物理化学法处理含铜废水及铜二次资源化研究进展
生物吸附法处理重金属废水研究进展
研究成果和不足：吸附法在重金属废水处理方面取得了显著的研究成果。首 先，针对不同种类的重金属废水，研究者们发现了多种高效、稳定的吸附剂，如 活性炭、树脂和生物质材料等。其次，通过改性技术，这些吸附剂的性能得到了 显著提升，为实际应用提供了良好的基础。此外，研究者们还研究了吸附剂的再 生和循环使用问题，为降低处理成本提供了有效途径。
生物吸附法处理重金属废水研 究进展
01 摘要
目录
02 引言
03 一、生物吸附法原理
04 二、影响因素
05
三、应用现状及未来 发展趋势
06 参考内容
摘要
本次演示综述了近年来生物吸附法在处理重金属废水领域的研究进展。生物 吸附法利用微生物、植物、藻类等生物体对重金属的吸附作用，实现对废水中重 金属的有效去除。本次演示介绍了生物吸附法的原理、影响因素、应用现状及未 来发展趋势，旨在为相关领域的研究和实践提供参考。
研究现状：在吸附法处理重金属废水的研究中，主要涉及吸附剂的选取和改 性两个方面。目前，常见的吸附剂包括活性炭、树脂、生物质材料等。活性炭具 有高比表面积、发达孔结构和良好的吸附性能，是重金属废水处理中最常用的吸 附剂之一。树脂作为一种高分子聚合物材料，对重金属离子具有较强的吸附能力。 生物质材料则具有来源广泛、可再生等优点，成为研究的新方向。
二、影响因素
1、生物体种类：不同种类的生物体对重金属的吸附能力存在差异。例如， 某些微生物具有较强的吸附能力，而某些植物则对某些重金属具有较高的选择性。 因此，选择合适的生物体是提高生物吸附效果的关键。
2、重金属种类和浓度：不同种类的重金属离子对生物体的吸附能力不同。 一般来说，高浓度的重金属离子对生物体的毒性较大，可能导致生物体死亡或降 低吸附效果。因此，在实际应用中，需要根据废水中重金属的种类和浓度选择合 适的生物体和处理条件。
含铜废水的处理技术及研究进展_李博
第5期2008年10月 矿产综合利用Mu l t i p u r p o s e U t i l i z a t i o no f Mi n e r a l R e s o u r c e s N o.5O c t.2008含铜废水的处理技术及研究进展李博,刘述平(中国地质科学院矿产综合利用研究所,四川 成都 610041) 摘要:随着冶金、电子工业的发展,产生了大量的含铜废水,给人和环境带来了危害,但这些废水又具有一定的经济价值。
因此,其排放前必须净化处理并回收金属铜,以实现环境保护和资源循环利用。
本文综述了化学法、物化法及生物法处理含铜废水的研究现状及应用情况,评价了各种方法的优缺点。
笔者认为,生物法处理技术具备简单、高效、无二次污染等优势,在有效解决生物体颗粒化、固定化、更强的吸附及整治修复能力的条件下,生物法处理技术可望成为工业化处理含铜废水最有效可行的方法。
关键词:含铜废水;化学法;物化法;生物法中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1000-6532(2008)05-0033-061 前 言随着冶金工业和电子工业的发展,产生了大量的铜粉洗涤废水、电镀废水和印刷电路板生产过程的碱氨蚀刻废液,这些含铜废水具有较高经济价值,但对人及环境都有危害。
相关研究表明,作为生命必须的有益元素,铜本身毒性较小,但人体吸入过量的铜后,就会刺激消化系统,引起腹痛呕吐,长期过量可造成肝硬化。
铜对低等生物和农作物毒性也较大,对鱼类达0.1～0.2m g/L即可致死;对农作物,铜是重金属中毒性最高者,它以离子的形态固定于根部,影响养分吸收机能,使农作物出现病害。
土壤中含铜量20m g/k g时,小麦会枯死;达到200m g/k g 时,水稻会枯死。
用含铜废水灌溉农田,将使作物受害,大大影响农作物的生长。
