重金屬處理廢水的工藝（2）
所屬分類：常見問題
點擊次數：233
發(fā)布日期：2024-03-09
3生物法
生物法是利用生物材料本身的化學結構及成分特性來吸附水體中的重金屬離子的方法，包括植物修復法、生物絮凝及生物吸附。生物法作為一種重要的凈化手段具有設備簡單、無二次污染、材料來源廣泛廉價、經濟高效等優(yōu)點，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ闹亟饘購U水處理方法，有著廣闊的應用前景。
3．1植物修復
植物修復法是指利用植物的吸收、沉淀和富集等作用，以達到治理重金屬廢水的目的。在植物修復技術中通常利用的植物是大型水生高等植物，如高等藻類、鳳眼蓮等水生維管束植物。Rai 等和Dwivedi 等研究發(fā)現(xiàn)水蕹是一種很好的重金屬蓄積植物，該植物更大可以蓄積Cu、Mo、Cr、Cd、As分別為62、5、13、11、0．05 μg /g。Soltan 等研究了鳳眼蓮對含Pb2 +、Zn2 +、Cu2 + 等重金屬離子廢水的吸附作用，通過對機理分析表明鳳眼蓮植物細胞中氨基酸上的羧基和羥基對重金屬離子有螯合作用。植物修復技術不僅杜絕了二次污染，還有利于生態(tài)環(huán)境的改善，在治理污染的同時還可以獲得一定的經濟效益，但是廢水的濃度、pH 值等因素對植物修復的影響有待深入的研究。
3．2生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物的代謝物進行絮凝沉淀重金屬的方法。微生物對重金屬的吸附作用取決于兩方面: 一是微生物吸附劑本身的特性，二是金屬對生物體的親和性。目前開發(fā)出具有絮凝作用的微生物有細菌、霉菌、放線菌、酵母菌等共17 種。作為一種新型的水處理技術，微生物絮凝劑已廣泛應用于重金屬廢水的處理中。Chatterjee等用芽孢桿菌處理含Cr3 +、Co2 +、Cu2 + 的模擬廢水，去除率分別為80．8%、79．71%、57．14%。Huang 等以毛木耳子實體為吸附劑處理模擬廢水，在更優(yōu)實驗條件下，對Pb2 +、Cu2 +、Cd2 + 的更大吸附量依次為221、73．7、63．3 mg /g。微生物絮凝劑在處理重金屬廢水方面較傳統(tǒng)絮凝劑具有高效、無毒、易于生物降解、絮凝對象廣泛、使用后無二次污染等獨特的優(yōu)點。但當前也存在著活體絮凝劑保存困難、生產成本較高、難以進行工業(yè)化生產的問題。今后應深入研究絮凝作用機理、絮凝動力學，以指導研制新型的超級絮凝劑。利用基因工程和發(fā)酵工程，針對性地選育高效絮凝劑產生菌，提高絮凝活性，以降低絮凝劑用量和降低生產成本。
3．3生物吸附法
生物吸附法是一種較為新穎的處理水體重金屬污染的方法，，因具有高效、廉價的潛在優(yōu)勢逐漸引起了人們的研究興趣。生物吸附法就是利用某些生物體本身的化學結構及成分特性來吸附水體中的重金屬離子，再通過固液兩相分離來去除重金屬離子的方法，適宜處理大體積、低濃度重金屬廢水。吸附機理主要有絡合、螯合、離子交換、靜電引力等。目前，人們研究了各類生物材料用于重金屬吸附，包括細菌、真菌、酵母、藻類、農林生物廢棄物等，這些材料可以不同程度地吸附各類重金屬，表現(xiàn)出了較好的吸附性能。范瑞梅等研究發(fā)現(xiàn)克勞氏芽孢桿菌可以有效吸附水溶液中的Zn2 + ，在pH 值為4．5 時，吸附容量為57．5 mg /g，吸附平衡時間約為30 min。Melgar 等研究證明大孢蘑菇可以有效吸附水溶液中的Zn2 +、Cu2 +、Hg2 +、Cd2 + 和Pb2 + ，15 min 即可達到吸附平衡，Zn2 +、Cu2 +、Hg2 +、Cd2 +和Pb2 + 的更大去除率分別為84%、96%、85%、84%和89%。研究發(fā)現(xiàn)，藻類可以吸附一種或多種金屬離子。Romera 等研究了6 種不同的藻類對水溶液中Cd2 +、Ni2 +、Zn2+、Cu2+和Pb2+的吸附性能。結果表明，當藻類濃度為0．5 g /L 時，對重金屬離子的吸附效果更好，吸附順序為: Pb ＞ Cd≥Cu＞ Zn＞ Ni。除了細菌、真菌和藻類等微生物外，從經濟性、實用性角度考慮，低成本的農林廢棄物較易引起人們的興趣。農林廢棄物由于其孔隙度較高、比表面積較大的原因，可以物理吸附金屬離子，同時，農林廢棄物中含有較多的活性物質，這些物質有利于重金屬的吸附。王國惠用板栗殼處理含Cr(Ⅵ)廢水，在pH 值為2，溫度為30℃，板栗殼的用量為0．4g時，Cr(Ⅵ)的去除率可達99% 以上，在較寬的初始濃度范圍內，板栗殼對Cr(Ⅵ) 有明顯的去除作用。蔣小麗等采用改性的玉米秸稈為吸附劑處理了含Cu2+模擬廢水。結果表明，玉米秸稈對Cu2+的更高去除率可達90% 以上。Ghimirea等制備了橘子汁殘渣磷酸化后負載Fe(Ⅲ)吸附材料，研究了其對As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附性能，其對砷的吸附量為1．21mmol /g。目前，生物吸附處理重金屬廢水處于實驗室研究階段，對吸附機理的研究尚不透徹。針對生物吸附法研究和應用的中存在的問題，在今后的研究中，應充分了解植物材料的吸附機理及生產上所需的最適吸附條件; 掌握解吸附及重金屬回收技術; 研究出適合植物材料吸附重金屬離子的機械設備及經濟、高效的治理工藝，以便植物吸附劑被大規(guī)模應用于實際工業(yè)廢水處理中。
4結語
化學沉淀法是目前應用較廣，技術成熟的水處理方法，但它適用于高濃度重金屬廢水的處理，且易產生大量污泥; 膜分離作為一種高效的水處理技術受到普遍重視，但成本高，操作復雜; 離子交換法選擇性高，可去除多種重金屬，但樹脂價格偏高，再生費用高; 生物法具有經濟高效、易管理，無二次污染等特點，具有更加廣闊的發(fā)展前景。綜上所述，處理重金屬廢水的方法有很多，均有優(yōu)缺點。因此要結合實際情況，選擇合適的方法或者將幾種方法聯(lián)用，以取得較好的處理效果。另外，重金屬也是一類寶貴的資源，具有較高的使用價值，研究者應多注重重金屬資源化回收利用技術的研究。
