纳米材料催化氧化技术在表面工程行业废水处理上的应用前景定稿-吴浩

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纳米材料在水处理中的应用方法

纳米材料在水处理中的应用方法

纳米材料在水处理中的应用方法概述:随着工业化和人口的增长,水资源的污染日益严重,水处理技术变得越来越重要。

纳米材料因其独特的物理和化学性质,在水处理领域中展示出了广泛的应用前景。

本文将探讨纳米材料在水处理中的应用方法,包括吸附、催化、抗菌和分离等方面。

一、纳米材料吸附方法的应用吸附是水处理过程中最常用的方法之一。

纳米材料由于其大比表面积、高吸附容量和可调控性等特点,成为了优质的吸附剂。

1.1 纳米吸附剂的制备利用纳米材料吸附污染物需要制备合适的吸附剂。

常见的纳米吸附剂包括氧化铁纳米颗粒、氧化铝纳米棒、碳纳米管等。

这些纳米材料的合成可以通过物理和化学方法实现,如凝胶法、溶胶凝胶法、共沉淀法等。

1.2 纳米吸附剂的应用纳米吸附剂可以应用于吸附去除重金属离子、有机物和微生物等。

这些吸附剂可以通过改变表面性质来提高吸附效率和选择性。

此外,利用纳米吸附剂还可以实现重金属离子的控释和杀菌作用等。

二、纳米材料催化方法的应用纳米材料在水处理领域中还可作为催化剂,通过催化反应来降解有害物质。

2.1 纳米催化剂的制备纳米材料催化剂的制备通常采用溶胶-凝胶法、热分解法或共沉淀法等。

在制备过程中,需要注意控制纳米颗粒的尺寸和形貌,以增强催化活性。

2.2 纳米催化剂的应用纳米催化剂在水处理中可应用于降解有机物、氧化重金属和分解水中的有害化学物质等。

例如,二氧化钛纳米材料常用于催化光解水产生氢气。

三、纳米材料抗菌性能在水处理中的应用水中微生物的滋生往往导致水质污染和传染疾病的传播。

纳米材料的抗菌性能使其在水处理中发挥重要作用。

3.1 纳米抗菌材料的制备常见的纳米抗菌材料包括银、铜、锌等纳米颗粒,以及氧化锌、二氧化钛等纳米薄膜。

这些材料可以通过化学合成、溶胶法或热分解法等方法制备得到。

3.2 纳米抗菌材料的应用利用纳米抗菌材料可以抑制水中微生物的生长和繁殖。

这种抗菌性能可以应用于制备水处理剂、杀灭水中的病原微生物和控制管道污染等方面。

纳米材料在水处理中的有效应用方法

纳米材料在水处理中的有效应用方法

纳米材料在水处理中的有效应用方法水是人类生活中不可或缺的资源,然而,由于不可持续的工业化和城市化发展,水资源面临着严重的污染和稀缺问题。

因此,寻找高效、经济、环保的水处理方法变得尤为重要。

纳米材料作为一种新兴的材料,具有特殊的物理和化学性质,被广泛应用于各个领域,包括水处理。

本文将探讨纳米材料在水处理中的有效应用方法。

一、纳米材料的特性和优势纳米材料是具有尺寸在纳米级别的材料,其特性与常规材料不同。

首先,纳米材料具有巨大的比表面积和高表面能量,这使得其具有出色的反应活性。

其次,纳米材料具有特殊的光学性质,如表面增强拉曼散射、量子尺寸效应等,这使得其在水处理中能够实现快速的吸附和降解。

此外,纳米材料具有独特的电学、磁学等性质,这对于高效水处理过程起到了重要作用。

二、纳米材料在水处理中的应用方法1. 纳米材料的吸附应用纳米材料由于其巨大的比表面积和高表面能量,在水处理中被广泛应用于吸附污染物。

例如,纳米氧化铁可以通过静电相互作用和表面吸附作用,高效地去除重金属离子。

纳米碳材料如活性炭、石墨烯等也可以通过吸附作用去除有机污染物。

2. 纳米材料的催化应用纳米材料具有出色的催化性能,可以在水处理过程中加速反应速率和提高反应效果。

例如,纳米钛酸盐可以作为催化剂来催化光催化降解有机污染物。

纳米金属催化剂如铜、铁、钯等也可以用于水中有机污染物的降解。

3. 纳米材料的分离应用纳米材料由于其特殊的物理性质,如孔隙结构和分子筛效应,可以实现对水中溶解物和悬浮物的高效分离。

例如,纳米复合材料膜可以通过纳米孔道的选择性传递,实现对不同分子大小和电荷的分离,从而去除水中的离子和微生物。

4. 纳米材料的光催化应用纳米材料的特殊光学性质使其在光催化水处理过程中表现出色。

