含鉛廢水處理技術研究進展
數據顯示,2018年我(wo)國精煉鉛產量為(wei)511萬(wan)t,廢鉛回收量約為(wei)237萬(wan)t,回收率達到46%。雖然(ran)廢鉛回收率不斷提高,但仍不足50%,半數以上(shang)的廢鉛進入水體(ti)、大氣、土壤環(huan)境中,主要(yao)進入水環(huan)境,形成含鉛廢水。
含(han)鉛(qian)廢(fei)水(shui)中(zhong)(zhong)的鉛(qian)最高達到90 mg/L以上,一般在2~100 mg/L(蓄(xu)電(dian)池行業)。鉛(qian)在水(shui)中(zhong)(zhong)主要以二價鉛(qian)離子形式(shi)存在,其(qi)存在形式(shi)受水(shui)中(zhong)(zhong)pH影響(xiang)較大(da):當pH在7~10時(shi),鉛(qian)會出現沉(chen)淀;pH為10時(shi),沉(chen)淀量達到最大(da)。
鉛具有不(bu)可降解性(xing),可在環(huan)境中長期存在。含鉛廢水(shui)(shui)一直是(shi)廢水(shui)(shui)處理領域(yu)的(de)難題之一。我國對于鉛的(de)排放要求非常嚴格,GB 5749—2006《生(sheng)活(huo)飲用(yong)(yong)水(shui)(shui)衛(wei)生(sheng)標準》規(gui)定(ding),地(di)面水(shui)(shui)及生(sheng)活(huo)飲用(yong)(yong)水(shui)(shui)中的(de)鉛不(bu)能(neng)超(chao)過0.05 mg/L。
GB 8978—1996《污水綜(zong)合排放標準》將(jiang)鉛列為第(di)一類污染(ran)物,最高(gao)允許排放質量濃度為1.0 mg/L。因(yin)此,選(xuan)擇一種安(an)全性高(gao)、處理(li)效果好(hao)、成本(ben)低、二次污染(ran)少的處理(li)技術顯得尤為重要。
筆者(zhe)對化學沉淀、吸附、膜分(fen)離、離子(zi)交換、生(sheng)物修(xiu)復(fu)和電(dian)解技術在(zai)含(han)(han)鉛(qian)廢(fei)水(shui)處(chu)理(li)(li)(li)中(zhong)的(de)(de)研究現狀進行了(le)介紹,總結了(le)不同處(chu)理(li)(li)(li)技術的(de)(de)優點和存在(zai)的(de)(de)問題,為(wei)(wei)進一步發(fa)展含(han)(han)鉛(qian)廢(fei)水(shui)的(de)(de)處(chu)理(li)(li)(li)技術提供(gong)依據,并為(wei)(wei)多工(gong)藝組合處(chu)理(li)(li)(li)含(han)(han)鉛(qian)廢(fei)水(shui)提供(gong)參考。
01 化學沉淀
化學沉淀(dian)主要是向水中投加沉淀(dian)劑,直(zhi)接與Pb2+發生化學反應(ying)形成(cheng)不(bu)溶性沉淀(dian),常見的有氫氧化物沉淀(dian)、硫化物沉淀(dian)、磷(lin)酸鹽沉淀(dian)、鐵氧體沉淀(dian)和螯合沉淀(dian)。
1.1 氫氧化物沉淀
氫氧化(hua)物沉淀(dian)是向廢水(shui)中(zhong)投(tou)加(jia)NaOH、Ca(OH)2、CaO等沉淀(dian)劑使Pb2+轉化(hua)為Pb(OH)2,從而達到去(qu)除目的(de),該反應受(shou)水(shui)中(zhong)pH的(de)影響較(jiao)大。
柳健等(deng)研究了氫氧化物(wu)沉(chen)淀去(qu)除(chu)Pb2+的(de)最佳pH,發現對于Pb2+為2~10 mg/L的(de)含(han)鉛(qian)廢(fei)水(shui),處理最佳pH為7.5~11.5;同時還對比了模擬含(han)鉛(qian)廢(fei)水(shui)及企(qi)業(ye)含(han)鉛(qian)廢(fei)水(shui)的(de)處理效(xiao)果,由(you)于企(qi)業(ye)產(chan)生的(de)污水(shui)還含(han)有鐵、鋁(lv)、鈣等(deng)元素,在加入堿(jian)性沉(chen)淀劑的(de)過程中(zhong)能產(chan)生相應的(de)絮凝劑,吸附一部分(fen)Pb2+,提(ti)高Pb2+的(de)去(qu)除(chu)率(lv)。
