电子垃圾废水处理工艺之二
2.1 新兴的电子垃圾废水处理组合工艺
2.1.1 化学沉淀联合工艺
化学沉淀组合工艺主要是指利用化学沉淀法与生物法、、电及改良法联合处理含重金属离子废水。其中生物法、、电及改良工艺主要用来去除重金属离子废水中含有的大量难处理的有机物，降低废水的COD。金属离子通过后续的化学沉淀法去除。
例如俞等采用化学沉淀结合氧化法处理电镀镍废水，可去除95%左右的有机物和99.9%的镍；杨等将电与化学沉淀法相结合去除人造纤维工业废水中的COD和Zn2+，在最佳处理条件下，可去除80%左右的COD和99%～99.3%的锌。
等采用改进的化学沉淀法处理稳定性强的螯合重金属废水。由于螯合重金属稳定性强，处理难度大，改进的化学沉淀法利用零价铁和过氧化氢降解螯合物，然后在碱性条件下沉淀出重金属。以EDTA螯合镍为例，处理后不仅去除了镍离子，而且COD也降低了。在最佳运行条件下，镍离子的去除率达到98.4%，镍的残留浓度低于我国污水综合排放标准值。
与传统或类联合化学沉淀法相比，改进的化学沉淀法对重金属有更高的去除率，以镍为例，去除率分别为92.8%和98.4%。
而且改进后的化学沉淀法可以大大减少双氧水的使用量，改进工艺中零价铁的使用使得操作过程具有毒性小、成本低、操作简便、出水中铁浓度低、不需要后续处理等优点，适合实际生产的需要。
富含难处理有机物的重金属废水形成复杂的络合物，增加了重金属离子与有机物的处理难度，化学沉淀组合工艺改变了络合物的结构，先将有机物氧化或破坏，然后将重金属以离子形式再生。
通过投加化学药剂，使金属离子以沉淀的形式被去除，同时生成的沉淀还能凝聚、吸附有机物，使有机物得到进一步去除。化学沉淀组合工艺不仅去除了废水中的有机物和重金属，还在一定程度上减少了污泥的产出量，降低了后续污泥处理的难度。
2.1.2离子交换组合工艺
离子交换法操作简便，残渣稳定，不产生二次污染。但由于离子交换剂选择性强，制造复杂，成本高，再生剂消耗量大，使其应用受到很大限制。离子交换组合工艺主要是指将离子交换与电渗析、混凝、沉淀、膜过滤、吸附等工艺相结合，以及多种离子交换剂联合使用，处理含金属离子废水的工艺。
由于废水中金属离子常以多种形式共存，且离子交换剂选择性强，单纯采用离子交换不能满足处理要求，组合工艺在一定程度上起到补充作用，提高处理效果，减少再生剂消耗，降低运行费用。
Lucí 等采用离子交换结合电极电离法处理含铬废水，他们用阴离子交换树脂进行批量实验，结果表明铬去除率为 97.7%。当在电极电离条件下同时使用阴离子和阳离子交换树脂进行连续离子交换时，铬的去除效果得到增强，去除率可达 98.5%。浓缩室中的铬也可回收再利用，连续电极电离的能耗很低（
Amé 等利用螯合树脂和离子交换树脂从处理过的木材浸出液中的铬、铜和砷 (CCA) 中选择性地回收铬和铜。溶液依次通过螯合树脂 M4195 和离子交换树脂 IR120，选择性地捕获了 96% 的 Cu 和 68% 的铬。溶液中的铬很难处理，因为它会与硫酸盐形成络合物，这两种树脂对砷的去除效率也很低。
离子交换树脂处理后采用混凝沉淀组合工艺进行联合处理，经离子交换树脂-FeCl3混凝沉淀组合工艺处理后，结果表明99.9%的金属（包括砷）被去除；在不同淋洗剂下，两种树脂对Cu的回收率为94%，对Cr的回收率为81%。
离子交换树脂法在电子废水重金属离子回收方面具有很大优势，但单纯的离子交换法无法保证电子废水的实际处理效果。采用离子交换-混凝-沉淀-过滤/（吸附）组合工艺，在提高对成分复杂的电子废水中有机物及多种重金属去除效果的前提下，可以充分发挥离子交换树脂回收重金属离子的优势。实际生产中，可根据废水特点及企业的回收需求，选择离子交换树脂组合工艺进行处理。