例如,纳米二氧化钛作为一种重要的光催化剂,可以利用太阳光或紫外光来降解水中的有机物,实现高效的光解水氧化反应,从而达到净化水质的目的。

三、纳米材料在水处理中的挑战和前景纳米材料在水处理中具有广阔的应用前景,但仍然面临着一些挑战。

纳米tio光催化技术在印染废水处理中的应用

纳米tio光催化技术在印染废水处理中的应用

纳米tio光催化技术在印染废水处理中的应用概述1.纳米tio光催化技术在环境领域的应用日益受到关注2.印染废水处理是一个重要的环境问题3.纳米tio光催化技术在印染废水处理中具有潜在的应用前景纳米tio光催化技术的基本原理1.纳米tio光催化技术是一种利用纳米tio光催化剂催化氧化废水中有机污染物的技术2.纳米tio光催化剂能够吸收光能并产生电子空穴对,从而催化有机污染物的降解纳米tio光催化技术在印染废水处理中的应用1.纳米tio光催化技术可以高效降解印染废水中的有机染料–通过控制纳米tio光催化剂的表面特性和组成,可以提高催化活性–优化纳米tio光催化剂的形貌和结构,可以增加光催化降解效率2.纳米tio光催化技术可以降解印染废水中的有机污染物–纳米tio光催化剂能够在可见光范围内吸收光能,提高降解效率–纳米tio光催化技术具有较高的催化活性和稳定性3.纳米tio光催化技术可以去除印染废水中的重金属离子–纳米tio光催化剂可以在光照条件下将重金属离子转化为无机结晶体或沉淀物–纳米tio光催化技术具有高效、经济、环保的特点纳米tio光催化技术在印染废水处理中的优势和挑战1.优势–纳米tio光催化技术具有高效、经济、环保的特点–可以实现持续反应和在线处理,提高废水处理效率–可以对多种有机污染物和重金属离子同时进行处理2.挑战–纳米tio光催化技术的应用还存在一些问题和挑战,如光催化剂的合成与固定、光照条件的优化、反应机理的研究等纳米tio光催化技术在印染废水处理中的前景展望1.纳米tio光催化技术在印染废水处理中具有广阔的应用前景–可以有效解决印染废水处理中的有机染料和重金属离子污染问题–可以实现高效、经济、环保的废水处理2.进一步研究和应用纳米tio光催化技术,探索其更广泛的应用领域–研究、优化纳米tio光催化剂的性能和催化机理–探索纳米tio光催化技术与其他废水处理技术的结合应用结论1.纳米tio光催化技术在印染废水处理中具有潜在的应用前景2.进一步研究和应用纳米tio光催化技术,将为印染废水处理提供更好的解决方案。

纳米材料在污水处理中的应用优化研究

纳米材料在污水处理中的应用优化研究

纳米材料在污水处理中的应用优化研究第一章引言污水处理是现代城市环保工程中的关键问题,传统的污水处理方法存在着高能耗、高成本、低效率等问题。

因此,一些新型的技术、材料的研究和应用就显得尤为重要。

纳米材料作为一种新型的功能材料,在污水处理方面具有广泛的应用前景,其具有良好的特性和高效的性能,非常适合于解决传统污水处理中遇到的一系列问题。

本文将从纳米材料的特点、纳米材料在污水处理中的应用优化等角度进行研究和探讨。

第二章纳米材料的特点纳米材料是指材料的尺寸在纳米级别的材料,纳米材料具有比传统材料更高的比表面积、更小的颗粒尺寸、更多的界面能、更好的生物相容性和生物活性等特点。

此外,纳米材料的结构也十分稳定,耐极端温度、抗辐射性能较好,灵敏度高,可根据需求进行表面组装。

这些特点造就了纳米材料在污水处理中优越的性能和应用前景。

第三章纳米材料在污水处理中的应用优化3.1 纳米材料的种类及其应用纳米材料的种类非常丰富,涵盖了金属氧化物、石墨烯、碳纳米管、金属纳米粒子等。

这些纳米材料在污水处理中有着不同的应用。

例如,金属氧化物在除氨和去除磷等方面应用广泛。

石墨烯和碳纳米管具有超强的吸附能力,能够去除很多难以降解的有机物质。

金属纳米粒子具有良好的催化活性和光催化活性,可用于降解水中的有机污染物。

通过针对不同水质的初步处理,再通过纳米材料的应用进行后续深度处理,可取得较高的脱污效果。

3.2 纳米材料的合成与制备纳米材料的制备方法包括化学法、物理法和生物法等,每种方法都有其优缺点。

化学法制备纳米材料通常操作简单,但产生废水、废气的问题;物理法制备纳米材料工艺成熟,但涉及到的设备成本较高;生物法制备纳米材料具有环保可持续性,但需要一些先进的生物技术支撑。