Quanyuan Chen等研究了CaO-粉煤(mei)灰-CO2體(ti)系處理重金(jin)屬廢水(shui)的效(xiao)果,pH在7~11時形成Pb(OH)2和PbCO3沉(chen)淀,鉛的去除率達到99.0%以上。
氫氧化物(wu)沉(chen)淀(dian)法對(dui)含鉛(qian)廢水的(de)(de)處理效果較好,但對(dui)工藝pH的(de)(de)控制要(yao)求高(gao),同時后續的(de)(de)沉(chen)淀(dian)物(wu)需妥善處理,否則會產生二次污染。
1.2 硫化物沉淀
硫(liu)化物沉淀(dian)主(zhu)要是(shi)向(xiang)含鉛廢水中投加Na2S、H2S等(deng)含硫(liu)劑,使Pb2+轉化為PbS沉淀(dian)。由于(yu)(yu)PbS的(de)(de)溶度積(3.4×10-28)遠低于(yu)(yu)Pb(OH)2的(de)(de)溶度積(1.0×10-16),故硫(liu)化物沉淀(dian)的(de)(de)去除效率要高于(yu)(yu)氫氧(yang)化物沉淀(dian)。
何緒文等投加Na2S對含(han)鉛(qian)廢水(shui)進行(xing)處(chu)理,在(zai)S2-和Pb2+的(de)(de)物質的(de)(de)量比(bi)為3:1、pH>6時,鉛(qian)的(de)(de)去(qu)除率最(zui)佳,達到99.6%。該(gai)沉(chen)淀(dian)反應(ying)過程(cheng)符合一(yi)級反應(ying)動(dong)力學,且生(sheng)成的(de)(de)PbS粒徑為2.62 μm,具有良好的(de)(de)沉(chen)降性,利于沉(chen)淀(dian)物從水(shui)中去(qu)除。
M. T. Alvarez等利(li)用(yong)硫(liu)(liu)酸鹽還(huan)原菌降解(jie)揮發(fa)性(xing)(xing)脂肪酸產生H2S,將其通入到廢水中(zhong)形(xing)成(cheng)PbS,Pb2+去除率(lv)達到92.0%以上。硫(liu)(liu)化劑(ji)價格昂貴,處理含鉛廢水時成(cheng)本增加,同時PbS具(ju)有一定毒性(xing)(xing),在處理過程(cheng)中(zhong)需特(te)別注意操作(zuo)的安全性(xing)(xing)。
1.3 磷酸鹽沉淀
磷酸鹽(yan)沉淀是(shi)向(xiang)含鉛(qian)廢(fei)水中(zhong)投加磷酸鈉等磷酸鹽(yan)生成Pb3(PO4)2。由于Pb3(PO4)2的溶度積(8.0×10-43)較PbS的低,因此從溶度積角度比較Pb2+的去(qu)除率,磷酸鹽(yan)沉淀>硫化(hua)物沉淀>氫氧化(hua)物沉淀。
賀(he)俊蘭等(deng)發現(xian)磷酸鹽對含鉛(qian)廢水中Pb2+的去除效果(guo)很好,后續添加(jia)絮凝劑聚丙烯酰(xian)胺,在pH為7.3的條件(jian)下,Pb2+去除率(lv)可達97.6%以(yi)上。
曹偉等(deng)自制活性磷(lin)酸(suan)鈣處理含鉛(qian)廢水(shui),pH為5~9時,Pb2+去除(chu)率能(neng)夠達到98.0%以上。磷(lin)酸(suan)鹽沉淀(dian)去除(chu)Pb2+的效果較(jiao)好,但其研究和報道卻比較(jiao)少(shao)見,可能(neng)是(shi)由于產生的磷(lin)酸(suan)鉛(qian)沉淀(dian)有毒,易造(zao)成神經系統、造(zao)血系統以及腎臟的損傷,限制了其發展和應用。
1.4 鐵氧體沉淀
鐵氧體沉淀是向廢水中添加含有(you)Fe2+的藥劑(如FeCl2、FeSO4等),使廢水中的Pb2+形成鐵氧體晶粒沉淀析出(chu)的過程(cheng)。
J. C. Lou等(deng)采(cai)用傳統(tong)鐵(tie)氧化沉淀(dian)技術對重(zhong)金屬(shu)(shu)廢水進行(xing)處(chu)理(li),在pH為9~11的條(tiao)件下,Pb2+去除率能(neng)達(da)到97.2%以(yi)上(shang)。Y. J. Tu等(deng)用兩級鐵(tie)氧體(ti)處(chu)理(li)重(zhong)金屬(shu)(shu)廢水,pH為10時,Pb2+從7.48 mg/L降至(zhi)0.03 mg/L以(yi)下,去除率可達(da)99.6%以(yi)上(shang)。
