铁/铝电极对处理含铬废水去除的比较研究文献综述

 2023-10-18 10:10

文献综述

1.研究背景

广义重金属是指密度大于5的金属,分布在元素周期表中原子序数23(V)至92(U)之间,共计54种。其中,环境领域的重金属主要是指对生物有明显毒性的金属或类金属元素,如汞、铬、锌、铜、钴、镍、锡、砷等,此类污染物会对环境造成持久性的污染。本文所探讨的重金属均属于环境领域的重金属范畴。随着我国工业化水平的迅速提高,以及城镇化进程的加速推进,人们对金属类矿物及其相关产品的需求量不断增大,由此引发一系列的重金属污染的环境问题。近十年来,我国重金属污染的重大事件频发,如2011年紫金矿业铜酸水泄漏事件,云南曲靖铬渣非法倾倒事件,2015年甘肃尾砂泄漏重大突发环境事故等等,其中水体重金属污染问题最为突出,其不仅导致流域水环境质量严重下降,还严重破坏水生态和渔业资源,甚至已经严重威胁到城市饮用水安全和人民身体健康。

此外,水体中的重金属还会发生迁移转化,最终以一种或多种形态驻留在环境中,一旦环境介质条件发生改变,会使得重金属的存在状态发生变化而重新释放至水体中,成为流域重金属污染的另一源头,并逐渐向下游迁移,由此扩大了其污染影响范围,造成二次污染。例如重金属如矿山开采所产生的大量矿山酸性废水会在自然环境中随着时间的改变而发生空间位置的改变,包括机械迁移、物理化学迁移和生物迁移等方式,并通过沉淀溶解、氧化还原、吸附解吸、络合、胶体形成等一系列物理化学过程进行转化,最终富集在河流底泥中,而随着介质条件的改变(温度、pH、氧化还原电位、离子强度、有机质等)而使重金属以可溶态的形式重新释放。

重金属废水处理方法:

根据主要作用机理进行分类,重金属废水处理方法可分为化学法、物理法和生物法。需要指出的是,以上分类仅仅从作用机理角度出发,并非处理方法优劣的排序。事实上,在实际生产中,通常需要根据废水的水质、水量等情况以及处理方法的特点,因地制宜选用一种或几种处理方法的组合工艺。

(1)化学法

化学法是指通过化学反应(中和反应、氧化还原、离子交换等)的方式去除废水中重金属的一大类方法的统称,主要包括化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和电化学法。其中,化学沉淀法根据向废水中投加的沉淀剂种类的不同,可进一步分为:氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体法;电化学法根据电解的原理不同,又可分为:电絮凝、微电解和电还原。化学法投资少、技术成熟、操作容易掌握,至今仍是国内外广泛釆用的方法之一。但化学法处理装置所占地面积较大,且需要向废水中加入大量化学药剂,可能产生二次污染。

(2)萃取法

萃取法是物理法的一种,其原理是向废水中投加不溶于水或难溶于水的溶剂,利用溶解度或分配比的不同,使废水中的重金属离子经过萃取剂和废水两液相界面转入萃取剂中去,达到分离、提取重金属的目的。优点是设备简单,操作简便,萃取剂中重金属离子含量高,有利于进一步回收利用。缺点是前处理要求高,且必须使用大量萃取剂,成本高。若后期处理不当,会对环境造成二次污染。 (3)吸附法

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