重金屬離子鉛廢水的處理研究進(jìn)展

崔海波

(石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 石家莊 050081)

?

重金屬離子鉛廢水的處理研究進(jìn)展

崔海波

(石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 石家莊 050081)

摘要：處理含鉛廢水的方法很多,各有利弊,但各種含鉛廢水的污染成分復(fù)雜,從研究結(jié)果來(lái)看，單獨(dú)采用某一種方法治理，難以達(dá)到滿意的效果。

關(guān)鍵詞：重金屬;鉛廢水;處理

鉛在自然界中分布很廣的，也是工業(yè)中常常用到的元素之一。鉛和可溶性鉛鹽都有毒性，對(duì)人體和動(dòng)植物生長(zhǎng)有嚴(yán)重危害，被列為第一類有毒污染元素。人體平均每天大約攝入0.3mg的鉛，但如果攝入的鉛為5mg.kg-1就可能引起急性鉛中毒現(xiàn)象。鉛不是植物生長(zhǎng)的必需元素，當(dāng)鉛進(jìn)入植物后會(huì)累積在植物內(nèi)，影響其生長(zhǎng)發(fā)育。通常情況下，含鉛廢水來(lái)自電鍍、冶煉、農(nóng)藥、燃料、電池、印刷等行業(yè)排放的工業(yè)廢水，其中電池工業(yè)是含鉛廢水的最主要來(lái)源。國(guó)家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)要求含鉛量≤1mg.L-1?？v觀國(guó)內(nèi)外目前工業(yè)中一般采用化學(xué)沉淀法和離子交換法。另外，液膜法和生物吸附法是新興的含鉛廢水的處理方法，目前處于研究階段。而電解法則是一種有待人們重新認(rèn)識(shí)的古老而全新的方法。

吸附法被認(rèn)為是最具有應(yīng)用潛力的污水凈化措施，常用的高效吸附劑是活性炭，但是其制備代價(jià)昂貴，而且再生困難，不適合發(fā)展中國(guó)家利用。近年來(lái)，尋找有望取代活性炭用于污水凈化的新型廉價(jià)吸附劑逐漸成為一個(gè)研究熱點(diǎn)，這些廉價(jià)吸附劑包括生物質(zhì)材料和地質(zhì)材料等。雖然生物質(zhì)材料對(duì)重金屬的吸附量比活性炭小，但由于生物質(zhì)材料來(lái)源廣泛，取材方便，因而具有很好的應(yīng)用前景。以生物質(zhì)材料作為吸附劑去除重金屬的研究主要集中在生物質(zhì)材料的種類探索上。玉米秸稈是一種農(nóng)業(yè)廢棄物，其干物質(zhì)中含有80%的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等多聚物，是一種較好的重金屬吸附材料。

化學(xué)沉淀法是鉛廢水常用的處理方法優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便目前，對(duì)濃度高、大流量的含鉛廢水的處理應(yīng)用較普遍。但化學(xué)沉淀法費(fèi)用高，污泥量大，若污泥不加以綜合利用，會(huì)造成二次污染[8-10]。

離子交換法是重金屬離子與離子交換劑發(fā)生離子交換作用，分離出重金屬離子。離子交換法處理容量大，出水水質(zhì)好，可實(shí)現(xiàn)鉛的回收，無(wú)二次污染。但離子交換樹(shù)脂易受污染或氧化失效，再生頻繁，反應(yīng)周期長(zhǎng)，運(yùn)行費(fèi)用高[11]。提高樹(shù)脂的強(qiáng)度和耐用性，延長(zhǎng)其連續(xù)使用時(shí)間，是解決該技術(shù)在廢水處理方面普及問(wèn)題的前提要求。

膜分離法是利用特殊的半透膜將溶液隔開(kāi)。以壓力為驅(qū)動(dòng)力，廢水流經(jīng)膜面時(shí)，其中的污染物被截留，而水分子透過(guò)膜，廢水得到凈化。利用膜分離法處理含鉛廢水的方法有電滲析、液膜、反滲透和超濾等方法。與常規(guī)廢水處理技術(shù)相比，膜技術(shù)具有高效、無(wú)相變、節(jié)能、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)[12-14]。適用于處理濃度較低的廢水，截留率較高，處理后的水可以回用，通過(guò)濃縮液實(shí)現(xiàn)純金屬的回收。膜分離技術(shù)在使用中也存在一些問(wèn)題，如膜組件的造價(jià)成本高和使用過(guò)程中膜的污染和膜穩(wěn)定性差。