鐵(tie)氧體(ti)沉(chen)(chen)淀法能(neng)(neng)一(yi)(yi)次去除多種(zhong)金屬離子,出(chu)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質較好(hao),適用范圍較廣。鐵(tie)氧體(ti)化學性質穩定,易從水(shui)(shui)(shui)中分離,作為一(yi)(yi)種(zhong)重(zhong)要的磁(ci)性介質,可二(er)次利用,但鐵(tie)氧體(ti)沉(chen)(chen)淀法在處理含鉛廢水(shui)(shui)(shui)過程中也存在一(yi)(yi)些問題,如處理過程中需要加(jia)熱,能(neng)(neng)量(liang)消耗較高,出(chu)水(shui)(shui)(shui)pH呈堿性,需中和(he)處理后方能(neng)(neng)排入自然(ran)水(shui)(shui)(shui)體(ti)。
1.5 螯合沉淀
螯合沉(chen)淀主要(yao)指一個或(huo)多個配位體與金屬離子形成(cheng)螯合物(wu)(wu)沉(chen)淀的(de)過(guo)程,由于形成(cheng)的(de)螯合物(wu)(wu)一般為五環或(huo)六環,因而穩定性較強,不(bu)易(yi)再次溶(rong)解。常用的(de)螯合劑主要(yao)有乙二胺(an)、五硫代碳酸(suan)鈉、吡啶硫醇、二硫代磷酸(suan)二丙酯等。
Ying Xu等采用二硫代磷酸(suan)二丙(bing)酯處理含鉛廢水,pH為3~6條件(jian)下(xia),鉛去(qu)除率(lv)達到99.9%。曹洪斌等采用五硫代碳酸(suan)鈉,在pH為5的(de)條件(jian)下(xia)處理模擬含鉛廢水,反應(ying)15 min鉛的(de)去(qu)除率(lv)能夠達到99.9%。
螯合(he)沉(chen)淀法處理(li)(li)含鉛廢水具有操作(zuo)方法簡(jian)單、處理(li)(li)效率高(gao)(gao)、反應(ying)速度快的優(you)點,但螯合(he)劑的成(cheng)本(ben)普遍較高(gao)(gao),還需(xu)開發和選(xuan)擇(ze)成(cheng)本(ben)低(di)、效果好的螯合(he)劑,同時濾渣的后(hou)續(xu)處理(li)(li)也需(xu)研(yan)發新(xin)的技術(shu)。
對不(bu)同化學沉淀法(fa)的(de)去除效果進行了比(bi)較,如表 1所示。可(ke)以(yi)發現沉淀法(fa)對Pb2+的(de)去除率一(yi)般在90.0%以(yi)上,而pH為影響去除效率的(de)主(zhu)要因素。
02 吸附
吸附除鉛是(shi)通(tong)過(guo)投加吸附劑(ji),利用分子間作用力或化學鍵達(da)到去除廢(fei)水(shui)中Pb2+的目的,主要有活性炭吸附、碳納米管吸附和生物質吸附。
2.1 活性炭吸附
活性炭可通過表面含氧官能(neng)團與重(zhong)金(jin)屬離(li)子發(fa)生化學(xue)反應(ying)吸(xi)附(fu),以(yi)及(ji)金(jin)屬離(li)子在其(qi)表面沉積而發(fa)生的(de)捕集物理吸(xi)附(fu),達到(dao)去(qu)除水中Pb2+的(de)目的(de)。活性炭成本低、來源廣、吸(xi)附(fu)性能(neng)好,常(chang)用于處理含鉛廢水。
A. Kongsuwan等采用自制(zhi)活性(xing)炭對含Pb2+和(he)Cu2+的(de)廢(fei)水進行處理,發現活性(xing)炭對Pb2+的(de)吸(xi)(xi)(xi)附容量為0.53 mmol/g,該吸(xi)(xi)(xi)附過(guo)程(cheng)更符合Langmuir吸(xi)(xi)(xi)附等溫方(fang)程(cheng)。
潘沛玲(ling)對活性炭處理含鉛廢水(shui)效(xiao)(xiao)果進(jin)行(xing)實驗研(yan)究,發(fa)現在(zai)(zai)pH為中性或(huo)堿性時,Pb2+的去除率能(neng)夠(gou)達到92.0%以上。在(zai)(zai)吸附過程中,活性炭的孔徑、比(bi)表(biao)面積和顆(ke)粒(li)度對Pb2+的去除效(xiao)(xiao)果均有較大影響。該(gai)技術操作(zuo)簡便、應用范圍較廣,是(shi)一種比(bi)較成(cheng)熟的除鉛方法(fa)。