因此,在纳米材料的合成和制备过程中,应根据实际情况选择合适的方法。

3.3 纳米材料的应用纳米材料在实际的污水处理过程中的应用十分广泛,例如,金属氧化物可在原污水处理前进行预处理,将水中的磷酸盐和氨氮含量降至一定水平;石墨烯可以通过高效吸附去除水中的有机污染物和重金属离子;金属纳米粒子通过光催化降解水中的有机污染物等。

纳米技术在水处理中的应用方法

纳米技术在水处理中的应用方法

纳米技术在水处理中的应用方法近年来,随着全球水资源的不断减少和水污染问题的日益严重,寻找高效且可持续的水处理方法变得尤为重要。

纳米技术作为一种前沿技术,具有独特的优势,被广泛应用于水处理领域。

本文将介绍纳米技术在水处理中的应用方法,包括纳米材料的制备、纳米膜的应用以及纳米颗粒的过滤。

首先,纳米技术在水处理中的应用方法之一是利用纳米材料实现水污染物的去除。

纳米材料具有高比表面积、良好的化学稳定性和可调控性等优势,可以用于吸附、催化和降解水中的有害物质。

例如,纳米铁、纳米二氧化钛和纳米氧化铜等材料可以吸附重金属离子、有机污染物和微生物等,并能够通过光催化或电催化降解有机污染物。

此外,纳米材料还可以用于制备核壳结构的吸附剂,具有更高的吸附容量和选择性。

因此,纳米材料在水处理中的应用具有广阔的发展前景。

其次,纳米技术在水处理中的应用方法之二是利用纳米膜实现水的分离和净化。

纳米膜是一种具有纳米级孔隙结构的薄膜材料,可以通过纳米级孔隙的选择性通道实现对水中不同组分的分离和过滤。

目前,常用的纳米膜包括纳滤膜、超滤膜和反渗透膜等。

纳滤膜和超滤膜可以有效去除水中的悬浮物、胶体和有机污染物,而反渗透膜则可以去除水中的溶解性盐和无机污染物。

此外,纳米膜还可以通过表面修饰和交联处理等方式提高过滤效率和抗污染性能。

因此,纳米膜在水处理中的应用具有高效、节能和环保等特点。

最后,纳米技术在水处理中的应用方法之三是利用纳米颗粒实现水的过滤和杀菌。

纳米颗粒是一种尺寸在纳米级别的颗粒,具有较大的比表面积和较高的抗菌性能。

通过使用纳米颗粒作为过滤介质,可以有效去除水中的微小颗粒、胶体和细菌等。

此外,纳米颗粒还可以利用其抗菌性能实现对水中微生物的杀灭。

例如,纳米银颗粒具有优异的抗菌性能,可以被广泛应用于病原体的去除和杀菌消毒。

因此,纳米颗粒在水处理中的应用被认为是一种有效、可持续的方法。

综上所述,纳米技术在水处理中的应用方法包括利用纳米材料实现水污染物的去除、利用纳米膜实现水的分离和净化,以及利用纳米颗粒实现水的过滤和杀菌。

纳米材料在水处理中的应用与效果

纳米材料在水处理中的应用与效果

纳米材料在水处理中的应用与效果随着全球水资源短缺问题日益严重,水处理技术变得越来越重要。

在水处理领域中,纳米材料的应用正逐渐成为研究的热点。

纳米材料具有较大的比表面积、特殊的表面化学性质以及优异的物理、化学性能,这些特性使得纳米材料在水处理中具有广泛的应用前景,并展示出显著的效果。

本文将重点讨论纳米材料在水处理中的应用和效果。

纳米材料在水处理中的应用可以分为两个方面:纳米吸附剂和纳米催化剂。

首先,纳米吸附剂是纳米材料应用的重点方向之一。

由于纳米材料的较大比表面积和特殊的表面化学性质,纳米吸附剂可以高效地吸附水中的有害物质,如重金属离子、有机物、微生物等。

例如,纳米铁、纳米铜、纳米银等金属纳米颗粒是常用的纳米吸附剂。

纳米铁作为一种典型的纳米吸附剂,具有较高的特异表面积和活性表面,能够吸附水中的砷、铬、铅等重金属离子,并将其转化为难溶的沉淀物,从而有效地去除重金属污染。

此外,纳米炭黑、纳米纤维素等碳基纳米材料也具有良好的吸附性能,可用于去除有机物污染。

这些纳米吸附剂在水处理领域的应用,不仅能够提高水处理的效率,还能有效地减少了传统吸附材料的使用量和处理成本,具有广阔的应用前景。

其次,纳米催化剂也是纳米材料在水处理中的重要应用方向之一。