氨蚀刻废液中铜离子超标14～16万倍,对水、土均会产生严重污染。
当水中含铜0.01m g/L时,水的生化耗氧过程会受到抑制,对水体自净有明显的影响;超过3.0m g/L时会产生异味。
含铜电镀废水处理技术研究进展
含铜电镀废水处理技术研究进展含铜电镀废水处理技术研究进展引言：电镀工业是金属制品表面处理的重要工艺。
然而，电镀过程中产生的废水含有大量重金属离子，对环境和人体健康构成威胁。
其中，含铜电镀废水是主要的废水来源之一。
因此，研究发展含铜电镀废水处理技术对于解决环境问题具有重要意义。
本文综述了含铜电镀废水处理技术的研究进展，包括传统工艺和新兴技术的应用，以及存在的问题和发展趋势。
一、传统工艺的应用1. 化学沉淀法化学沉淀法是一种常见的含铜电镀废水处理方法。
通过添加适当的药剂，例如氢氧化钠、氧化性氯等，使废水中的铜离子与药剂发生反应，生成沉淀物。
然后，通过过滤、沉淀、洗涤等步骤，得到含铜废水的净化。
该方法具有工艺简单、成本低廉的优点，但处理效果不稳定，存在药剂消耗、废水碱度升高等问题。
2. 电解还原法电解还原法是利用电化学原理将废水中的铜离子还原成金属铜的方法。
通过在阴阳极间通入电流，在阴极上形成金属铜沉积物。
该方法操作简单、处理效果较好，但存在电能消耗高、阴极腐蚀等问题。
二、新兴技术的应用1. 吸附法吸附法是一种常见的废水处理技术，也被广泛应用于含铜电镀废水的处理中。
常用的吸附材料包括活性炭、陶瓷、纤维素等。
通过将吸附材料与废水接触，使吸附剂上的活性位点吸附铜离子。
吸附法具有选择性强、反应速度快的优点，但吸附材料的再生和回收仍然是一个挑战。
2. 膜分离法膜分离法是一种利用半透膜将溶质从溶剂中分离的技术。
在含铜电镀废水处理中，常用的膜分离技术包括纳滤、超滤、反渗透等。
膜分离法具有操作简单、处理效果高等优点，但存在膜污染、膜阻力增大等问题。
三、问题与发展趋势尽管传统工艺和新兴技术在含铜电镀废水处理中有一定应用，但仍然存在一些问题需要解决。
首先，传统工艺处理效果不稳定，需要进一步改进。
其次，新兴技术如吸附法和膜分离法需要解决吸附剂再生和膜污染等问题。
同时，研究人员正在不断探索新的技术，如光催化氧化、电化学氧化等，以提高废水处理效果。
水中Cu^2+污染去除方法概述
第42卷第17期• 202 • 2 0 16 年 6 月山西建筑SHANXI ARCHITECTUREVol.42 No. 17Jun.2016文章编号：1009-6825 (2016) 17-0202-02水中C u2+污染去除方法概述许玮(江苏省电力设计院有限公司，江苏南京211102)摘要:介绍了物理法、化学法、生物法三种水中Cu2+的去除技术,阐述了各种方法的技术原理，并分析了不同方法的优缺点及适 用范围，得出了一些结论，可为水中Cu2+污染去除方法的选择提供参考。
关键词：水体,物理法，化学法,生物法中图分类号:TU991.21 文献标识码:A1概述铜被广泛地应用于电气、建筑、机械制造、国防、农业生产等 行业中。
同时，Cu也是人体必需的微量元素，对体内酶的合成，铁 的吸收和利用，维持中枢神经系统的正常功能有着重要的作用，但过多的铜进人体内则极易引起呕吐、上腹疼痛、急性溶血和肾 小管变形等C u中毒现象。
自然水体和食物中Cu2+具有天然的本 底浓度，近年来，电镀行业、炼铜行业的不自律排放造成附近重金 属污染的例子屡见不鲜。
有研究表明，当水中Cu2+达到0. 01 mg/L时，由于Cu2+的灭 菌作用，就会对水体的自净作用产生不良影响[1]。
我国 GB5479—2006饮用水卫生标准规定:水中Cu离子的浓度不得超 过1.0 m g/L，GB21900—2008电镀行业污染物排放标准中也规定 企业废水总排放口检测到的总铜含量不得超过1.0 m^L。
水中 金属离子的去除按照化学性质可分为物理法、化学法、生物法和 联用方法。
