有色金屬工業(yè)在采礦，礦物加工和冶煉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢水。根據(jù)其來源，可分為采礦廢水，選礦廢水，冶煉廢水和加工廢水。有色金屬廢水是復(fù)雜的，通常含有許多重金屬，如CuCrbPzn和CdAs。它具有水質(zhì)和水量大幅波動(dòng)的特點(diǎn)。含重金屬廢水具有高毒性。如果沒有得到有效治療，它進(jìn)入環(huán)境將危害人類健康并污染土壤。它具有一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，污染范圍廣，破壞程度高。

　　傳統(tǒng)的重金屬廢水處理技術(shù)包括化學(xué)沉淀，碳吸收，離子交換，蒸發(fā)和膜處理，但通常具有難以處理低濃度廢水和容易造成二次污染的缺點(diǎn)。與傳統(tǒng)處理技術(shù)相比，生物修復(fù)技術(shù)具有成本低，適合處理低濃度廢水，無二次污染的優(yōu)點(diǎn)。

　　1.微生物治理方法

　　利用細(xì)菌和真菌的生化代謝，將重金屬元素與水體分離或降低其毒性，從而達(dá)到廢水處理的目的。特別適用于重金屬含量不高，有機(jī)物含量高的污水處理場所。

　　(1)吸附方法

　　富含細(xì)胞細(xì)胞壁的多糖和糖蛋白具有羥基，硫醇基，羧基和氨基等官能團(tuán)，因此它們具有良好的金屬離子吸附性能。因此，使用細(xì)菌細(xì)胞作為吸附劑可以達(dá)到理想的治療效果。 Puranik 通過對Pb2 +和Zn2 +的真菌吸附試驗(yàn)，得到了離子當(dāng)量取代的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并指出離子交換是微生物吸附重金屬的主要機(jī)制。

　　微生物吸附法根據(jù)細(xì)胞活性可分為活細(xì)胞吸附法和死細(xì)胞吸附法?；罴?xì)胞吸附過程包括細(xì)胞外吸附和細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移;死細(xì)胞吸附只有細(xì)胞外吸附過程，這里的吸附方法主要是指死細(xì)胞。細(xì)胞外吸附。死細(xì)胞吸附方法的優(yōu)點(diǎn)是不受離子濃度和營養(yǎng)物質(zhì)的生長條件的影響，并且不需要代謝物處理。發(fā)酵工業(yè)產(chǎn)生的藻類，海藻和微生物殘留物都是有前途的生物吸附劑。死細(xì)胞的吸附可分為真菌吸附，藻類吸附，細(xì)菌吸附，植物共生菌根據(jù)不同物種吸附。 Ozdemir 從活性污泥中提取Oobactrumanthropi的死細(xì)胞，進(jìn)行鉻(VI)，鎘(II)和銅(II)的廢水處理，以獲得更好的處理效果。

　　當(dāng)回收廢水中的貴金屬時(shí)，常規(guī)吸附方法中使用的微生物不易與水體分離，這成為應(yīng)用的瓶頸。趨磁細(xì)菌(MTB)細(xì)胞含有排列成鏈的鐵磁顆粒(即磁小體)，使細(xì)胞具有永磁偶極矩和磁取向。在外部磁場的作用下，MTB 它可以通過磁力分離器定向并易于與溶液分離。因此，MTB作為吸附載體的研究逐漸成為熱點(diǎn)問題。宋慧平等。研究了單位系統(tǒng)和三元系統(tǒng)中的MTB。 Au3 +，Cu2 +和Ni2 +的吸附特性表明，MTB在三元體系中對Au3 +具有較高的吸附選擇性，吸附速率很快，在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到完全吸附。 MTB Au3 +的吸附選擇性及其自身的磁致伸縮性能為從含金廢液中回收金提供了一種新的有效方法。

　　(2)絮凝方法

　　生物絮凝方法是使用由微生物或微生物產(chǎn)生的絮凝代謝物的絮凝和沉降的凈化方法。生物絮凝劑，也稱為第三代絮凝劑，是帶電荷的生物大分子，主要是蛋白質(zhì)，粘多糖，纖維素和核糖。