2.2 碳納米管吸附
碳(tan)納米(mi)管帶有(you)負(fu)電,可(ke)通(tong)過(guo)(guo)靜(jing)電引力吸(xi)附金屬(shu)離(li)子,達到去除Pb2+的目的。其吸(xi)附面積較大,可(ke)通(tong)過(guo)(guo)管壁(bi)外表面、管壁(bi)內腔和管壁(bi)空(kong)隙(xi)進行(xing)吸(xi)附。
Yanhui Li等在pH為(wei)5.1條件(jian)下,以碳(tan)納米管為(wei)吸(xi)附劑處(chu)理含鉛廢水。碳(tan)納米管的(de)吸(xi)附容量為(wei)11.2 mg/g,遠高于單純的(de)活性炭吸(xi)附。
N. A. Kabbashi等采用(yong)碳(tan)納(na)米(mi)(mi)管對(dui)水中(zhong)Pb2+進(jin)行(xing)吸(xi)附(fu)(fu),并對(dui)吸(xi)附(fu)(fu)過(guo)程進(jin)行(xing)動力(li)學研(yan)究(jiu)。在pH為(wei)5條(tiao)件下(xia),Pb2+去除率(lv)能達到96.0%,整個(ge)吸(xi)附(fu)(fu)過(guo)程為(wei)偽二級動力(li)學。碳(tan)納(na)米(mi)(mi)管吸(xi)附(fu)(fu)去除Pb2+的研(yan)究(jiu)熱點在于提(ti)高碳(tan)納(na)米(mi)(mi)管的電(dian)負性(xing),電(dian)負性(xing)越強,去除效率(lv)越高。
2.3 生物質吸附
生(sheng)(sheng)物質(zhi)(zhi)是利用太陽能通(tong)過光合(he)作用形成的有機體。對生(sheng)(sheng)物質(zhi)(zhi)進行處(chu)(chu)理,可(ke)形成表面(mian)疏松、多(duo)孔、化學性質(zhi)(zhi)穩定的吸附劑,主要分為植物類(lei)、動(dong)物類(lei)和微生(sheng)(sheng)物類(lei)。由于生(sheng)(sheng)物質(zhi)(zhi)來源廣泛,用其(qi)吸附廢水(shui)中的Pb2+可(ke)大大降(jiang)低廢水(shui)處(chu)(chu)理成本。
Jiaqin Deng等(deng)將(jiang)稻稈制成(cheng)(cheng)生(sheng)物炭(tan),并(bing)用(yong)海藻酸鈉進行改(gai)性,改(gai)性后的生(sheng)物炭(tan)吸附容量(liang)為(wei)253.6 mg/g。M. Mozaffari等(deng)用(yong)氨基硫脲對殼聚糖進行改(gai)性,形成(cheng)(cheng)的氨基硫脲殼聚糖吸附容量(liang)為(wei)56.89 mg/g,pH為(wei)5時對Pb2+去除(chu)率達到85.6%。
近年(nian)來,關于生(sheng)物質吸(xi)附(fu)劑的(de)研(yan)究較(jiao)多,原材料也各(ge)種各(ge)樣,如稻殼(ke)灰、樹葉、秸稈、森林(lin)廢(fei)棄物、海洋生(sheng)物等。生(sheng)物質憑借來源廣泛、價格低廉的(de)優(you)勢在吸(xi)附(fu)廢(fei)水(shui)Pb2+方面具有較(jiao)好的(de)應(ying)用前景,但其再生(sheng)問題還(huan)需進一(yi)步研(yan)究。
對各種吸(xi)附(fu)方(fang)法的除(chu)(chu)鉛效(xiao)率(lv)進行了匯總分析,見(jian)表 2。可發現(xian)pH為5時去(qu)除(chu)(chu)率(lv)/吸(xi)附(fu)容(rong)量普遍較高,去(qu)除(chu)(chu)率(lv)最高可達96.0%,吸(xi)附(fu)容(rong)量最大可達253.6 mg/g。
03 膜分離