物理法主要包括吸附法、离子交换法和膜分离方法 等;化学法主要包括化学沉淀法和化学还原法;生物法主要为微 生物的吸附和植物的吸收、迁移。
2不同去除方法的探讨2.1 物理法1)吸附法。
吸附法主要利用吸附材料如活性炭纤维[2]、沸石[3]、碳纳米 管[4’5]、膨润土[6]、蒙脱土[7]、多孔植物材料如柚皮[8’9]、桑枝 粉[1°]、板栗壳[11]等吸附去除水中的Cu2+，这些材料具有较大的 比表面积和孔隙率,对水中微量污染物的去除效果良好。
重金属废水处理技术和资源化研究
重金属废水处理技术和资源化研究重金属废水处理技术和资源化研究近年来，随着工业化进程的加速和人类活动的增加，重金属废水的排放问题日益凸显。
重金属废水以其高毒性、难降解等特点，给环境和人类健康带来了巨大的威胁。
因此，对重金属废水的处理技术和资源化利用进行研究成为亟待解决的问题。
重金属废水处理技术是指通过物理化学方法将重金属离子从废水中去除的过程。
目前，常用的重金属废水处理技术包括化学沉淀法、离子交换法、膜分离法、电沉积法和生物吸附法等。
这些技术在重金属废水的处理中发挥了重要作用。
化学沉淀法是目前最常用的重金属废水处理技术之一。
它利用沉淀剂与重金属离子发生反应，形成不溶性沉淀物，从而实现去除重金属离子的目的。
离子交换法则是通过将含有重金属离子的废水与具有选择性吸附能力的树脂接触，使树脂上的交换基团和废水中的金属离子发生吸附交换反应，从而去除重金属离子。
膜分离法则通过将重金属废水通过半透膜，利用膜的选择性透过性，将重金属离子与废水分离，达到净化水质的目的。
电沉积法则是利用电解技术，在电极上使重金属离子还原成金属沉积在电极上，从而去除废水中的重金属离子。
生物吸附法则是利用微生物的吸附作用，将重金属离子附着在微生物上，从而去除废水中的重金属离子。
除了重金属废水的处理技术，重金属废水的资源化利用也成为研究的热点。
资源化利用是指将重金属废水中的重金属离子转化为可再生资源的过程。
重金属离子可以转化为金属盐、合金、催化剂、电池材料等。
通过将重金属离子转化为这些有价值的物质，不仅能够减少环境污染，还能够提高资源利用率。
在资源化利用方面，一种值得关注的方法是将重金属离子转化为金属盐。
重金属离子与合适的非金属元素反应，可以生成相应的金属盐。
这些金属盐可以用于制备金属材料，如钢铁、合金等。
另一种方法是将重金属离子转化为催化剂。
重金属离子可以在适当条件下与载体材料结合，形成催化剂。
这些催化剂可以用于催化反应，提高反应过程的效率和产率。
《2024年重金属废水处理及回收的研究进展》范文
《重金属废水处理及回收的研究进展》篇一一、引言随着工业化的快速发展，重金属废水已成为全球性的环境问题。
重金属废水含有如铅、汞、镉等有毒有害的元素，对生态环境和人类健康构成了严重威胁。
因此，对重金属废水的处理及回收研究具有重要的科学价值和应用意义。
本文旨在梳理重金属废水处理及回收的研究进展，以期为相关研究提供参考。
二、重金属废水处理技术的发展1. 物理化学法物理化学法是一种通过物理和化学作用去除水中重金属的方法，主要包括沉淀法、离子交换法、吸附法等。
这些方法可以有效去除废水中的重金属离子，并具有一定的选择性和可控性。
其中，活性炭、粘土和人工合成材料等常用于废水处理的吸附材料，可有效地去除多种重金属离子。
2. 生物法生物法是利用微生物的生物吸附和生物累积作用去除废水中的重金属。
这种方法具有成本低、效果好、无二次污染等优点。
近年来，生物法在重金属废水处理中的应用越来越广泛，如利用微生物的生物膜、活性污泥等对重金属进行吸附和累积。
三、重金属废水回收技术的研究进展1. 资源化回收资源化回收是一种将废水中的重金属进行回收再利用的技术。
通过化学或物理方法将废水中的重金属提取出来，并经过一定的工艺流程后进行回收利用，实现资源的再利用。
这种技术既解决了废水处理的问题，又具有经济价值。
