不治理必将对生态环境及人体健康造成严重的威胁。然而，重金属作为一类重要的宝贵的资源，又具有很高的使用价值。因此如何有效治理水体重金属污染，保护人类健康和生态环境，同时回收利用重金属，缓解我国资源和环境的压力，是当前不可忽略的问题。

目前，重金属废水处理方法主要有三种:第一种化学法，通过化学反应将重金属离子去除的方法，包括化学沉淀法、化学还原法、电化学和高分子重金属捕集剂法等。第二种物理法，在不改变重金属离子化学形态的条件下，通过吸附、浓缩而分离的方法，包括吸附法、溶剂萃取法、蒸发和凝固法、离子交换法和膜分离法等。第三类是生物法，主要是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除重金属的方法，包括生物絮凝、植物修复和生物吸附。本文介绍了上述方法在重金属废水中的应用及研究进展，以便为水体重金属污染的治理提供一定理论的参考。

1 化学法

1.1化学沉淀法

化学沉淀法是广泛应用于工业重金属废水处理中比较有效的方法，是向水体中投加化学药品，通过沉淀反应去除重金属离子的方法，主要包括氢氧化物沉淀、硫化物沉淀和铁氧体法。

1.2电化学法

电化学法是近年发展起来的颇具竞争力的水处理方法，它是应用电解原理，通过电极反应和重金属离子在溶液中的迁移来实现对废水净化。随着科技发展，传统电化学处理工艺的改进以及新型电化学反应器的研制，使电化学法在重金属废水治理领域的应用更为有效，更加广泛。

1.2.2微电解

微电解是基于电极表面的化学反应，在电解槽中加入一定量的活性填料，重金属废水为电解质，活性填料就形成了原电池，在填料的表面，电流在成千上万个细小的微电池内流动，在低压直流的作用下发生的电化学反应和絮凝作用，进而将水体重金属离子有效地去除。

1.2.3电还原法

电还原法又称阴极还原法，其原理为水体中的重金属离子在静电引力的作用下向阴极迁移，在阴极表面发生还原反应而析出。该法既能去除水体中的重金属离子，又能回收高纯度重金属。但对于低浓度的重金属废水，采用传统二维电极电解时，电流密度小，电解效率低，电耗大。电化学反应本质上是一种在固液相界面上发生的电子转移反应，因此，固液相界面传质问题成为要解决的难点，各类高效传质的反应器也成为研究重点。

2 物理法

2.1离子交换法

离子交换法是通过离子交换树脂与水体中重金属离子发生离子交换，使得水体中重金属离子浓度降低，从而使废水得以净化的方法。动力是离子间浓度差和交换剂上的功能基对离子的亲和能力。离子交换树脂一般有阳离子交换树脂，阴离子交换树脂，螯合树脂和腐植酸树脂等。在工业废水处理中，离子交换树脂主要用于回收重金属、贵金属和稀有金属等。RengarajS等用IRN77和SKN1型阳离子交换树脂去除和回收核电站冷却废水中的Cr3+。魏健等用所选的离子交换树脂处理含Mn2+废水，该法具有交换容量大、出水水质稳定的优点，并实现锰的回收利用。Li等采用螯合离子交换树脂Chelex100和IRC748从溶液中置换出Cu2+和Zn2+，当平衡时，对Cu2+的最大交换量分别为0.88mol/kg和1.10mol/kg。

2.2膜分离法

作为一种新型的分离技术，膜分离技术既能对废水进行有效的净化又能回收一些有用物质，同时具有节能、无相变、设备简单、操作方便等特点，因此在废水处理中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景。其原理是通过半透膜选择透过作用，在外界能量的推动下，对溶液中溶质和溶剂进行分离，从而达到分离、提纯的目的。重金属废水的处理中常用的膜分离技术有微滤、超滤，纳滤、反渗透及电渗析等。

