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重金属废水的处理技术研究

北极星环保网来源:当代化工 杨二帅2018/6/1 9:56:12我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:工业废水 重金属废水 反渗透

北极星环保网讯:水是生命之源。虽然我国淡水总量居世界前列,但由于人口基数大,所以可饮用水的人均占有量很低,同时,有限的淡水储量却依旧不断被现代城市的扩张和工业生产的排放所蚕食。重金属废水(如含镉、铅、汞、铬)是就是其中一类最常见的对水环境污染最严重和人类危害最大的工业排放污染物之一。

如何对重金属废水的有效处理、减少重金属离子对水环境的污染,是国内外科技工作者相当重视的研究课题。本文简要的介绍了含有重金属离子废水的主要来源及其重大危害,概述了若干种常见的重金属废水的处理工艺,简述了它们各自的特点,并对若干种重金属废水处理的新技术迚行了综述。

1重金属废水的来源和危害

1.1 重金属废水的来源

重金属废水主要来源于油漆和颜料的生产废水、钢铁或有色金属的冶炼及酸洗废水、电镀部门的电镀洗涤废水、医学药品以及农药加工废水、采矿行业中矿山及尾矿所排废水等[1]。在工业废水中所含有的重金属离子的种类、含量及其存在形态随生产种类不同而存在差异。

1.2 重金属废水的危害

重金属废水危害极大,具体危害体现在以下几个方面:首先,基本上重金属离子均具有毒性,会对生物组织造成较难修复的损害,大多数重金属离子及其化合物不但不能被微生物降解,而且还容易被微生物转化为毒性更大的金属有机物;其次,若干重金属离子很容易被散落在水环境中的胶体等小颗粒吸附,随吸附质量渐增而逐渐聚集在水底,对水环境造成持续污染;此外,有的重金属离子还能在虾蟹、鱼类、海带等水产品中积累[2],最终对人类健康造成危害。

上个世纪50年代,日本熊本县氮肥厂向水俣湾排放含汞废水,导致海湾的鱼虾等水产品重金属汞富集,水俣湾出现骨骼畸形且智力低下的胎儿,造成当地居民十几年来饱受“水俣病”的恐怖折磨,

图1是当时深受重金属汞毒害的“水俣病”患者:无独有偶,2009年,中国湖南省郴州市化工厂排放重金属污水导致附近农作物绝收。因此,对金属废水的有效处理迫在眉睫。

图2是当时受污染的农作物

2重金属废水处理的常规方法

2.1 吸附法

2.1.1物理吸附法

物理吸附法是利用吸附剂对重金属离子迚行吸附,当下,处理效果较好且使用最多的吸附剂是活性炭,此类物质表面带有孔隙,可将重金属离子吸入到结构内部,利用孔隙结构与将重金属“束缚”,最终实现物理吸附[3]。为了更好的吸附重金属离子,科技工作者又研究出了活性炭纤维等衍生物,但价栺过高。除了活性炭及其衍生活性炭纤维外,各种矿物质以及分子筛等也可作为物理吸附剂的材料。

Kyzas等[4]以壳聚糖为研究对象,在其分子结构上加入了N-2-羧苄基,研制出了一种比活性炭吸附重金属离子效率更高的吸附剂,实验表明,25℃时,此吸附剂对废水溶液中的重金属离子的最大吸附量:Cu2+为308mg/g、Ni2+为381mg/g、As5+为208mg/g、Cr6+为175mg/g。

2.1.2生物吸附法

生物吸附法的原理是利用生物体(如藻类、细菌等)固有的化学结构,将其改变成吸附剂以吸附重金属废水中的金属离子,这种方法成本低,能耗小。

HuipingSong等[5]以趋磁细菌为研究对象,将其制成吸附剂处理重金属废水,实验显示,该细菌对重金属废水中的Cu2+的最大吸附量可达到493mg/g,而Au3+为505mg/g。Chatterjee等[6]将芽孢杆菌加工成生物吸附剂来处理重金属废水取得较好效果,实验表明,对Zn2+、Pb2+、Ag+、Fe3+、Co2+、Cd2+、Cr3+、Cu2+的去除率分别为9.02%、18.22%、7.65%、43.94%、11.43%、35.88%、39.2%、13.03%。

延伸阅读:

双氧水法处理FPC重金属废水的研究

电镀重金属废水处理技术的综合分析

重金属废水处理与循环利用技术探讨

生物质基活性炭处理重金属废水研究进展

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