2. 新型材料回收技术随着新型材料的不断发展，纳米材料在重金属废水回收中得到了广泛应用。
纳米材料具有大的比表面积和强的吸附能力，可以有效地去除废水中的重金属离子。
此外，磁性材料等新型材料也在重金属废水回收中发挥了重要作用。
四、研究展望未来，重金属废水处理及回收的研究将更加注重综合性和可持续性。
一方面，需要深入研究各种处理方法和技术，优化现有的处理流程，提高处理效率；另一方面，需要探索更加可持续的回收方式，将废水中含有的金属资源进行有效利用。
同时，需要进一步研究和探索新的处理和回收技术，以应对日益复杂的废水处理问题。
此外，应关注整个产业链的绿色化和智能化改造，以实现废水的源头控制、过程控制和末端治理的有机结合。
电镀含铜废水的资源化回收利用初探
试点论坛shi dian lun tan357电镀含铜废水的资源化回收利用初探◎夏良洲摘要：为了解决电镀含锏废水对环境产生的污染问题，本文针对电镀含锏废水的资源化回收利用做出了进一步探究，提出了焦磷酸盐镀锏废水、酸性镀锏废水、轻基乙叉二麟酸盐(HEDP)触锏废水、氰化镀锏废水的处理和回收利用措施。
关键词：电镀含铜废水；资源化；回收利用镀锏属于电镀中，最为关键的镀种。
其中，酸性镀锏、碱性无氰镀锏、氰化镀锏以及化学镀锏等为最典型的镀锏工艺。
但是漂洗废水以及电镀废液是产生镀锏废水的主要原因，有重金属锏，有机污染物含量大，所以会对环境产生巨大的危害，也会影响人体健康。
所以，需要做好锏的回收利用工作，是对锏污染有效解决的途径之一。
因此，本文针对电镀含锏废水的资源化回收利用做出了进一步探究。
一、焦磷酸盐镀铜废水处理与资源化（一）废水破络技术以及回收处理技术焦磷酸根配位体与有机配体并不相同，脱除工作不能利用高级氧化方法完成，所以在处理焦磷酸锏废水时，可同时开展破络工作和水质净化。
当前，对于破络技术的应用，是将破络剂添加到废水中，进而对络合离子结构造成破坏。
常用的破络剂为氯化钙、氯化锏等。
之后的发展方向便是，借助破络技术，直接转化络合租，使其成为可回收利用的组分对于氯化钙法、硫酸亚铁法进行破络，产生的含钙以及含铁污泥量会非常大，并不益于回收工作的开展。
利用氯化锏破络法，将Cu 2+与[Cu （P 207）2]6_引入到水中，形成反应，使其转化成Cu 2P 207沉淀，进而同时回收锏和磷的目标。
该项方式，最大的优势便是操作简 便，缺点为加入CuCI 2的量需要精准把控，完成处理之后水中还会有C1·存在。
但是，利用沉淀溶度积原理，引入在线监控之后，可使反应准确完成自动化控制，这也是该项技术之后的发展目标。
（二）废水的离子交换回收处理技术因为[Cu （P 207）2]6·的稳定性非常理想，应用阴离子交换柱对[Cu （P 207）2]6·进行吸附，之后对[Cu（P 207）2]6·洗脱完成回收，最终会在电镀槽内返回。
含铜废液处置及回收工艺综述
摘要：随着铜在工业中的应用越来越广泛，含铜废液的排放量一直在增加，并且重金属铜可能对生物产生毒性效应，因此，含铜废液的处置及对其循环再生日益引起人们的重视。
本文对近年来国内外处置含铜废液的工艺进行了分析，主要介绍了电解法、萃取法和吸附法及其适用范围、优点与局限，并对其进行简要总结与展望，以期为今后我国含铜废液处置回收工艺提供技术参考。
关键词：含铜废液；处置工艺；循环再生；综述引言不同的行业会产生不同的含铜废液，其特征性质也不一样。
近年来，随着电子信息行业的高速发展，我国的印刷线路板也得到了快速发展[1]，在磨板、电镀铜、弱腐蚀等工艺流程产生的废水中含有Cu2+，在蚀板、化学沉铜等工艺流程产生的废水中含铜离子和络合剂。
除此之外，含铜废液中还含有多种贵金属离子。
一般把含铜废液分成两大类型，一类是酸性含铜废液，其主要含有Cu2+、H+、CuCl2等；另一类为碱性含铜废液，其主要含有铜氨络合离子。
铜是生命结构中必需元素之一，其毒性较小，但当人体吸入过量铜后就会导致铜中毒[2]。
