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活性炭在重金属废水吸附处理中的应用

2019-05-10 浦士达环保

       重金属废水来源于采矿、选矿、冶炼、电镀、化工等生产部门,主要来自矿山排水、废石场淋浸水、选矿厂尾矿排水、有色金属冶炼厂除尘排水、有色金属加工厂酸洗水、电镀厂镀件洗涤水、钢铁厂酸洗排水,以及电解、农药、医药、油漆、颜料等工业的废水。
       重金属废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。重金属废水具有毒性强、长期持续、生物富集等特性。因此,必须重视重金属废水的污染控制。
       目前,用于治理重金属废水方法主要有混凝、化学沉淀、溶剂萃取、离子交换、电解、吸附、膜分离、电透析和基因工程等物理、化学和生物方法。而活性炭吸附法以其操作简单、成本低、处理效果好、可避免其它方法成本高、处理不彻底且不存在二次污染等特点,无疑被视为处理重金属废水的首选方法之一。
       活性炭作为一种比表面积高、孔容大、孔径分布可控、表面化学性质可调、高吸附容量、稳定的物理化学性质和高机械强度的吸附剂,可针对重金属离子物理化学性质以及所处化学环境的不同,对活性炭的物理结构和表面化学性质进行有针对性的调控,以实现活性炭对废水中重金属的快速、高效吸附。         活性炭作为一种优良的吸附剂,在处理中重金属废水方面表现出以下六个优点:
 (1)无需添加任何氧化剂、絮凝剂等化学试剂;
 (2)吸附容量大,处理效果好;
 (3)对重金属离子的吸附稳定性好、选择性高;
 (4)可与难被自然界微生物降解的重金属离子一起填埋,防治再次污染水体,不存在二次污染问题;
 (5)占地少,成本低,操作简单灵活;
 (6)活性炭可经再生后循环使用,同时实现对重金属的回收。
       活性炭对重金属离子的吸附机理目前尚无明确的说法,通常有以下四种机理:一是活性炭表面官能团与重金属离子发生质子或离子交换;二是活性炭表面官能团与重金属离子之间发生络合反应,在活性炭表面形成复杂、稳定的络合物;三是自发的氧化还原反应或活性炭与重金属离子之间发生电荷转移;四是金属离子与活性炭微晶π电子之间的静电相互作用。除了活性炭高比表面积、发达的孔隙结构和大的孔容积外,活性炭表面稳定且可调控、改变的含氧和含氮官能团的存在,使得活性炭对重金属离子的化学吸附成为决定活性炭吸附重金属离子容量大小的关键因素。
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