纳米催化剂具有较高的催化活性和选择性,能够在低温、低压条件下加快反应速率,从而提高水处理过程的效率。

例如,纳米二氧化钛是一种常用的催化剂,其具有良好的光催化活性,可用于光催化降解水中的有机物污染。

此外,纳米金属氧化物(如二氧化锆、二氧化铁等)、纳米复合材料(如纳米钛酸锶、纳米钠铝硅酸盐等)等纳米催化剂也被广泛应用于水处理领域。

这些纳米催化剂不仅能够高效催化水中的有害物质的降解,还能够实现高效去除水中的氨氮、亚硝酸、重金属离子等。

纳米催化剂的应用可以大幅度提高水处理过程的效率和降解率,因此在水处理领域具有重要意义。

纳米材料在水处理中的应用不仅能够提高水质,还可以改善水处理工艺的经济性。

纳米材料在水净化和资源回收中的重要作用

纳米材料在水净化和资源回收中的重要作用近年来,水资源的短缺问题和对环境污染的关注日益增加。

因此,水净化和资源回收已成为全球关注的焦点。

在这一背景下,纳米技术展示出了巨大的潜力。

纳米材料作为纳米技术的重要组成部分,在水净化和资源回收中发挥着至关重要的作用。

本文将探讨纳米材料在这两个领域中的应用及其带来的重要作用。

首先,纳米材料在水净化中的应用已经取得了显著的成果。

传统的水净化技术如过滤、吸附等方法已经存在一定的局限性,而纳米材料的出现为水净化带来了新的解决方案。

一方面,纳米材料具有高比表面积和丰富的孔隙结构,能够提供更多的吸附表面,有效地去除水中的污染物。

比如,纳米颗粒可以有效吸附重金属离子、有机污染物和微生物等。

因此,纳米颗粒已成为一种有前途的材料,可以用于去除水中的污染物,如重金属、有机物和微生物等。

另一方面,纳米材料还可以通过催化氧化、光催化等方式,将水中的有害物质降解为无害物质。

例如,纳米光催化材料如纳米二氧化钛,具有高效的光催化活性,可以利用可见光或紫外线辐射降解有机污染物。

此外,纳米银、纳米铜等纳米催化剂也可以被用于去除水中有机、无机污染物。

此外,纳米材料在资源回收中也发挥着重要作用。

纳米材料可以用于有效地回收和提取水中的宝贵资源,如重金属和稀有元素。

一方面,纳米材料可以作为催化剂,促使废水中的重金属离子与其他化合物形成可分离的固体产物。

这种方法不仅可以从水中回收重金属,还可以减少对环境的污染,提高资源利用效率。

另一方面,纳米材料的独特性质使其成为回收稀有元素的理想选择。

纳米技术可以通过特定化学反应将稀有元素有效地提取和回收。

这种方法不仅可以减少对自然资源的依赖,还可以降低生产成本。

然而,纳米材料在水净化和资源回收中也存在一些挑战和问题。

首先,纳米材料的制备和应用过程中可能会产生一定的环境污染和健康风险。

其次,纳米材料的性能和稳定性需要进一步提升,以满足实际应用的需求。

为了解决这些问题,科学家们正在不断努力改进纳米材料的制备和应用技术。

纳米纤维材料在污水处理中的应用研究

纳米纤维材料在污水处理中的应用研究随着经济的飞速发展和人口的增加,污水处理成为了一项亟待解决的重要环保问题。

近年来,科技的进步使得纳米技术在各个领域得到了广泛的应用,其中纳米纤维材料在污水处理中的应用研究备受关注。

纳米纤维材料具有较大的比表面积和丰富的表面功能官能团,使其具备了优秀的吸附和分离能力。

本文将从降解有机物、去除重金属离子和油污等方面,探讨纳米纤维材料在污水处理中的应用研究。

纳米纤维材料在降解有机物方面的应用值得关注。

有机物的主要来源是工业生产和生活污水,它们对水体造成了严重的污染。

传统的处理方法如生物法、化学法等,存在着效率低、操作困难等问题。

而纳米纤维材料因其较大的比表面积和高度可调节的孔隙结构,使其具有良好的吸附性能和降解能力。

研究者通过改变纳米纤维材料的结构和功能官能团,使其能够高效地吸附有机物,并通过光催化或电催化的方式实现有机物的降解。

这样的方法在有机物处理领域显示出了巨大的潜力。