铜对低等生物和农作产生的物毒性较大，0.1～0.2mg/L即可将鱼致死；用含铜废水灌溉农田，影响农作物的生长以及养分吸收，对农作物来说铜是重金属中毒性最高的一种。
含铜废液中含有大量有用的元素，直接排放不但是对资源的浪费，也会对人类环境造成极为严重的破坏，铜及其化合物应用广泛，充分利用、开发含铜废液对我国环境保护及经济发展具有极高的现实价值，并且针对含铜废液的处置对于危废行业来说也是必须掌握的一门技术，因此，本文通过研究国内外印制线路板制造生产过程中产生的含铜废液处置领域的文献资料，对含铜废液的处置利用方法进行了总结与概括，希望为今后我国含铜废液处理回收工艺提供技术参考。
1含铜废液主要处置工艺常用的含铜废液处置工艺有很多，如沉淀法、气浮法、电解法、离子交换法、置换法、吸附法、反渗透法、生物絮凝法、植物修复法等。
目前应用较广泛的是物理化学类方法，下面对几种主要处置工艺进行介绍。
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广西科学院学报 2006,22(3):223～227Journal of Guangx iA cade m y of Sciences V o l.22,N o .3 A ugust 2006收稿日期:2005212222修回日期:2006203220作者简介:胡钰倩(19812),女,湖北武汉人,在读硕士研究生,主要从事水污染控制及二次资源化利用研究。
3湖北省教育厅自然科学重点基金项目(2003A 001)和武汉工程大学博士科研启动基金资助。
33通讯作者。
物理化学法处理含铜废水及铜二次资源化研究进展3A Rev i ew of Re m ova l of Copper I on fro m W a stewa ter i n Physi ca l -che m i ca l Process and Sec -reclama ti on of Copper I on胡钰倩,胡立嵩,余训民33HU Yu 2qian ,HU L i 2s ong ,YU Xun 2m in(武汉工程大学环境与城市建设学院,湖北武汉 430073)(Co llege of Environm en t C ivil Engineering ,W uhan U n iversity of T echno l ogy ,W uhan ,H ubei ,430073,Ch ina )摘要:综述采用无机吸附剂、有机吸附剂、有机2无机复合材料吸附剂以及生物吸附剂等物理化学方法处理含铜废水及铜二次资源化的研究应用情况。
物理化学法处理含铜废水的主要机理为表面能吸附、离子交换、螯合、膜分离、渗透等。
物理化学法处理含铜废水具有处理方法简便、吸附剂可重复使用、无二次污染以及铜可回收利用等优点。
关键词:废水 铜离子 吸附剂 资源化 物理化学法中图法分类号:X 70311 文献标识码:A 文章编号:100227378(2006)0320223205Abstract :T he researches and app licati on s of copper i on re moval from w aste w ater by physical 2che m ical p rocess are summ arized .T hese p rocesses include ino rgan ic abs o rben t ,o rgan icabs o rben t ,o rgan ic 2ino rgan ic compound m aterial ads o rp ti on as w ell as bi o l ogical abs o rben t .T he m ain m echan is m s in these p rocesses are