探讨重金属废水治理技术工程

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2021-1-11 19:41:28
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  有色金属工业在采矿、选矿和冶炼生产过程中,都产生废水,根据其来源可分为采矿废水、选矿废水、冶炼废水、加工废水有色金属废水成分较复杂,常含有CuCrbPzn、CdAs等多种重金属,并且具有水质水量波动大的特点。含重金属废水具有较高的毒性,如果不对其进行有效处理,其进入环境会危害人体健康,污染土壤,存在一定的环境风险,具有污染范围广、危害程度大的特点。

  传统的重金属废水处理技术包括化学沉淀法、碳吸收法、采矿废水、蒸发法以及膜处理法等等,但普遍具有难处理低浓度废水,易造成二次污染等缺点。相比于传统的治理技术,生物治理技术具有成本低、适于处理低浓度废水、无二次污染等优点。

  一、微生物治理法

  利用细菌、真菌的生化代谢作用,将重金属元素与水体分离或降低其毒性,从而达到废水治理的目的。特别适用于重金属含量不高,有机物含量较高的污水处理。

  (一)吸附法

  菌体细胞壁富含的多糖类和糖蛋白具有羟基、巯基、羧基、氨基等官能团,使其具有良好的金属离子吸附性能。因此,用菌体细胞做吸附剂,可获得理想的处理效果。Puranik 等通过Pb2+、Zn2+的真菌吸附试验,得出离子等量代换的试验结果,指出离子交换是微生物吸附重金属的主要机制。

  微生物吸附法依细胞活性可分为活细胞吸附法和死细胞吸附法,活细胞吸附过程包括胞外吸附和胞内转移;死细胞吸附只有胞外吸附过程,这里的吸附法主要指死细胞的胞外吸附。死细胞吸附法具有不受离子浓度及营养物质等生长条件限制、无需进行代谢产物处理等优点,由发酵工业产生的藻类、海草、微生物残体等都是应用前景广阔的生物吸附剂。死细胞吸附作用按生物种类不同又可分为真菌吸附、藻类吸附、细菌吸附、植物共生菌吸附等。Ozdemir 等从活性污泥中提取出人苍白杆菌(Oobactrumanthropi)的死细胞菌体,并用其进行含铬(VI)、镉(II)、铜(II)的废水处理研究,取得较好的处理效果。

  回收废水中的贵重金属时,传统吸附法所用微生物不易与水体分离,成为其应用瓶颈。趋磁细菌(MTB)细胞体内含有呈链状排布的铁磁性颗粒(即磁小体),使细胞具有永磁偶极矩和磁定向性,在外加磁场作用下,MTB 能定向运动,易于通过磁分离器与溶液分离。因此,以MTB 作为吸附载体的研究逐渐成为热点问题。宋慧平等研究了单元体系和三元体系中MTB 对Au3+,Cu2+和Ni2+的吸附特性,结果表明,MTB 对三元体系中的Au3+具有很高的吸附选择性,且吸附速率很大,在短时间内达到完全吸附。MTB 对Au3+的吸附选择性和自身的趋磁特性为从含金废液中回收金提供了一种全新高效的方法。