膜分離技術主要(yao)通過濃度差或壓(ya)力(li)差來實現(xian)離子的(de)選擇性透過。超濾(lv)(lv)、納濾(lv)(lv)、反滲(shen)透和(he)電(dian)滲(shen)析等都有(you)去除重金屬的(de)相關報(bao)道(dao),但(dan)用于(yu)含鉛廢水處理(li)的(de)技術主要(yao)為(wei)超濾(lv)(lv)和(he)電(dian)滲(shen)析。
3.1 超濾
超(chao)濾可(ke)在一定(ding)壓(ya)力下通過超(chao)濾膜(mo)的空隙實現(xian)Pb2+的分離,但(dan)由于超(chao)濾膜(mo)空隙較大,一般需進(jin)行處(chu)理,以提高對Pb2+的去除率。
Yongfeng Zhang等(deng)采用(yong)投加聚合物(wu)和超濾聯用(yong)的(de)技術處理(li)含鉛廢水,通過聚合物(wu)吸附(fu)增大Pb2+的(de)尺(chi)寸,提高超濾的(de)處理(li)效(xiao)果,pH>6時Pb2+去除率接近(jin)100%。
F. Ferella等通過表面活性劑強化(hua)超濾對(dui)Pb2+的(de)(de)去(qu)除效果。加入表面活性劑后可吸附廢水中的(de)(de)金(jin)屬(shu)離(li)(li)子(zi),增(zeng)加金(jin)屬(shu)離(li)(li)子(zi)的(de)(de)尺(chi)寸,使(shi)其被(bei)超濾膜截(jie)留,pH為7.47時Pb2+去(qu)除率在99%以上(shang)。
采用(yong)超濾(lv)工(gong)藝處(chu)理(li)含鉛(qian)廢水時,需考察添加劑的(de)(de)類型以更好地增(zeng)加金屬離子粒徑,提高含鉛(qian)廢水的(de)(de)處(chu)理(li)效(xiao)果,是后續研究的(de)(de)一個主要方(fang)向。
3.2 電滲析
電(dian)滲析(xi)是以電(dian)位差為助(zhu)力,利用(yong)膜的(de)選擇(ze)透過性,將離(li)子(zi)從溶(rong)液(ye)中分離(li)出來的(de)過程,具有經濟效(xiao)益好、能量消耗少(shao)、處理效(xiao)果(guo)佳的(de)優勢。
T. Mohammadi等對電滲析的(de)主要(yao)運行參數(Pb2+的(de)濃度(du)(du)、溫(wen)度(du)(du)、電壓和流速(su))進行研究(jiu),發現提高電壓和溫(wen)度(du)(du)可提高Pb2+的(de)去(qu)除(chu)效果;在60 ℃、30 V、流速(su)0.07 mL/s的(de)條件下處理500 mg/L的(de)含鉛廢(fei)水,去(qu)除(chu)率能夠達到(dao)90%以上。
A. Abou-Shady等(deng)研究了電(dian)滲(shen)析過程中pH對Pb2+去除(chu)效果的影響,發現pH為5、電(dian)壓為25 V時,Pb2+去除(chu)率在93.1%~94.0%。
電滲析(xi)的(de)去除效果不僅受(shou)工藝條件的(de)影響,與(yu)膜材料(liao)及(ji)性能也(ye)有(you)很(hen)大關系,因(yin)此開發成(cheng)本低、選擇透過性好的(de)膜也(ye)是(shi)電滲析(xi)技術的(de)發展重(zhong)點。
隨著技術的發(fa)展(zhan),電滲析除鉛領域已(yi)能運(yun)用計算機進行去(qu)除效果的模擬預測,開發(fa)了一(yi)些(xie)數(shu)學模型(xing)、神(shen)經(jing)網絡(luo)模型(xing)等(deng),這也為電滲析技術投入實際生產奠定一(yi)定基礎。
表 3為(wei)超(chao)濾和(he)電滲析技術除(chu)鉛效(xiao)果和(he)反應條件,可(ke)見超(chao)濾經強化后(hou)的(de)去除(chu)效(xiao)果明顯高于電滲析,在除(chu)鉛領域的(de)應用前景更廣闊。
04 離子交換
離(li)子交(jiao)換(huan)是通過離(li)子交(jiao)換(huan)劑(ji)中(zhong)的(de)可交(jiao)換(huan)基團(tuan)與(yu)溶(rong)液中(zhong)的(de)Pb2+進行交(jiao)換(huan),達到去除(chu)Pb2+的(de)目(mu)的(de),除(chu)鉛(qian)過程中(zhong)使用(yong)的(de)主要為陽離(li)子型交(jiao)換(huan)樹脂。