另一个值得关注的应用领域是纳米纤维材料在去除重金属离子方面的应用。

重金属离子是目前污水处理中亟待解决的难题之一。

传统的去除重金属离子的方法如沉淀、离子交换等存在着处理效率低、处理成本高等问题。

纳米纤维材料具有高度可调节的孔隙结构和丰富的表面功能官能团,能够高效地吸附重金属离子,并具备较高的选择性。

研究者通过改变纳米纤维材料的结构和功能官能团,使其能够有针对性地吸附不同的重金属离子,并实现其高效去除。

这种方法不仅在处理效果上卓越,而且具有操作简便、处理成本低的优势。

除了上述应用,纳米纤维材料在油污处理中的应用也有着广泛的研究。

在石油开采、石油化工等各个领域,油污的处理一直是一项难题。

传统的处理方法如溶剂抽提、生物降解等存在着效率低、成本高等问题。

而纳米纤维材料具有多孔结构和较大的比表面积,使其能够高效地吸附和分离油污。

此外,纳米纤维材料还可以通过改变表面特性,使其具备良好的亲疏水性,从而实现油水分离。

纳米技术在污水处理中的使用方法

纳米技术在污水处理中的使用方法纳米技术是一种应用范围广泛的前沿技术,已被广泛应用于各个领域,包括环境保护。

在污水处理领域,纳米技术具有很大的潜力。

利用纳米技术可以提高污水处理的效率,降低处理成本,并有效地去除水中的有害物质。

纳米材料是其广泛应用的基础。

纳米颗粒的特殊性质,如较大的比表面积、高度可调控性和优异的活性等,使其成为污水处理领域的理想选择。

以下是纳米技术在污水处理中的几种典型使用方法:1. 纳米材料吸附剂:纳米颗粒具有较大的比表面积,因此可以作为吸附剂去除污水中的有害物质。

例如,纳米颗粒可以有效去除重金属离子、有机物、色素和废水中的微生物等。

纳米颗粒还可以通过表面修饰来增强其吸附性能,提高对目标污染物的选择性吸附。

2. 纳米材料催化剂:利用纳米材料的催化活性,可以加速污水中有害物质的氧化分解过程。

纳米金属氧化物、纳米复合材料和纳米光催化剂等都是常用的纳米催化剂。

这些纳米催化剂可以通过吸附有害物质,并通过催化反应将其分解为无害的物质。

3. 纳米过滤器:纳米膜技术是一种常见的纳米过滤器应用。

通过选择性通透性,纳米过滤器可以去除污水中的微小颗粒、胶体和微生物等。

纳米膜可以根据污水中目标物质的大小和形态进行设计,以实现高效的物质分离和污水过滤。

4. 纳米材料电解技术:利用纳米材料的导电性,可以将其应用于电解过程以提高污水处理效率。

纳米电极材料具有较高的比表面积和活性,可以促进氧化还原反应的进行。

这种电解技术可以被用于除去难以去除的有机污染物、重金属和微生物等。

5. 纳米材料的萃取方法:纳米材料还可以通过吸附和粘附等方式用于污水处理中的物质萃取。

例如,纳米纤维素除去污水中的重金属离子,以及纳米磁性材料用于去除污水中的石油类物质等。

值得注意的是,尽管纳米技术在污水处理中具有许多潜在的应用前景,但其应用也面临一些挑战和风险。

例如,纳米材料的制备和处理过程可能会产生环境污染物,可能带来对生态环境的风险。

磁性纳米材料在废水处理中的应用

磁性纳米材料在废水处理中的应用如今,随着城市化的进程不断加快,废水处理成为人们关注的焦点。

传统的废水处理工艺往往效率低、成本高,无法完全满足现代社会对清洁水资源的需求。

而磁性纳米材料的出现,为废水处理带来了新的希望。

磁性纳米材料,顾名思义,是一种具有磁性的纳米级材料。

这种材料在废水处理中具有独特的优势。

首先,由于其微小的颗粒尺寸,磁性纳米材料具有很大的比表面积,能够更充分地接触和吸附废水中的有害物质。

其次,磁性纳米材料具有较强的磁性,可以通过外加磁场的作用进行回收和再利用,大大提高了废水处理的效率和可持续性。

在实际应用中,磁性纳米材料可以用于废水中重金属离子的去除。

重金属离子是废水中最常见的污染物之一,对人体健康和环境造成严重危害。

