重金屬廢水處理-吸附法

　　吸附是一種物質從液相傳遞到固相(吸附劑)的表面，并且通過物理或化學作用結合起來。由于吸附劑具有大的比表面積、高的吸附容量和很高的表面活性，因此吸附被認為是一種去除廢水中重金屬的有效、經濟的方法�；钚蕴课�附劑、碳納米管吸附劑、廉價的吸附劑、生物吸附劑和介孔硅吸附劑都被廣泛應用于處理重金屬廢水中。很多研究者研究了活性炭或改性活性炭去除廢水中的重金屬，Shafaei等研究了桉樹樹皮制成的活性炭吸附廢水中的Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)，發現活性炭對Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的最大吸附容量分別是0.45和0.53mmol/g。Tzanetakis等基于家禽的羽毛而制備成活性炭，并用于處理重金屬廢水，發現它具有比商業活性炭更大的吸附力和吸附容量。Belka-cem等研究了利用棕櫚仁殼制成的改性活性炭去除水中的鈣離子和鋅離子的可行性。其他改性活性炭，例如海藻酸、單寧酸、鎂和表面活性劑等改性后的活性炭，也可以提高其對水中重金屬的去除率。碳納米管是Iijima在1991年被發現的一種新型吸附劑，主要包括單壁碳納米管和多壁碳納米管。

　　研究報道碳納米管在去除污染水體中的重金屬方面具有很大的潛力。碳納米管吸附金屬離子的機制主要包括：靜電引力、吸附-沉淀、金屬離子和碳納米管的表面官能團之間的化學反應。Babel等用碳納米管去除水中的某些二價重金屬陽離子(Cu、Zn、Pb、Cd、Co)，研究發現重金屬吸附在碳納米管上的順序是Pb>Cd>Co>Zn>Cu。研究報道碳納米管還可以去除水中的Ca、Cd、Cu和Ni。

　　Guo等利用酸化后的多壁碳納米管吸附水中的Pb(Ⅱ)，發現改性后的碳納米管不但可以吸附水中75.3%的Pb(Ⅱ)，而且中Pb(Ⅱ)的吸附量比改性前大。目前，很多的研究者致力于研究廉價的吸附劑。據Babel等報道，由農業廢棄物、工業廢棄物和天然物質制成的不同類型的廉價吸附劑在對污水中金屬離子高吸附容量方面具有明顯的優勢，如天然殼聚糖(815mg/g的Hg、273mg/g的Cr和250mg/g的Cd)、天然沸石(175mg/g的Pb和137mg/g的Cd)、廢棄漿液(1030mg/g的Pb、560mg/g的Hg和540mg/g的Cr)和木質素(1865mg/g的Pb)等均具有較高的吸附容量介孔材料因具有高的比表面積、規則的孔徑和豐富的有機組分，從而具有對水中重金屬的高去除率、高選擇性和易于操作等特點，因此被廣泛應用于去除廢水中的重金屬。Feng等通過將帶有終端巰基族的單層的三硫基-丙基硅烷分子負載在介孔硅表面，并將此吸附劑用于去除污水中的汞、銀和鉛離子，發現出水水質可以達到飲用水的標準。具體聯系污水寶或參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。

　　Sangvanich等發現改性后的規則介孔材料可以對水或海水中的銅、銫和鉈進行選擇性地去除。Ide等研究了層狀硅酸鹽介孔材料選擇性吸附海水中的鋅離子。Chen等采用不同的有機硅烷對MCM-41分子篩進行改性，并將改性后的MCM-41分子篩應用于去除水中有害的金屬(銅、鈣、鎘、砷、鈷、鋅等)，然后從金屬廢水中分離金屬氧化物(如AsO43-、CrO42-)并從混合物中回收貴金屬(銀、金、鉑)等。生物吸附劑因具有廣泛的原料來源、低廉的價格和快速吸附的特點，在重金屬廢水處理領域吸引了眾多研究者的關注。生物吸附劑適用于處理低濃度的重金屬廢水。生物吸附劑的主要來源分為三類：a.無生命的微生物例如樹皮、木質素、蝦、魚苗、墨魚、蟹殼和絲膠;b.海藻生物;c.微生物例如細菌、真菌和酵母菌等。Apiratikul等利用海洋綠大藻生物吸附劑吸附水中的Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)，結果表明當生物吸附劑的投加量為20g/L和pH為5時，海洋綠大藻能分別吸附1.46mmol/gCu(Ⅱ)和1.97mmol/gZn(Ⅱ)。Chen等研究了利用生物吸附劑回收水中貴金屬，實驗結果表明絲膠和殼聚糖分別能吸附1.0和3.3mmol/g的金，并且絲膠回收的金的純度是99.5%。生物吸附劑的吸附機理非常復雜，尚處在研究階段。此外，吸附后的生物吸附劑難以進行分離操作。