廢水及土壤中重金屬污染治理的綜合研究.pdf

1、重金屬不能降解，具有環(huán)境持久性；而且具有毒性，因此廢水及環(huán)境介質(zhì)中重金屬污染治理技術(shù)的研究一直是環(huán)境科學領(lǐng)域的一個重要研究方向。本文開發(fā)了笙物制劑去除水體中重金屬的方法，并比較了生物制劑與幾種化學添加劑對土壤中重金屬的固定作用，希望為廢水中重金屬的去除以及受重金屬污染土壤的修復提供實用技術(shù)。 本文得到如下主要研究結(jié)果： (1)比較了藻類(小球藻，Chlorella sp.)以及工業(yè)廢棄物——啤酒酵母和諾維信污泥制成的

2、生物吸附劑對水體重金屬的去除效果，發(fā)現(xiàn)實驗條件下小球藻對Cu<'2+>和Zn<'2+>的最大吸附量為7.00和3.81 mg/g；啤酒酵母對Cu<'2+>和Zn<'2+>的最大吸附量分別為5.60和3.27 mg/g；而諾維信污泥對Cu<'2+>、Zn<'2+>和Cd<'2+>最大吸附量分別為37.25、27.16和36.84 mg/g。 (2)對兩種菌類生物吸附劑，啤酒酵母制劑和諾維信污泥的吸附特征及影響因素進行了系統(tǒng)研究，

3、發(fā)現(xiàn)兩種吸附劑對重金屬的吸附包括快吸附和慢吸附過程。吸附的最佳pH值為5-6。在此pH下，對啤酒酵母制劑的等溫吸附研究表明，Langmuir方程能最好描述Cu<'2+>、Zn<'2+>和Cd<'2+>的等溫吸附過程。由Langmuir方程計算得到啤酒酵母制劑對Cu<'2+>、Zn<'2+>和Cd<'2+>的最大吸附量分別為5.46、3.33和5.03 mg/g。而諾維信污泥對Cu<'2+>、Zn<'2+>和Cd<'2+>的Langmui

4、r最大理論吸附量分別為52.91、24.45和34.97 mg/g。諾維信污泥對重金屬的去除效果遠優(yōu)于啤酒酵母。 (3)對固定化技術(shù)進行了研究，用海藻酸鈉固定啤酒酵母和諾維信污泥，不但解決了處理后固水分離的難題，還大大提高了重金屬的去除效率。固定化前后，啤酒酵母制劑對Cu<'2+>的理論最大飽和吸附量從5.46 mg/g提高到15.15 mg/g；諾維信污泥對Cu<'2+>的理論最大飽和吸附量從52.91 mg/g提高到70.

5、92 mg/g。 (4)對固定化諾維信污泥解吸再生技術(shù)進行了研究，發(fā)現(xiàn)四種解吸劑(HC1、NH<,4>NO<,3>、CaCl<,2>和EDTA)中，HC1效果最好，對Cu<'2+>的解吸率為75.7％。用HCI對固定化諾維信污泥進行重復洗脫再生，經(jīng)過三次吸附解吸后，解吸后的固定化諾維信污泥對Cu<'2+>的最大吸附量沒有大幅度持續(xù)降低，第一次吸附量為60.95mg/g，一次解吸后為36.05 mg/g，二次解吸后為34.45

6、mg/g，且三次的最大去除率都在90％左右，說明固定化污泥在實際工業(yè)應(yīng)用中有很好的前景。 (5)利用柱狀實驗對固定化生物制劑技術(shù)的效果進行了驗證，使用固定化啤酒酵母制劑處理模擬廢水(50 mg/L的cu<'2+>溶液)，經(jīng)過24 h循環(huán)處理，處理效率達到95.8％。使用固定化諾維信污泥處理天津市東麗區(qū)第四電鍍廠廢水(金屬濃度為：Cu<'2+>3.57 mg/L，Zn<'2+>13.15 mg/L)，停留時間為10 min時，吸

7、附效率就達到了80.5％，此后一直穩(wěn)定在87％左右，并聯(lián)使用兩個柱進行二次處理后，出水中的Cu和zn均可達農(nóng)灌標準。向電鍍廠廢水添加重金屬儲備液，使Cu<'2+>、Zn<'2+>、Cd<'2+>離子濃度都為100 mg/L，停留時間為28 min時，zn<'2+>和Cd<'2+>去除效率接近90％，對于Cu<'2+>去除效率為75％左右。在此條件下，每kg干生物吸附劑日處理能力為2t，可回收重金屬30克。 (6)利用紅外光譜以

8、及掃描電鏡能譜對諾維信污泥吸附劑的官能團進行了表征，對其吸附重金屬的機理進行了初探，并利用電鏡對其表面形貌進行了表征。 (7)通過添加粉煤灰、硅肥、諾沃肥等物質(zhì)，改變土壤中重金屬的化學形態(tài)，以減少重金屬被“溶出”的量，使重金屬更不易移動、更不易被生物吸收。實驗結(jié)果顯示：鍋爐房粉煤灰、硅肥和唐山二級粉煤灰可降低Ni<'2+>的移動性；唐山二級粉煤灰可以降低Hg<'2+>的移動性，而諾沃肥可微弱降低Hg<'2+>的移動性。其中唐山