水体重金属污染已成为全球性的环境问题,随着可持续发展战略的进一步实施,对重金属废水的排放及处理要求必将愈加严格。重金属废水污染环境、威胁人类健康,但同时也是一种价值不菲的复合资源,其资源回收和再生利用的潜力较大。因此,无论从杜绝环境污染,还是从资源的合理利用角度来考虑,我们迫切需要的是一种既能高效、低耗地去除废水中的重金属,又能实现重金属回收的水处理技术。本研究借鉴污水处理技术的最新研究进展,提出以诱导结晶法处理重金属废水,将无害化和资源化相结合,同时去除和回收废水中的重金属。文中以结晶反应器的基本型式作为研究起点,考察了诱导结晶工艺的基本运行参数,包括诱晶载体、沉淀剂种类、进药比、水力负荷、停留时间等对诱导结晶过程的影响,并分析其作用机理。结果表明:诱导结晶工艺中的载体应选择与目标结晶产物组分和结构相同或相似的物质,或对载体进行表面改性以减小启动初期结晶产物与诱晶载体之间的界面能;沉淀剂、进药比、水力负荷、停留时间通过改变溶液的过饱和度以及结晶产物的生长状态来影响诱导结晶工艺的运行;当废水中[Cu2+]=20mg/l时,结晶反应器的最佳运行参数为:以Na2CO3为沉淀剂,进药比值为1～2,水力负荷不大于25m/h。研究发现:高浓度废水在处理过程中常常由于溶液过饱和度过高而发生均相成核反应,导致结晶产物生长状态较差、工艺运行效果下降等问题。为此,本文提出将溶液的过饱和度作为诱导结晶工艺的关键控制因子,本研究中将溶液的过饱和指数SI控制在2.4±1左右,结晶反应器的运行效果较好。通过对溶液过饱和度的有效控制,当处理浓度为1000mg/l的含铜废水时,结晶反应器去除率可达到99%。在结晶反应器运行参数以及溶液过饱和度研究的基础上,本研究以诱导结晶工艺连续处理浓度分别为20mg/l、50mg/l、100mg/l的含铜废水,证实了诱导结晶工艺处理单一含铜废水的长期稳定性。运行220d后,结晶颗粒物的粒径由0.18mm长大至0.36mm;含水率约12%;结晶产物纯度高,铜的回收率达到90%;结晶产物为孔雀石,化学式为Cu2(OH)2CO3。为考察诱导结晶工艺处理复杂废水的可行性,本研究以诱导结晶工艺替代PCB废水处理中的混凝沉淀工艺,废水中铜、镍的回收率皆能达到90%以上。本研究还首次将诱导结晶工艺应用于养猪废水酸化沥滤液中重金属的去除与回收。实验证实,废水的低pH值(1.5~5.0)对硫化铜诱导结晶过程影响较小;但废水中高浓度悬浮物对诱导结晶工艺的运行效果有显著影响,必须加以严格控制;回收的结晶产物纯度较高,没有钙、镁等杂质元素的出现,亦未发现有生物膜生长的迹象。