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重金属废水来源广泛,当前电镀、冶金、采矿等工业废水已成为水体中重金属的主要污染来源,由此严重危及饮用水安全、国民健康并会对整个生态系统的稳定性造成破坏。随着社会的发展,当前处理重金属废水技术如离子交换吸附法、电动修复法、膜处理技术已不能完全满足日趋复杂的环境变化的需要,因此开发成本低、便于规模化处理、环境友好型的重金属水污染处理新方法也日益迫切。
本文分别采用石灰-铁盐混凝法和生物吸附法对废水中重金属离子进行研究。实验首先使用石灰-铁盐混凝法对废水中严重超标的Cd,Pb,Cr和Cu四种重金属离子进行研究。主要研究内容为:向含有较高浓度的重金属(Cd,Pb,Cr和Cu)废水加入混凝剂FeCl3·6H2O与助凝剂Ca(OH)2,通过混凝吸附作用,使四种重金属离子转变成不溶性沉淀物,最终被胶体吸附而达到与废水分离目的。
应用火焰原子吸收光谱仪、SEM-EDS对样品进行测定、分析。在静态条件下,研究了混凝吸附重金属离子适合条件,实验证明:混凝吸附效果较为明显,溶液pH、混凝剂和助凝剂用量、搅拌速度、搅拌时间及静置时间等对Cd,Pb,Cr和Cu对去除率均有不同程度影响,确定了其吸附的最佳条件。对于Cd,Pb,Cr,Cu四种重金属离子,在pH为5-9的范围内有不同的选择;含有Cd,Pb,Cu的废水中,沉淀剂投量超过理论计算值的20%较好,对于含Cr3+废水中,投放量宜超过理论计算值的25%较好;混凝剂铁盐FeCl3最佳投放量均为300mg/L;搅拌速度宜控制大约在120r/min时达到最佳条件;搅拌时间和静置时间分别为30min和60min分钟时处理效果较好。
基于环境因素考虑,利用植物修复技术-水葫芦的生物吸附特性着重对Pb、Cd两种重金属进行研究。主要研究内容为:将采集样品经过富集、吸附等处理,应用火焰原子吸收分光光度法测定各段水样中Pb、Cd两种元素含量。并且,为排除在吸附过程中离子间的相互干扰因素,又分别配制不同浓度的重金属Pb、Cd溶液,与采集样品相同步骤,在进行预处理后进行吸收检测。同时,还分别对溶液中的单一体系和混合离子体系进行研究,运用两种等温模型对吸附过程进行拟合,结果表明,在Langmuir和Freundlich等温曲线吸附模型中,水葫芦对重金属离子的吸附过程中Langmuir等温线较为符合。
综合各项实验数据结果并通过数据进行理论分析,研究发现对于废水中高浓度的重金属离子采用混凝沉淀法进行处理较好,对于低浓度的重金属离子采用生物吸附法进行处理效果较好。从去除效率和经济适用性来看,两种方法兼有材料廉价、来源广泛、方法安全无毒且对环境负效应影响较小等特点。