2.1.3 膜分离组合工艺
膜组合技术主要是指利用膜与生物法、吸附法、气浮法等相结合来处理含有重金属离子的废水。膜组合工艺结合了目前膜分离技术能耗低、去除率高、适应性强、污染小、投资少的优点和组合法吸附、离子交换效率高的优点，对废水中的重金属进行浓缩回收，使废水达到排放标准，并产生一定的经济效益。
等研究了污泥-矿物-膜过滤联合工艺对废水中Zn2+的去除效果。污泥与超滤膜组成生物膜反应器，污泥絮体及胶体被超滤膜截留，Zn2+被吸附在污泥絮体和胶体上而被去除。同时加入廉价、吸附性能好的天然矿物，进一步提高了Zn2+的去除率。
研究表明，在不添加任何天然矿物的情况下，仅采用膜过滤就能去除38%～78%的Zn2+。矿物的添加提高了Zn2+的去除效率，在某些情况下去除率超过90%。等研究了混合浮选与膜过滤联合工艺去除废水中的金属离子。采用粉末状合成沸石作为吸附剂，吸附金属离子。在此过程中通入空气，上升的气泡将载有金属离子的吸附剂捕获，得到高浓度的泡沫层。进一步除去泡沫层，即可除去金属离子。
处理后的水再经过微滤膜过滤，进一步去除吸附剂和金属离子，最终废水中沸石去除率达到100%，金属离子去除率达到99.9%，满足废水排放标准。
膜组合工艺的采用明显提高了处理效果，但在处理过程中仍面临膜污染的问题。膜污染降低了组合工艺的处理效率，延长了处理时间。目前膜科学领域克服膜污染的前沿研究是解决组合工艺的突破，如对膜表面进行改性或研究新型膜材料以减少膜表面沉积物污染，这是未来需要进一步突破的方向。
2.1.4 吸附法
传统的吸附方法采用活性氧化铝、活性炭、沸石、天然粘土等吸附剂，这些吸附剂大多存在成本高、吸附容量有限、吸附剂再生困难等缺点。近来研究采用锯末、甘蔗渣、花生壳、椰子壳、废茶叶等新型吸附剂和细菌、藻类、一些提取物等生物吸附剂来处理重金属离子废水。研究表明，这些吸附剂不仅吸附性能好，而且吸附容量大、成本低、来源广泛，有很好的研究和应用前景。
a等利用乙二胺四乙酸二酐（EDTAD）改性的锯末和甘蔗渣处理单金属溶液和电镀废水中的Zn2+，Zn2+的去除率最高可达90%。通过材料中的EDTA与木质素发生酯化反应，引入羧酸和氨基等功能基团，具有很强的与金属离子形成稳定配合物的能力，从而提高了材料的吸附性能。
改性甘蔗渣(EB)和锯末(ES)在氮含量和引入EDTA浓度方面十分接近，但在处理两种溶液时得到的结果存在差异。处理单一金属溶液时，EB对Zn2+的吸附容量大于ES。处理电镀废水时，EB和ES对Zn2+的吸附容量大致相当，但对金属离子的吸附容量降低，约为材料在单一金属溶液中吸附容量的一半。这可能是由于电镀废水中多种金属离子之间存在竞争吸附。
将两种溶液的处理结果与前人的研究结果对比发现，同一种材料对不同金属离子的吸附容量不同，经不同改性剂处理的材料对同一种金属离子的吸附容量也不同。周宁等研究了啤酒酵母对水中Cu2+的吸附特性，周光启等利用微生物细胞吸附Cd2+，均得出细胞对金属离子有较强的吸附能力，对各重金属离子有较高的解吸率，解吸后的细胞可重复利用进行吸附。
陈志勇等研究了生物吸附剂——多细胞藻类海带对金属离子的吸附性能，结果表明，在最佳条件下，该生物吸附剂对Cu2+的去除率为95.17%，对Ni2+的去除率为97.23%。
新型吸附剂及生物吸附剂可回收部分农业及工业废弃物，达到以废治废的目的，亦可去除低浓度重金属废水，操作条件适用范围广，且易于再生，在未来的市场应用中将展现更大的竞争力。