传统的废水处理方法如沉淀法、离子交换等效率低下,而利用磁性纳米材料吸附重金属离子则可以在较短的时间内达到良好的去除效果。

磁性纳米材料吸附重金属离子的机理主要是通过静电相互作用、络合作用等方式,使重金属离子被牢固地吸附在材料表面。

除了重金属离子的去除,磁性纳米材料还可用于废水中有机污染物的处理。

有机污染物是一类难以降解的有毒有害物质,常常给废水处理带来难题。

磁性纳米材料在处理有机污染物时,往往需要将其表面进行功能化改性,以增加其对有机物质的亲和力和选择性吸附性。

经过改性的磁性纳米材料可以高效地吸附有机污染物,并通过外加磁场的作用实现快速分离和回收,使废水处理过程更加高效、节能。

此外,磁性纳米材料还可以应用于废水中微生物的去除。

微生物是废水中的另一类重要污染源,传统的消毒和灭菌方法常常无法完全清除水中的微生物。

利用磁性纳米材料制备的抗菌纳米复合材料,可以通过其表面的抗菌活性物质,快速地对水中的微生物进行杀灭和去除,避免细菌病毒对环境和人体的威胁。

总的来说,磁性纳米材料在废水处理中的应用前景广阔。

通过不断的研发和创新,可以将磁性纳米材料应用于更广泛的废水处理领域,为改善环境质量和保护人类健康作出更大的贡献。

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纳米材料催化氧化技术在表面工程行业废水处理上 的应用前景 南京德磊科技有限公司 吴浩 林青 陈立红 摘要:本文综述了近年来国内外表面工程行业废水的净化处理和资源回收的新

进展。列举了化学沉淀法、离子交换法、电解法、吸附法以及生物法等传统方法的优缺点,介绍了国际上较前沿的紫外光催化氧化技术及其不足。详细说明了纳米材料催化氧化技术的优势及其应用前景。

0 前言 一直以来,表面处理行业的发展被污染重、治理难、能源依赖程度高(耗水、耗电、耗气)等因素牵制。目前表面处理行业对水、电、汽、热的需求量大,对强碱、强酸,轻、重金属,有机物,剧毒化学试剂等化工原料的依赖程度高,其中有些原料甚至是国家已经明文禁止使用的剧毒物质。在表面处理工艺过程中,不可避免地伴随着各种污染,工业废料、废水、废气、废渣的处理难度大、任务重。 因此,如何有效地彻底地处理表面工程产生的废水一直是人们致力研究的问题。

1 表面工程行业废水的种类及其组分 表面工程技术[1]包括表面热处理、表面形变强化、电镀与化学镀、热扩渗、热喷涂与喷焊、涂装技术、转化膜与着色技术、气相沉积极、微细加工技术、高能束技术等。 废水主要是来自各工序的冲洗水及浓废液,由于各工序在药液槽中添加的化学药剂不同,污染物的成份比较复杂。废水中有碱性或酸性物质、有机物,且含有多种金属离子和非金属离子,其中有一些为一类污染物,必须经处理后排放。 电镀(化学镀)废水的水质复杂,成分不易控制,其中含有的铬、镉、镍、铜、锌、金、银等重金属离子和氰化物等毒性较大,有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质。另一方面,废水中许多成分又是宝贵的工业原料[2]。 磷化液中一般都含有硝酸、磷酸、金属盐(如锌盐、锰盐、钙盐、镍盐、铜盐等)、促进剂(无机氧化剂、有机硝基化合物、有机络合物、氟化物等)。常温锌系磷化是应用面比较广的磷化方法,主要成份为磷酸二氢锌、硝酸锌、氟化钠和氧化锌等。废水中的主要污染物为酸、氟化物、悬浮物、锌、磷酸盐等。 喷漆废水来源于漆雾的湿式净化工序。废水中主要污染物高浓度CODcr和悬浮物。喷粉不产生废水。 电泳废水产生于电泳后清洗工序,电泳漆中主要成分为水溶性树脂、颜料、 酯类等,与喷漆废水相比排水量较大,废水中主要污染物高浓度CODcr和悬浮物。 化学氧化一般采用铬酸盐为主进行氧化,主要成分是磷酸、铬酐、氟化氢铵、磷酸氢二铵硼酸等,污染物有氟化物、六价铬、磷酸盐等。电化学氧化,因为铬盐的污染比较重,现在普遍采用硫酸为主的阳极氧化。主要成分为硫酸、铝离子和镍盐等,污染物为酸碱、悬浮物等。

