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1.3.3生物吸附剂
近年来,生物吸附剂以其低成本、处理效果好等优点受到人们的青睐。典型的生物吸附剂来自于三大来源:非活体生物质,比如树皮;藻类生物;微生物质:细菌、真菌和酵母菌。目前,对生物吸附剂的研究主要集中在藻类和菌体,它们都具有巨大的比表面积,因此吸附容量很大。
生物吸附法目前是一项处理重金属离子废水污染的新技术,与传统技术相比,具有以下优点:(1)投资少,运行费用低,无二次污染;(2)处理效率高,且在低浓度下,金属可以被选择性地去除;(3)pH值和温度条件范围宽(40℃~90℃):(4)可有效地回收一些重金属。但不利的是,这些研究仍然在理论的实验的阶段,此外,吸附剂的后续分离会有困难。
1.4膜分离法
膜分离法是利用高分子所具有的选择性进行物质分离的技术,包括反渗透、超滤、纳滤等,因膜孔径和耐压性能不同,分别处理含不同颗粒大小杂质的废水。
1.4.1超滤
超滤(UF)是以压力为推动力的膜分离技术之一,它可以在较低的压力差下去除水中的溶解性和胶状态物质。因为超滤膜的孔径大于以水合离子或者低分子复合物状态存在的金属离子,这些离子可以很容易地通过超滤膜。为了更好的提高重金属离子的去除效率,相继出现了胶束增强超滤(MEUF)和聚合物增强超滤(PEUF)。
1980年,MEUF首次应用于处理水溶液中的溶解性有机污染物和多价的金属离子。MEUF被证实是去除水中重金属离子的一种有效的分离技术。这种分离技术基于向水中投加表面活性剂,当水溶液中表面活性剂的浓度超过了临界胶束浓度,表面活性剂分子会聚集成胶团,可以结合金属形成大的金属-表面活性剂结构,这种包含金属离子的胶束因孔径远大于超滤膜孔径,因此可以被截留下来,而其他未被捕获的物质可以很容易地通过超滤膜。金属离子去除率的高低还受金属离子和表面活性剂的浓度、pH、离子强度和膜的参数的影响。
PEUF是利用可溶的聚合物来复合金属离子,形成可以被超滤膜拦截的大分子物质,之前的研究主要集中在寻找合适的聚合物来络合金属,包括聚丙烯酸、聚乙烯亚胺、二乙氨乙基和腐植酸等。
超滤的优势包括较高的去除率和选择性,但它目前仍处于研究阶段,并未能实际应用于工业中。
1.4.2反渗透
反渗透(RO)工艺使用一个半透膜,允许正在纯化的流体通过,而拒绝污染物通过。RO是能广泛去除水中溶解性物质的技术之一,20%的海水淡化使用该技术,该技术也广泛应用于化学和环境工程。研究者在使用乙二胺四乙酸二钠,铜和镍离子被RO工艺成功去除,去除率达到99.5%。
RO的主要缺点是由于泵送压力产生的高能耗以及膜的恢复。使用反渗透去除重金属早已有研究,但到目前为止还没有被广泛使用。
1.4.3纳滤
纳滤介于超滤和反渗透工艺之间,纳滤能有效地去除镍、铬、铜、砷等废水,纳滤操作简单、可靠,能源消耗相对较低,污染物去除效率高。
纳滤离子的截留率可能不如反渗透高,但与反渗透相比,纳滤膜具有操作压力低、出水效率高、耐压密性、耐酸碱性及选择透过性等方面具有中性膜不具有的优势,所以在工业化和处理各类工业废水的过程中为了取得更好的经济效益和环境效益,纳滤技术正在受到越来越多的关注。
1.5电化学处理法
电化学方法是利用金属的电化学性质,在直流电作用下去除废水中的金属离子,是处理含有高浓度电沉积金属废水的一种有效方法。电化学法处理效率高,便于回收利用。但该法的缺点是电化学方法初始投资高,供电贵,使它们还没有广泛地被使用。然而,随着日益严格的污水排放标准,全球在过去的二十年已经恢复了它的重要性。成熟的电化学技术包括电絮凝、电浮选和电沉积。
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