E.Pehlivan等研究了Dowex 50W合成樹脂在(zai)不同pH、溫度、接觸時(shi)間下對鉛(qian)離子(zi)的(de)去(qu)除(chu)效(xiao)果,發現pH在(zai)8~9、反應70 min、Pb2+為100 mg/L,Pb2+去(qu)除(chu)率(lv)能達到(dao)80%;而(er)采用弱(ruo)酸(suan)性(xing)的(de)離子(zi)交換(huan)樹脂CNP80,pH為7~9、反應200 min、Pb2+為1 mmol/L時(shi),Pb2+去(qu)除(chu)率(lv)可達95%。
該團隊對離子交換樹脂CNP80與TP207進行了比較,發現二者的最佳反應條(tiao)件不同(tong)。可見(jian)離子交換樹脂類型不同(tong),最佳反應條(tiao)件也隨之變化。
離子交(jiao)換法的關鍵(jian)在(zai)于(yu)離子交(jiao)換樹脂(zhi),選(xuan)擇(ze)一種價格(ge)低、效果(guo)好、選(xuan)擇(ze)性強且易回收的離子交(jiao)換樹脂(zhi)是離子交(jiao)換技(ji)術研究的重點。
05 生物修復
生(sheng)物(wu)(wu)修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)復可利用(yong)生(sheng)物(wu)(wu)的新陳代謝或生(sheng)物(wu)(wu)體的特殊結構(gou)對金屬離子進行吸(xi)附(fu)、吸(xi)收或轉化,主要包含植物(wu)(wu)修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)復、動物(wu)(wu)修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)復和微生(sheng)物(wu)(wu)修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)復。由(you)于動物(wu)(wu)修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)復周(zhou)期長、見效慢、成本(ben)高,在除(chu)鉛領域應用(yong)較(jiao)少,以植物(wu)(wu)修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)復和微生(sheng)物(wu)(wu)修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)復研(yan)究較(jiao)多。
5.1 植物修復
植物(wu)修復通常(chang)采用一些超富(fu)集植物(wu),將水中的Pb2+轉化為植物(wu)有機體(ti),封(feng)存在植物(wu)體(ti)內,通過收割植物(wu)達(da)到去除Pb2+的目的。
曹優明等用金(jin)邊(bian)麥冬人(ren)工濕(shi)(shi)地(di)開展了含鉛廢水的實驗(yan)研究,發現人(ren)工濕(shi)(shi)地(di)對(dui)Pb2+的去除率能達到80%以(yi)上,但植物吸附(fu)的貢獻率僅(jin)為1.1%~4.6%,說(shuo)明單(dan)純依靠植物吸附(fu)去除水中Pb2+的作用微弱。
E. Babaeian等(deng)對紅(hong)藻和褐(he)藻進行(xing)實驗(yan)研(yan)究,發(fa)現紅(hong)藻的除(chu)鉛效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)更佳,pH為5、70 min條件下,去除(chu)率能達到95.6%。后(hou)續還有針對螺旋藻、克(ke)雷伯氏菌等(deng)除(chu)鉛研(yan)究,可(ke)發(fa)現植物修復中藻類對Pb2+的去除(chu)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)要遠高于(yu)水生植物。
5.2 微生物修復
微生物(wu)修復通常指(zhi)利用微生物(wu)的胞外聚合物(wu)進行吸附(fu)和細胞代(dai)謝,去除水中Pb2+的過程。
S.Wierzba等(deng)研(yan)究了嗜麥芽窄(zhai)食單胞菌和枯草芽孢桿菌對含(han)鉛工(gong)業廢(fei)水的去除效(xiao)果(guo),發現(xian)枯草芽孢桿菌對Pb2+的去除效(xiao)果(guo)更好,其吸附容量(liang)為166.7 mg/g。
