重金属废物稳定化处理技术现状及发展

从理论上讲，有机硫稳定剂有很多无机硫化剂所不具备的优点。在实际应用中，它们也显示了其独特的优越性，例如，可以将废水或固体废物中的重金属浓度降至很低，而且适应的pH范围也较大等。
1.3.3硅酸盐沉淀
溶液中的重金属离子与硅酸根之间的反应并不是按单一的比例形成晶态的硅酸盐，而是生成一种可看作由水合金属离子与二氧化硅或硅胶按不同比例结合而成的混合物。这种硅酸盐沉淀在较宽的pH范围(2～11)有较低的溶解度。这种方法在实际处理中应用并不广泛。
1.3.4碳酸盐沉淀
一些重金属，如钡、镉、铅的碳酸盐的溶解度低于其氢氧化物，但碳酸盐沉淀法并没有得到广泛应用。原因在于，当低pH值时，二氧化碳会逸出，即使最终的pH值很高，最终产物也只能是氢氧化物而不是碳酸盐沉淀。
1.3.5共沉淀
在非铁二价重金属离子与Fe2+共存的溶液中，投加等当量的碱调pH值，则由反应

生成暗绿色的混合氢氧化物，再用空气氧化使之再溶解，经络合

而生成黑色的尖晶石型化合物(铁氧体)MxFe3-xO4。在铁氧体中，三价铁离子和二价金属离子(也包括二价铁离子)之比是2∶1，故可试以铁氧体的形式投加Mn2+、Zn2+、Ni2+、Mg2+、Cu2+。
另外，除了氢氧化铁，其它沉淀物如碳酸钙，也可以产生共沉淀。此法在重金属废物的治理中应用不广。
1.4束缚于不溶性基质的处理技术
该技术的机理是重金属离子与某种位于不溶性基质表面的活性基团反应，从而去除水相中溶解的重金属离子。有人报导〔8〕用改良后的酪蛋白(casein)去除废水中的Cd、Cr、Cu、Hg、Ni和Zn等重金属离子时能取得较好的效果。例如，用这种方法处理含Cr+6的废水，可以将其浓度从500mg/L降至1.0mg/L。另一种此类型的处理剂是淀粉黄原酸盐(ISX)，其结构式为：

其中，活性基团
的S具有配位功能，可与金属离子发生配位反应，形成稳定的螯合物。这种处理剂从1980年就已在美国成为一种商业性产品，应用于重金属废水的处理。
1.5吸附技术
作为处理重金属废物的常用的吸附剂有：活性炭、粘土、金属氧化物(氧化铁、氧化镁、氧化铝等)、天然材料(锯末、沙、泥炭等)、人工材料(飞灰、活性氧化铝、有机聚合物等)。研究发现，一种吸附剂往往只对某一种或某几种污染物具有优良的吸附性能，而对其它污染成分则效果不佳。例如，活性炭对吸附有机物最有效，活性氧化铝对镍离子的吸附能力较强，而其它吸附剂对这种金属离子却表现出无能为力。
1.6离子交换技术
最常见的离子交换剂是有机离子交换树脂、天然或人工合成的沸石、硅胶等。用有机树脂和其它的人工合成材料去除水中的重金属离子通常是非常昂贵的，而且和吸附一样，这种方法一般只适用于给水和废水处理。另外，还需注意的是，离子交换与吸附都是可逆的过程，如果逆反应发生的条件得到满足，污染物将会重新逸出。
1.7其它处理技术
如钝化作用、提取、置换沉淀、疏水处理、生物处理、电化学方法等。在有些情况下，这些方法可以成为有效的重金属稳定化方法，但在实际中应用并不广泛，这里不再详细介绍。
2重金属废物稳定化技术存在的问题
目前，我国用于重金属废物处理的常用稳定化技术有：水泥稳定化/固化，石灰稳定化和粉煤灰稳定化等。但是，对于常规的稳定化技术，存在一些不可忽视的问题，很多研究都证明了稳定化技术稳定废物成分的主要机理是废物和凝结剂间的化学键合力、凝结剂对废物的物理包容及凝结剂水合产物对废物的吸附作用然而，确切的包容机理和对固化体在不同化学环境中的长期行为的认识还很不够，特别是包容机理，当包容体破裂后，危险成分会重新进入环境造成不可预见的影响。
同时，常规的沉淀技术如氢氧化物沉淀、硫化物沉淀等，随处理对象pH值的变化影响显著(见图1和图2)，当稳定化产物的pH值升高或降低时，沉淀的重金属都会再度浸出，不适合于重金属废物的长期稳定化处理。另外，固化体的增容率现象也会进一步影响常规的稳定化技术在我国重金属废物处理中的应用〔15〕。因此，结合我国实际情况，开展重金属废物处理处置稳定化新技术领域的研究将更具实用价值。
3重金属螯合剂在重金属废物稳定化技术中的重要应用
如前所述，重金属稳定化技术种类很多，但在用于重金属废物的处理时都有局限性，特别是这些技术都受pH值变化的影响，当pH值较低时，重金属离子会再溶出，没有达到重金属废物长期稳定化的目的，在危险废物的最终处置中，将会对环境造成二次污染。