2 表面工程废水通常采用的处理方法 目前,采用表面工程技术产生的废液及废水的处理主要采用化学沉淀法、离子交换法、电解法、吸附材料处理法和生物法以及它们的综合利用。

2.1 化学沉淀法 化学沉淀法,即向废水中投加某种化学药剂,使其与水中某些溶解物质产生反应,生成难溶于水的盐类沉淀下来,从而降低水中这些溶解物质的含量。 由于大多数的重金属氢氧化物的溶解度均较低,因此可以用调整废水pH的方法,使重金属以氢氧化物的形态析出,从而达到从废水中去除重金属的目的[3]。使大多数的重金属形成氢氧化物沉淀析出,一般需要将废水的pH调至8.0~8.5以上。可以用氢氧化钠或石灰乳作为沉淀剂。美国Parker发现,使用石灰乳处理,产生的沉淀体积虽然较大,但处理效果优于采用苛性钠的处理方法。 此外,石灰乳还能同废液中的亚磷酸根形成钙盐沉淀,去除大部分的磷[4]。除石灰乳外,有效地沉淀剂还有:硫酸亚铁、硫酸铝、硫化钠、硫化亚铁等无机物,以及二烷基二硫代氨基甲酸盐(DTC)和不溶性淀粉黄原酸酯(ISX)等有机物。 废水中的氰(游离或复合的)化物可用亚铁盐或铁盐进行沉淀除去。 化学沉淀法的优点是工艺比较成熟,实用,操作费用低,但处理中产生了大量的废渣,必须妥善处理或综合利用,否则,废渣中的金属离子等污染物溶出,会造成二次污染。

2.2 离子交换法 离子交换树脂在重金属废水处理中占重要地位。根据重金属离子是阳离子或阴离子状态,可以选择合适的树脂。如含镍870mg/L的硫酸镍废水,通过阳-阴离子交换树脂处理,镍可以全部回收,但废水中应无氰化物存在,因为镍的氰络合物会污染树脂使之中毒;利用离子交换法处理含铜废水,可以将含铜量1.02mg/L降至0.03mg/L以下,此法特别适用于低浓度含铜废水,高选择性的离子交换树脂可以将含铜量为45mg/L的废水处理至不能检出的水平,氨的含量也可以从70mg/L降至1mg/L;废水中的磷酸盐可以在pH2~8的条件下,用含有叔胺基团的丙烯酸树脂进行交换去除。 一般认为离子交换法并不太适宜于氰的去除。因为氰化物会使离子交换树脂恶化,并且在再生时有可能产生剧毒的氰化氢气体。 离子交换法回收的金属质量高,且消耗药剂较少,工艺自动化程度高,但是投资费用大,设备复杂,操作繁琐。

2.3 电解法 利用惰性电极为阳极,通过电解,废水中的重金属以金属的形态沉积在阳极上,对回收废水中的贵金属是非常合适的。对于含氰络合物废水,用电解的方法也是非常有利的。在电解过程中,废水中的氰部分被氧化成CO2及N,对重金属的沉淀是非常有利的。对有些含有染料的重金属废水,电解过程产生的亚铁,对偶氮型的染料还有脱色作用,在去除重金属的同时,还可以同时进行脱色作用。 含有磷酸根的废水可以用铁作为阳极进行点解去除,在这种情况下,磷酸盐以Fe3(PO4)2及FePO4的形态被去除,然后再经阳极进行电解以去除残余的铁离子。此外还可用铁-铝作电极进行电解凝聚进行处理。 电解法具有处理效率高、操作方便等优点。但用电解法很难去除亚磷酸盐,而且当电解过程中金属的浓度降低到一定程度时,会导致电流效率降低,能耗升高。因此,若要将金属的含量降低至排放标准就不能只采用此法,需进一步用其它方法处理方可达标排放。