2.3吸附法

吸附法是利用一些多孔性物质为吸附剂去除废水中重金属离子的方法。活性炭是使用最早、运用最广泛的吸附剂，比表面积大、处理率高，但价格较贵且难脱附，限制了其在废水处理中的发展。因此，寻找吸附性好，价格低廉的吸附剂成为近些年的研究热点。目前，常采用矿物材料、工业废弃物以及农林废弃物等廉价材料为吸附剂。沸石是最早应用于重金属废水的多孔矿物质，其骨架结构使之具有巨大的比表面积和较强的吸附性。JonRKiser等用Fe(Ⅱ)改性的沸石处理含Cr(Ⅵ)废水，改性后，沸石对Cr(Ⅵ)的附量可达到0.3mmol/g，吸附能力明显提高。近几年，一些工业和农林废弃物由于来源丰富，价格低廉，也被广泛用于治理重金属废水。Marisa等用水热法预处理粉煤灰，研究了改性粉煤灰的吸附能力。结果表明，Cu2+、Mn2+的去除率分别为99%、85%。RosangelaA等采用不经处理的黄果西番莲壳作为吸附剂处理水溶液中的Cr3+和Pb2+，最大吸附容量分别达到85.1mg/g，151.6mg/g。DahiyaS等采用处理过的蟹壳和槟榔壳吸附含Pb2+和Cu2+的水溶液，平衡时，槟榔壳对Pb2+和Cu2+的最大吸附量分别为18.33mg/g±0.44mg/g和17.64mg/g±0.31mg/g。

3 生物法

生物法是利用生物材料本身的化学结构及成分特性来吸附水体中的重金属离子的方法，包括植物修复法、生物絮凝及生物吸附。生物法作为一种重要的净化手段具有设备简单、无二次污染、材料来源广泛廉价、经济高效等优点，是一种极具发展潜力的重金属废水处理方法，有着广阔的应用前景。

3.1植物修复

植物修复法是指利用植物的吸收、沉淀和富集等作用，以达到治理重金属废水的目的。在植物修复技术中通常利用的植物是大型水生高等植物，如高等藻类、凤眼莲等水生维管束植物。Rai等和Dwivedi等研究发现水蕹是一种很好的重金属蓄积植物，该植物最大可以蓄积Cu、Mo、Cr、Cd、As分别为62、5、13、11、0.05μg/g。Soltan等研究了凤眼莲对含Pb2+、Zn2+、Cu2+等重金属离子废水的吸附作用，通过对机理分析表明凤眼莲植物细胞中氨基酸上的羧基和羟基对重金属离子有螯合作用。

3.2生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物的代谢物进行絮凝沉淀重金属的方法。微生物对重金属的吸附作用取决于两方面:一是微生物吸附剂本身的特性，二是金属对生物体的亲和性。目前开发出具有絮凝作用的微生物有细菌、霉菌、放线菌、酵母菌等共17种。作为一种新型的水处理技术，微生物絮凝剂已广泛应用于重金属废水的处理中。

3.3生物吸附法

生物吸附法是一种较为新颖的处理水体重金属污染的方法，，因具有高效、廉价的潜在优势逐渐引起了人们的研究兴趣。生物吸附法就是利用某些生物体本身的化学结构及成分特性来吸附水体中的重金属离子，再通过固液两相分离来去除重金属离子的方法，适宜处理大体积、低浓度重金属废水。吸附机理主要有络合、螯合、离子交换、静电引力等。

4 结语

化学沉淀法是目前应用较广，技术成熟的水处理方法，但它适用于高浓度重金属废水的处理，且易产生大量污泥;膜分离作为一种高效的水处理技术受到普遍重视，但成本高，操作复杂;离子交换法选择性高，可去除多种重金属，但树脂价格偏高，再生费用高;生物法具有经济高效、易管理，无二次污染等特点，具有更加广阔的发展前景。综上所述，处理重金属废水的方法有很多，均有优缺点。因此要结合实际情况，选择合适的方法或者将几种方法联用，以取得较好的处理效果。另外，重金属也是一类宝贵的资源，具有较高的使用价值，研究者应多注重重金属资源化回收利用技术的研究。