重金屬廢水的處理方法

    目前，世界各國重金屬廢水處理方法主要有三類：第一類是通過化學法處理，包括中和硫化物沉淀法、化學還原、法沉淀法、鐵氧體共沉淀法、化學還原法、高分子重金屬捕集劑法和電化學還原法等。第二類是使廢水中的重金屬在不改變其化學形態的條件下進行吸附、濃縮、分離的方法，包括吸附、溶劑萃取、蒸發和凝固法、離子交換和膜分離等。第三類是借助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法，包括生物絮凝、生物化學法和植物生態修復等。

    其中吸附法是利用吸附劑吸附溶存于廢水中重金屬離子的一種方法。吸附法主要是以物理吸附和化學吸附為主。吸附法因其材料便宜易得，成本低，去除效果好而一直受到人們的青睞。傳統的、應用得較多且技術較成熟的吸附劑為活性炭。

    活性炭是一種非極性吸附劑，它具有良好的吸附性能和穩定的化學性質，可以耐強酸、強堿，能經受水浸、高溫、高壓作用，不易破碎。與其他吸附劑相比，活性炭具有巨大的比表面積和特別發達的微孔，通常活性炭的比表面積高達500-1700m2/g。諸多研究表明，在重金屬的去除領域，活性炭吸附法具有技術簡單、經濟可行、效果良好等優點。

    活性炭是含碳物質經過高溫熱解和活化而得到的多孔狀碳化合物。其內部的多孔結構，能使每科活性炭的表面積可達到1000m2，因為活性炭這樣具有極大吸附面積，使得活性炭的吸附能力極強。溶質從水中移向固體顆粒表面，發生吸附，是溶質、水、固體顆粒三者相互作用的結果，產生這樣吸附效果的原因在于溶質對水的疏水性和溶質對固體顆粒的高度親和力。活性炭對離子的吸附過程主要分為以下幾個步驟：（1）液膜擴散，由流體主體擴散至吸附劑表面；（2）孔擴散，由吸附劑孔內液相擴散至吸附劑中心；（3）表面吸附反應，重金屬離子在吸附劑活性炭上的吸附不僅是單純的物理吸附，而是經常與吸附劑的表面官能團進行反應形成沉淀和絡合物或進行離子交換等，故其不可能象有機物分子一樣在吸附劑表面以吸附態形式自由地遷移。所以，對于金屬離子而言，認為其吸附機理包括三個方面的過程：

    （1）重金屬離子在活性炭表面沉積而發生的物理吸附；（2）重金屬離子在活性炭表面發生了離子交換反應；（3）重金屬離子與活性炭表面的含氧官能團發生化學吸附。

    活性炭作為一種比表面積高、孔容大、孔徑分布可控、表面化學性質可調、高吸附容量、穩定的物理化學性質和高機械強度的吸附劑，可針對重金屬離子物理化學性質以及所處化學環境的不同，對活性炭的物理結構和表面化學性質進行有針對性的調控，以實現活性炭對廢水中重金屬的快速、高效吸附。活性炭作為一種優良的吸附劑，在處理中重金屬廢水方面表現出以下六個優點：

    (1)無需添加任何氧化劑、絮凝劑等化學試劑；(2)吸附容量大，處理效果好；(3)對重金屬離子的吸附穩定性好、選擇性高；(4)可與難被自然界微生物降解的重金屬離子一起填埋，防治再次污染水體，不存在二次污染問題；(5)占地少，成本低，操作簡單靈活；(6)活性炭可經再生后循環使用，同時實現對重金屬的回收。

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