　　目前公認(rèn)的絮凝機(jī)理是離子鍵和氫鍵理論。

　　通過上述硅酸鹽細(xì)菌處理重金屬廢水的可能機(jī)制之一是生物絮凝。目前，硅酸鹽細(xì)菌絮凝方法有很多應(yīng)用[10-11]，有些已取得顯著成果。使用基因工程技術(shù)，金屬結(jié)合蛋白在細(xì)胞中表達(dá)，然后固定在一些惰性載體的表面，以獲得高富集能力的絮凝劑。正明 Terashima等。使用轉(zhuǎn)基因技術(shù)使大腸桿菌能夠表達(dá)麥芽糖結(jié)合蛋白(pmal)與人金屬硫蛋白(MT)(pmal-MT)和純化的pmal-MT的融合蛋白 將其固定在Chitopeara樹脂上，研究其對Ca2 +和Ga2 +的吸附特性。固定有融合蛋白的樹脂具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，其吸附能力比純樹脂高十倍以上。

　　(3)代謝方法

　　微生物可以通過還原來沉淀或降低重金屬離子的毒性。對于SO42含量高的重金屬污水，主要由硫酸還原菌(SRB)組成的厭氧微生物用于減少厭氧狀態(tài)下的高價(jià)重金屬離子，與硫酸鹽還原菌形成S2合成形成金屬。硫化物沉淀以達(dá)到分離重金屬離子的目的。

　　隨著研究的進(jìn)展，越來越多的菌株可以用于重金屬處理。例如，除了明顯的COD和BOD處理能力外，硅酸鹽細(xì)菌對銅和鉻等元素也有明顯的處理效果。研究了硅酸鹽處理重金屬廢水的機(jī)理。關(guān)于作用機(jī)制的三個(gè)假設(shè)：微生物細(xì)胞表面的生物吸附;細(xì)胞外聚合物的絮凝;有機(jī)酸和氨基酸以及重金屬離子絡(luò)合降低了其毒性。

　　Sadettin等。研究了Phorium sp合成合成染料和Cr6 +的生物富集。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Cr6 +對該菌株的初始耐受性為pH8.5，溫度為45℃。當(dāng)濃度為5.8mg/L~19.9mg/L，染料濃度為12.5mg/L時(shí)，Cr6 +濃度最高。 Cr6 +的去除過程可分為三個(gè)階段：價(jià)鍵結(jié)合到微生物細(xì)胞表面，轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)部，Cr6 +細(xì)胞內(nèi)還原成Cr3 +降低毒性。其中，細(xì)胞內(nèi)還原是毒性降低機(jī)制的主要過程。這些細(xì)菌的使用可以同時(shí)去除對常規(guī)生物處理方法有抵抗力的重金屬離子和活性染料，效果顯著，因此在印染等化學(xué)廢水處理方面具有良好的應(yīng)用前景。

　　二，基因工程技術(shù)在重金屬廢水微生物處理中的應(yīng)用

　　利用基因工程技術(shù)構(gòu)建具有高效降解能力的菌株是目前研究的熱點(diǎn)。國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，主要集中在基因工程技術(shù)的應(yīng)用，以表達(dá)微生物表面特定的金屬結(jié)合蛋白或金屬結(jié)合肽，以提高豐富度。金屬結(jié)合蛋白或金屬結(jié)合肽在細(xì)胞中表達(dá)，同時(shí)在微生物細(xì)胞膜上收集能力或表達(dá)特定的金屬轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，從而獲得具有高富集能力和高選擇性的高效菌株。制備的菌株具有顯著提高的處理能力，并且高選擇性重組細(xì)菌的構(gòu)建使得可以回收廢水中的重金屬。

　　由于人們對大腸桿菌有了更深入的了解，因此致病性較弱，對生長環(huán)境要求低，易于檢測和培養(yǎng)，因此適用于污水處理細(xì)菌。在目前的研究中，大腸桿菌被用作受體菌株，并且通過使用遺傳重組技術(shù)構(gòu)建了多種高效菌株。由Deng等人構(gòu)建的重組基因E.coli JM10。在含鎳廢水處理中，Ni2 +的富集能力提高了6倍以上。趙等人。結(jié)果表明，轉(zhuǎn)基因大腸桿菌JM109具有較強(qiáng)的Hg2 +耐受性和較高的Hg2 +富集能力，去除率超過96%。