2.4 吸附材料处理法 吸附法处理是利用多孔性固体相物质吸附分离水中污染物的水处理过程。吸附分离水中污染物的固体物质称做吸附剂。吸附剂有:活性炭、活化煤、 焦炭、煤渣、树脂、木屑等。吸附是一种与表面能有关的表面现象,常分为物理吸附(靠吸附剂与吸附质之间的分子作用)、化学吸附(靠化学键力作用)和离子交 换吸附(靠静电引力作用)三种类型。水处理过程中常采用吸附过滤床对水进行吸附法处理,可去除水中重金属离子(如汞、铬、银、镍、铅等),有时也用于水的 深度处理。吸附法还可用于净化水中低浓度有机废气,如含氟、硫化氢的废气,一般采用固定床吸附装置。 用活性炭处理六价铬、汞和氰化铜含量较高的废水,去除率皆可达到98%以上,但是对含量较低的废水其去除率较低。锌、镉、铯、汞、铅等可用天然的沸石或膨润土吸附去除。 可用来吸附废水中的磷酸盐的物质很多,如含有钙及含铝铁的材料,如黏土、岩石、无机废渣、炉渣等经高温膨化成多孔性物质后均可作为磷酸盐的吸附剂。 工业含氰及络合氰的废水可以在pH2.0~4.5的情况下用活性炭处理。 吸附法的缺陷在于,粉末炭对污染负荷变动的适应差,吸附能力未被充分利用,污泥处理困难,;大多数吸附剂只用一次,使用后废弃,一般不考虑再生,废渣处理麻烦,所以处理费用较贵。

2.5 生物法 生物法可以通过细菌把有毒的重金属还原成低毒的沉淀物。依靠人工培养的 功能菌,通过功能菌的作用(静电吸附、酶的催化转化、配位、絮凝、包藏共沉淀和对pH值的缓冲作用),使重金属镍、铅、铜等二价离子被菌体吸附配位,经固液分离,废水达标排放或回收利用,重金属离子沉淀成污泥。生物法处理废水与化学沉淀法很相似,不同的是用生物菌代替化学药剂。 在生化过程中,可以利用铁生物接触氧化法回收废水中的磷酸盐。在这个系统中,通过腐蚀作用产生的铁可以和废水中的磷酸盐形成沉淀,并随剩余污泥一起排放。 氰化物可以用生化的方法来处理,对氰具有降解的微生物有很多种。藻类及高等水生植物可以有效地从生物塘中去除氰。其机理包括β-氰基丙氨酸合成酶,最终产物为天冬酰胺,其中轮藻类具有最好的去除效果。 生物法中功能菌对金属离子的富集程度高,从而减少了污泥的生成。但功能菌繁殖速率慢,平均需要24h以上,且处理后废水虽然达标,但尚有大量微生物,不能用于工业生产[5]。 除以上方法以外,通常采用的废水处理还有萃取法,电渗析法,膜分离法,氧化、还原法以及各种方法的联合处理,每一种方法都有其自身的局限性,而联合处理方法则设备复杂,操作繁琐。

3 国内外目前较为先进的前沿技术及其不足 20世纪末,德国a.c.k.aqua.concept GmbH公司开发出了硅硼酸盐制成的耐腐蚀耐污染用紫外光反应器管,再配以电子性能控制系统,可以确保紫外光以高功率、高稳定、不受干扰地输出[6]。这种高功率的紫外反应器有着非常广泛的用途,可以除去各种水中的微生物、细菌和霉菌,可以破坏氰化物而达无害化,破坏电镀常用的各种有机螯合剂,可以大幅度降低各种废水中的BOD、COD和TOC,不仅可以破坏稀溶液(废水)中的有机物,而且可以破坏浓溶液(槽液)中的有机物,不仅可以除去有机配位体,也可除去溶液中的有机添加剂及其分解产物,使镀液获得再生。 紫外光氧化分解法的原理,是让有机化合物中的C-C、C-N键吸收紫外光的能量而断裂,使有机物逐渐降解,最后以CO2的形式离开体系。 国内已有公司根据其原理研究了紫外催化湿式氧化技术,并生产了一系列的污水处理设备[7]。利用真空紫外发生器同步辐射高强紫外线,高能光子可以直接光解废水中的有机物,使之断键矿化,同时高能光子还可以敏化难降解有机物,使之处于不稳定的敏化状态,有利于进一步降解;以过氧化氢为氧化剂,在催化剂作用下催化氧化有机物。同时引入紫外光、催化剂和氧化剂,利用它们的协同

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