surface ads o rp ti on ,i on 2exchange ,cho la gathers ,m e m brane separati on and infiltrati on .T he physical 2che m ical p rocess in the re moval of copper from w aste w ater is si m p le ,and the abs o rben ts can be reused .A nd that can reduce second po lluti on as w ell as the copper m ay be recycled .Key words :w aste w ater ,copper i on ,res ource reuse ,physical 2che m ical p rocess 金属铜从古至今在国民经济生活中扮演着重要角色。
铜对环境的污染,主要来自金属矿开采、冶炼,电子工业、有机合成以及其他工业生产部门产生的固、液废弃物的排放。
水体中的铜离子浓度过高会阻碍水体自净,同时对水生动植物产生危害。
排入环境中的Cu ( )如果不能被生物降解或转化成无害物,通过水迁移、土壤积累和食物链的累积和放大效应,将对人体产生伤害,导致腹痛、呕吐,甚至是肝硬化等[1,2]。
我国已将铜及其化合物列入水体优先控制污染物的“黑名单”。
鉴于金属铜有较高的经济价值,废水中的铜离子不经回收而排放将会造成很大的资源浪费,在处理含铜废水的同时回收废水中的铜,变废为宝,可以达到金属铜的二次资源化,既有利于环境治理又有利于资源回收。
目前,国内外对含铜废水的处理方法主要有物理方法、化学方法、物理化学方法和生物治理法[3]。
物理化学方法主要通过利用表面能吸附、离子交换、基团螯合、渗透等原理回收废水中的铜离子,其处理废水的运行成本低,操作简单,因而具有较好的工业化应用前景。
本文着重就应用无机吸附剂、有机吸附剂、无机—有机复合材料吸附剂及生物材料吸附剂的物理化学方法处理含铜废水的研究应用情况进行综述。
1 无机吸附剂处理含铜废水 无机吸附剂吸附过程发生的推动力是固体表面分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面活性能,水中的铜离子碰撞固体表面时,受到这些不平衡的吸引力而停留在固体表面上,这些吸引力主要是溶质与固体表面的亲和力,溶质与吸附剂之间的静电引力,范德华力或是化学键力。
吸附剂的选取是处理过程的关键环节,根据吸附剂制备材料可以将其分为:无机吸附剂和有机吸附剂。
吸附过程结束后,吸附剂经过一定处理可以解吸并重复利用,吸附并洗脱的金属铜可以回收作用。
无机吸附剂多呈特殊结构,如片层、纤维状或是多孔结构,具有比表面积大的特点,能吸附水中铜离子的同时还可能吸附其他污染因子,如废水中的有机大分子物质等,同时对废水中存在的金属离子都有吸附性,选择性不高。
天然存在的一些无机物具有很好的吸附性,用于含铜废水的处理都取得了一定成绩。
我国的研究人员采用含有磷酸盐的土壤作为二次吸附剂处理含铜废水取得了较好的效果,而再生过程中洗脱液中铜离子浓度较高,且洗脱液中的成分单一,有利于铜的二次资源化利用[4,5]。
再如沸石和海泡石都是自然界存在的无机物,经过预处理后都可用于吸附金属离子。
沸石分子具有独特的结构[6],沸石处理含铜废水在国内外都有报道[7,8]。
将沸石经过晶化、灼烧等工艺处理后制成钠米X型沸石,这种吸附剂在pH 值为5.0、温度为25℃、吸附时间为10m in情况下,铜离子的去除率可以达到99.65%,最大吸附容量为101.4m g L,吸附饱和后采用N a2ED TA溶液洗脱即可使吸附剂再生[9]。