　　Sousa等人。構(gòu)建了一種基因工程菌株大腸桿菌，表達(dá)酵母金屬硫蛋白(CUP1)，哺乳動(dòng)物金屬硫蛋白(HMT21A)和外膜卵LamB的融合蛋白，富含Cd2 +，收集能力比原宿主高15至20倍。菌。鄧旭等。研究了MT樣基因?qū)χ亟饘匐x子的抗性和Cd2 +的富集行為。結(jié)果表明，轉(zhuǎn)基因藻對Pb2 +，Zn2 +和Cd2 +重金屬離子的抗性顯著增強(qiáng)。對Zn2 +的抗性增加最顯著。轉(zhuǎn)基因藻類對Cd2 +的富集能力在MT樣蛋白表達(dá)后顯著高于野生藻類細(xì)胞，最高達(dá)144.48μmol/g，是野生藻類的8.3倍。

　　曾文爐等，研究了mMT-I聚球藻 7002在含Cd2 +，Pb2 +和Hg2 +的介質(zhì)中的生長特性及其對重金屬的凈化性能。結(jié)果表明，無論生長速度如何，該速率仍然對重金屬有抵抗力。 mMT-I聚球藻 7002的轉(zhuǎn)化顯著優(yōu)于野生藻類。

　　三，流程轉(zhuǎn)型

　　為了便于管理和減少改造投資，鉛冶煉廠對原有的污水和酸性污水處理工藝進(jìn)行了技術(shù)改造。在收集和儲(chǔ)存污水和酸性污水之后，收集并儲(chǔ)存化學(xué)中和處理系統(tǒng)和電絮凝處理系統(tǒng)(電)?；瘜W(xué)反應(yīng)器)，化學(xué)沉淀微濾系統(tǒng)(高效氣浮池，碳過濾器和錳砂過濾器)，先進(jìn)的處理系統(tǒng)(膜處理系統(tǒng)包括納濾系統(tǒng)，反滲透系統(tǒng)，高壓反滲透系統(tǒng))集中處理，中和廢物由系統(tǒng)生成的存儲(chǔ)在綜合渣倉庫(鈣渣危險(xiǎn)廢物處置庫)中。

　　該工藝中使用的電化學(xué)處理技術(shù)可以更好地實(shí)現(xiàn)廢水的凈化和重金屬的回收，催化復(fù)合碳板和鐵板用作板材。當(dāng)含重金屬廢水流過電化學(xué)反應(yīng)區(qū)時(shí)，在施加電流的作用下，重金屬分別在陽極和陰極處經(jīng)歷氧化和還原反應(yīng)，并且游離金屬處于自由狀態(tài)或界限內(nèi)。在陰極沉淀態(tài)以回收重金屬元素。

　　膜處理技術(shù)是一種新的分離技術(shù)。深度處理系統(tǒng)部分的過程為納濾 + 反滲透是進(jìn)一步去除重金屬和分離溶解的固體鹽的有效方法。納濾本項(xiàng)目用于處理低工作壓力和大水通量的低濃度重金屬廢水的膜，不僅可以制造90% 上述廢水經(jīng)過凈化處理，重金屬離子含量可同時(shí)濃縮10倍，濃縮重金屬具有回收價(jià)值。反滲透膜確保廢水中的鹽度被去除，處理后的水質(zhì)極佳，確保完全滿足地表水III標(biāo)準(zhǔn)，從而可以完全回收廢水。為項(xiàng)目的每個(gè)膜處理部分提供清潔系統(tǒng)，以維持系統(tǒng)的正常操作。

　　總結(jié)

　　有色金屬行業(yè)重金屬廢水深化處理是“十二五”規(guī)劃 節(jié)能減排的要求也是未來重金屬廢水處理的發(fā)展趨勢。通過適當(dāng)?shù)南冗M(jìn)處理工藝處理含重金屬廢水，可以在回收重金屬，減少重金屬排放和減少淡水消耗方面獲得更好的環(huán)境效益。有色金屬工業(yè)中含重金屬廢水的深化處理仍存在成本高，技術(shù)要求高等瓶頸。未來的研究應(yīng)該發(fā)展更成熟和低成本的深化處理過程，同時(shí)滿足經(jīng)濟(jì)和環(huán)境需求，以進(jìn)一步推廣。