Jiayou Long等對非活(huo)性鐮刀(dao)菌(jun)菌(jun)株(zhu)(ZSY和(he)MJY)進(jin)行分(fen)離、純化和(he)培養,在(zai)pH為(wei)6、50 ℃條件下,ZSY和(he)MJY對Pb2+的(de)去(qu)除率達到(dao)最大值,吸附(fu)(fu)去(qu)除過(guo)程符合偽二級反應動力學,吸附(fu)(fu)容量分(fen)別為(wei)232.6、263.2 mg/g。但在(zai)微(wei)生(sheng)物吸附(fu)(fu)過(guo)程中(zhong),由于(yu)微(wei)生(sheng)物體積(ji)較小(xiao),后(hou)續(xu)從水(shui)中(zhong)分(fen)離是(shi)該技術亟待解決(jue)的(de)關鍵問題(ti)之一。
植物修(xiu)復(fu)和微生(sheng)物修(xiu)復(fu)對Pb2+的去除(chu)效果如(ru)表 4所(suo)示,通過對比發現微生(sheng)物修(xiu)復(fu)去除(chu)過程主(zhu)要依靠微生(sheng)物的吸附作用,其(qi)除(chu)鉛效果明顯優(you)于(yu)植物修(xiu)復(fu)。
06 電解除鉛
電(dian)(dian)解除鉛(qian)(qian)是Pb2+在(zai)陰極表面(mian)得(de)到電(dian)(dian)子被還原為(wei)金屬鉛(qian)(qian)的過程。張書海等(deng)采用鐵屑微電(dian)(dian)解法對60.8 ~94.3 mg/L的含鉛(qian)(qian)廢水(shui)進(jin)行處理,同時向出水(shui)投加石灰乳和聚丙烯酰胺進(jin)行絮凝沉淀,Pb2+去除率可(ke)達(da)93.6%。
張(zhang)少(shao)峰(feng)等(deng)研究(jiu)了三(san)維電(dian)極對含鉛廢水(shui)的處理效果,以碎片石墨(mo)、銅粉和泡(pao)沫(mo)銅作為三(san)維電(dian)極陰(yin)極材料,發現泡(pao)沫(mo)銅作為第三(san)極材料時,Pb2+去除率(lv)最高能達到99%。
三維電(dian)極(ji)能夠減(jian)少濃度極(ji)化(hua),提高電(dian)流效率,是電(dian)解(jie)法處理(li)重金屬(shu)廢水(shui)的(de)一個突破。尋找新型電(dian)極(ji)材料(liao)和電(dian)化(hua)學(xue)反應器,減(jian)少電(dian)解(jie)質(zhi)材料(liao)的(de)投(tou)加量是未來值得(de)探究的(de)方向(xiang)。
對(dui)不(bu)同電(dian)解(jie)法的(de)去除(chu)(chu)效果進行了比較,見表(biao) 5。三維(wei)電(dian)極的(de)去除(chu)(chu)率(lv)能夠(gou)達到99%,明(ming)顯高于(yu)傳(chuan)統(tong)電(dian)解(jie)法。
07 結語與展望
含鉛(qian)廢水的(de)處理技術(shu)各有(you)利弊,在保(bao)證去除(chu)率的(de)同(tong)時,也(ye)要兼顧(gu)成本和實際運(yun)行情況。對(dui)6類技術(shu)進(jin)行比較,發現螯合沉淀(dian)、生物質(zhi)吸附(fu)和超濾具有(you)更大的(de)發展空間。
螯合沉淀(dian)和生物質吸附技(ji)術的(de)未來研究方向(xiang)在于尋找(zhao)更廉(lian)價、高效(xiao)的(de)螯合劑(ji)或生物質;超濾(lv)技(ji)術主要集中在尋找(zhao)適宜的(de)絮凝劑(ji),通過(guo)增加Pb2+粒(li)徑提高對Pb2+的(de)去除率。
此外,一些新型技(ji)術有(you)待開發,如多(duo)技(ji)術耦合、聚磷活性污(wu)泥(ni)吸附(實現污(wu)泥(ni)和含(han)鉛廢水共處(chu)置)等,都(dou)將是(shi)含(han)鉛廢水處(chu)理技(ji)術的發展方向。

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