吸附法實(shí)質(zhì)上是利用吸附劑活性表面吸附廢水中的Pb2+。使用生物材料處理和回收含鉛廢水的技術(shù)是既簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì)的治理方法，已經(jīng)引起了人們的重視。生物材料對(duì)重金屬天然的親和力，可用以凈化濃度范圍較廣的鉛離子廢水以及混合的金屬離子廢水。其優(yōu)點(diǎn)有：受pH影響小；不使用化學(xué)試劑；污泥量極少；無(wú)二次污染；排放水可回用；金屬可回收。生物吸附法將是廢水深度處理常用的方法。

電解法是指應(yīng)用電解的基本原理，使廢水中鉛離子通過(guò)電解過(guò)程在陽(yáng)-陰兩極上分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)而富集[15]。電解法是氧化還原、分解、沉淀綜合在一起的廢水處理方法。該方法工藝成熟，占地面積小，能回收純金屬。缺點(diǎn)是電流效率低，耗電量大，廢水處理量小。

綜上所述,可以處理含鉛廢水的方法很多,各有利弊,但各種含鉛廢水的污染成分復(fù)雜,從研究結(jié)果來(lái)看，單獨(dú)采用某一種方法治理，難以達(dá)到滿意的效果。在研究鉛離子吸附能力的處理中，必須根據(jù)生產(chǎn)的工藝、含鉛離子的水質(zhì)水量、當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境以及回收利用的情況，聯(lián)合采用多種方法，并進(jìn)行優(yōu)化組合，方可實(shí)現(xiàn)鉛離子的優(yōu)化吸附[16]。我認(rèn)為，使用電解法與離子交換法相結(jié)合的閉路循環(huán)工藝或電解法與生物吸附法相結(jié)合法是吸附鉛離子的很好方法和發(fā)展方向，這樣可以實(shí)現(xiàn)大部分的Pb2+以金屬的形式得以資源回收，符合現(xiàn)在能源緊缺的需求；而生物吸附法和離子交換法又均是很好的深度凈化的方法，可以實(shí)現(xiàn)低濃度、高要求的排放，將對(duì)環(huán)境的危害降至最低。這種組合方法可實(shí)現(xiàn)更好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

參考文獻(xiàn):

[1]聶紅云.淀粉基復(fù)合材料的制備及其對(duì)鉛離子吸附性能的研究.安徽:安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(13):5835-5837.

[2]李新貴,蔣遠(yuǎn)波,黃美榮.高性能鉛離子吸附劑.環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 2006,29(8): 109-111.

[3]李一鳴,宋瑩瑩.黃原膠對(duì)水中鉛離子吸附性能研究. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2011,34(06):43-45.

[4]丁純梅.交聯(lián)殼聚糖的制備及對(duì)鉛離子的吸附作用. 安徽工程科技學(xué)院學(xué)報(bào),2004,19(4):10-13.

[5]蔣小麗.改性玉米秸稈吸附處理含銅廢水.西南大學(xué)出版社,2009,31(11):87-91.

[6]王歌.玉米秸稈預(yù)處理優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件研究. 河南師范大學(xué)學(xué)報(bào),2010,38(5):174-177.

[7]楊興,張起凱.玉米秸稈預(yù)處理技術(shù)及資源化研究進(jìn)展. 遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,(06):35-37.

[8]王宇,高寶玉,岳文文,等.改性玉米秸稈對(duì)水溶液中硝酸根的吸附動(dòng)力學(xué)研究.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2007,27(9):1458-1462.

[9]沈黎,孫勇,熊大明.含鉛廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展. 南方金屬,2009,(02):9-12.

[10]付強(qiáng),賈黎明.骨炭對(duì)鉛的吸附性能研究. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2010,10(03):65-68.

[11]石和彬,劉羽.磷礦石的鉛離子吸附性能研究. 武漢化工學(xué)院學(xué)報(bào),1999,21(03):34-36.

[12]張少峰,胡熙恩.含鉛廢水處理技術(shù)及其展望.環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備, 2003, 4(11): 68-71.

[13]張少峰.含鉛廢水處理技術(shù)及其展望. 環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2003,4(11):68-71.

[14]林友文,陳偉,羅紅斌,等.羧甲基殼聚糖對(duì)鉛離子的吸附性能研究.離子交換與吸附,2001,17(4):333-338.

[15]周春善.含鉛廢水處理系統(tǒng). 玻璃與搪瓷,2003,12(01):24-26.

中圖分類號(hào):TQ949

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-1602(2016)02-0013-01