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电子垃圾废水处理新技术
2.2.1纳米零价铁
纳米零价铁(nzvi)是指粒径在1~100nm之间、比表面积为10~70m2/g的fe0粒子。铁,廉价易得,处理工艺简单,效率高,且fe0的一些反应物具有磁性,可用磁铁或电磁铁吸走,不造成二次污染,是处理重金属离子废水值得推广的新技术。
铁是活泼金属,还原能力强,且纳米零价铁具有巨大的比表面积,较强的表面吸附能力和较高的化学反应活性,fe0主要通过还原、沉淀、吸附等单独或共同作用去除水中的重金属离子。
去除机理以cr6+为例:
1)大量和纳米零价铁的还原位点接触的cr(vi)在固-液界面上发生转移,和纳米零价铁发生还原反应。cr(vi)被还原为cr3+,fe0被氧化为fe2+;
2)nzvi和溶液中的h+反应,生成fe2+,同之前生成的fe2+均参与还原反应,cr(vi)被还原为cr3+,fe2+被氧化为fe3+;3)产生的cr3+和fe3+同时发生共沉淀,形成cr-fe的氢氧化物,作为最终产物固定在纳米零价铁表面。
虽然利用纳米零价铁处理重金属离子废水取得了较好的处理效果,但是由于缺乏耐久性和机械强度使得应用受限(粒子间易形成聚合物,使反应效率降低)。为解决这一问题,各种固定化技术应用而生,包括采用淀粉、沸石、瓜尔豆胶、壳聚糖、膨润土等作为固定材料或支撑材料将纳米零价铁固定。
tingyiliu等使用壳聚糖作为支撑材料,在渗透反应墙反应器中利用纳米零价铁处理实际电镀废水,结果表明在zui佳反应条件下,总cr、cu(ii)、cd(ii)和pb(ii)的去除率分别为89.4%、98.9%、94.9%和99.4%,取得了较好的处理效果。
同样li-nashi等使用膨润土作为支撑材料,利用纳米零价铁处理电镀废水,cr(vi)、pb(ii)和cu(ii)的去除效率均在90%以上,膨润土的加入不仅减少了fe0的聚合,而且增加了fe0的比表面积,提高了处理效果。
近期对纳米零价铁的改性研究较多,例如:对纳米铁进行预磁化、合成双金属或多金属纳米铁等,对纳米铁的性质进行修饰和强化,进一步完善纳米铁的处理机理等。
人工湿地
人工湿地是模拟自然湿地的综合人工生态系统,主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用,对污水、污泥进行处理的一种技术。根据水流情况不同分为地表流人工湿地、潜流式人工合成湿地,其中潜流式人工合成湿地又分为垂直流潜流式人工湿地、水平流潜流式人工湿地。研究表明,废水中重金属在人工湿地中主要通过沉淀、物理化学吸附、水生植物吸收和微生物的共同作用使污水得到净化。
由于人工湿地是一项成本低、工艺简单、处理效果好的环境友好型水处理技术,可为电子垃圾废水今后的处理提供一个很好地处理方向。在有效处理废水的同时还可作为公园供人们观赏娱乐,在今后的电子垃圾废水处理中具有重要的前景。
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