而天然海泡石是一种纤维状的多孔镁质硅酸盐,独特的结构使得其具有较大的表面积和较强的离子交换能力,由于其吸附机理比较复杂,解吸比较困难,除了对Cu2+有吸附能力外,对Pb2+、Cd2+等多种重金属都有很强的吸附作用,常温下对这些金属离子的吸附率均在98%以上[10]。
海泡石对金属铜离子的选择性不强,可用于处理成分复杂的含各种重金属离子的废水。
由于工业废水中成分复杂,含铜废水中往往还含有其他金属离子,但有回收价值的多为贵金属Cu、A g、A u等,使用无机吸附剂能同时吸附处理废水中的几种金属离子,能同时回收多种有价金属。
2 有机吸附剂处理含铜废水 有机吸附剂是通过有机合成,将活性基团架接在高分子骨架上的吸附剂。
有机吸附剂上的活性基团与水中的铜离子发生离子交换或是产生螯合作用,从而使铜离子从废水中脱离,达到净化的目的。
有机吸附剂又可以分为离子交换纤维,合成树脂以及离子交换膜[11]。
其中合成树脂已经在锅炉用水软化处理等行业有了较为广泛的应用。
211 离子交换纤维 离子交换纤维是一种纤维状物质,通过离子交换达到去除铜离子的目的。
其表面积比离子交换树脂的粒状和离子交换膜的薄膜体要大得多,因而其吸附和再生的时间比较短。
但是离子交换纤维的合成工艺复杂,投资成本高。
212 合成树脂 合成树脂多呈球形颗粒,由于具有在处理过程中受到的水流阻力小、交换速度快、机械强度高、操作简单、选择性高、解吸容易和可再生循环使用等优点,已在工业上得到广泛应用。
其中螯合树脂是一类能与金属离子形成螯合物的交联功能高分子材料[12],其原理是在高分子骨架上接入一些有特殊功能的基团,在这些特殊功能的基团中一般含有孤对电子的O、N、S、P等原子,能与金属离子之间形成稳定的配位键[13],从而将金属离子从废水中去除。
在这类树脂结构中如果含有吡啶、吡咯等结构,将对铜离子具有很好的捕集功能。
如聚[吡咯-2,5-二(3-羟基-4-甲氧基苯甲烷)][14]和4-氨基吡啶树脂[15]都是利用其结构中具有孤对电子的氮原子与铜离子之间的螯合作用形成类卟啉结构,达到捕集Cu2+的目的。
这类树脂吸附温度范围均在室温范围内,但是吸附达到平衡时间较长,均大于20h。
同样5-溴吡啶偶氮-H螯合树脂对铜离子也有良好的吸附性,循环再生能力强,多次再生后铜的回收率仍可达94%以上,但偶氮类螯合树脂也都存在着机械强度差,吸附和解吸速率慢等问题[16]。
聚苯乙烯-三乙醇胺树脂对铜离子的平衡吸附浓度可以达到2.20mmo l g树脂,使用20%HC l对树脂进行解吸,脱附率可以达到96.25%,但是,洗脱液中的铜离子浓度被稀释,富集效果较差[17]。
合成树脂也可用自然界中天然多糖以及含有多功能基的衍生物制备,如壳聚糖和改性淀粉等。
壳聚糖是一种多糖化合物,其来源广泛、无毒害、可生物降解。
在壳聚糖分子内接入含有硫脲基和羧基的活422广西科学院学报 第22卷第3期 2006年8月性基团,可制成与金属离子形成配位键的螯合树脂,此种树脂对废水中铜离子的吸附率可以达到9811%[18]。
海藻酸钠也是一种多糖化合物,具有很好的稳定性、成膜性和成球性,是优良的吸附剂原料,用其制成的吸附剂对低浓度的含铜废水(如Cu2+浓度为40m g L),去除率达到99.5%,处理后水中残余Cu2+浓度远远低于国家污水综合排放标准中Cu2+的最高允许排放质量浓度[19]。
可将海藻酸钠用于含铜废水的二次吸附,其吸附机理包括了化学吸附、离子交换吸附和螯合作用,因而吸附达到平衡的时间较快,但也使得其解析存在着较大的难度。
对改性淀粉进行研究表明[20],它也能与水中的Cu2+形成配位吸附。
用废报纸中的纤维素制作的螯合树脂也可用于含Cu2+废水的处理,处理后的树脂解析较为容易,采用柠檬酸洗脱使其再生,树脂经过多次重复使用后对Cu2+的吸附率仍大于85%[21]。
离子交换树脂处理含铜废水,其处理原理主要是离子交换。
目前市场上的离子交换树脂产品一般较适于处理浓度低于200m g L的含铜废水,并且有不少性能较为突出的产品。