污水处理中重金属吸附材料

① 含重金属废水处理的处理方法

含重金属废水处理使用膜处理技术：

1. 膜处理技术主要是微滤、超滤、纳滤和反渗透

2. 其中纳滤可以浓缩废水中金属离子、盐类等，反渗透可以膜截留金属离子和有机添加剂，而让水分子透过膜，而达到分离、浓缩目的。

3. 含重金属废水进入处理系统，根据需要，经过复合试剂预处理，减少其它离子对膜系统的影响，之后通过纳滤膜、反渗透膜实现物料分离、浓缩。

4. 本系统设置多套纳滤装置，既可以辅助实现浓缩倍数的要求，也可以切换实现出水重金属离子实现达标排放的要求。

重金属废水来源及其处理原则：

1. 重金属废水主要来自矿山、冶炼、电解、电镀、农药、医药、油漆、颜料等企业排出的废水。废水中重金属的种类、含量及存在形态随不同生产企业而异。由于重金属不能分解破坏，而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理和化学形态。

2. 例如，经化学沉淀处理后，废水中的重金属从溶解的离子形态转变成难溶性化台物而沉淀下来，从水中转移到污泥中；经离子交换处理后，废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上，经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。

3. 因此，重金属废水处理原则是：首先，最根本的是改革生产工艺．不用或少用毒性大的重金属。其次是采用合理的工艺流程、科学的管理和操作，减少重金属用量和随废水流失量，尽量减少外排废水量。
   

② 重金属废水的主要治理方法有哪些，它的各自特点是什么

重金属废水的常用处理技术方法及特点：
一、化学沉淀
化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法，包括中和沉法和硫化物沉淀法等。
1、中和沉淀法
在含重金属的废水中加入碱进行中和反应，使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单，是常用的处理废水方法。实践证明在操作中需要注意以下几点：
(1)中和沉淀后，废水中若pH值高，需要中和处理后才可排放；
(2)废水中常常有多种重金属共存，当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时，pH值偏高，可能有再溶解倾向，因此要严格控制pH值，实行分段沉淀；
(3)废水中有些阴离子如：卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物，因此要在中和之前需经过预处理；
(4)有些颗粒小，不易沉淀，则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。
2、 硫化物沉淀法
加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀后从废水中去除的方法。
与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的优点是：重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低，反应时最佳pH值在7—9之间，处理后的废水不用中和。硫化物沉淀法的缺点是：硫化物沉淀物颗粒小，易形成胶体；硫化物沉淀剂本身在水中残留，遇酸生成硫化氢气体，产生二次污染。为了防止二次污染问题，在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子(该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高)。由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解，这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来，同时能够有效地避免硫化氢的生成和硫化物离子残留的问题。
二、氧化还原处理
1、化学还原法
电镀废水中的Cr主要以Cr6+离子形态存在，因此向废水中投加还原剂将Cr6+还原成微毒的Cr3+后，投加石灰或NaOH产生Cr(OH)3沉淀分离去除。化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一，在中国有着广泛的应用，其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水冲击。根据投加还原剂的不同，可分为FeSO4法、NaHSO3法、铁屑法、SO2法等。
应用化学还原法处理含Cr废水，碱化时一般用石灰，但废渣多；用NaOH或Na2CO3，则污泥少，但药剂费用高，处理成本大，这是化学还原法的缺点。
2、 铁氧体法
铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。在含Cr废水中加入过量的FeSO4，使Cr6+还原成Cr3+，Fe2+氧化成Fe3+，调节pH值至8左右，使Fe离子和Cr离子产生氢氧化物沉淀。通入空气搅拌并加入氢氧化物不断反应，形成铬铁氧体。其典型工艺有间歇式和连续式。铁氧体法形成的污泥化学稳定性高，易于固液分离和脱水。铁氧体法除能处理含Cr废水外，特别适用于含重金属离子种类较多的电镀混合废水。中国应用铁氧体法已经有几十年历史，处理后的废水能达到排放标准，在国内电镀工业中应用较多。
铁氧体法具有设备简单、投资少、操作简便、不产生二次污染等优点。但在形成铁氧体过程中需要加热(约70oC)，能耗较高，处理后盐度高，而且有不能处理含Hg和络合物废水的缺点。
3、电解法
电解法处理含Cr废水在中国已经有二十多年的历史，具有去除率高、无二次污染、所沉淀的重金属可回收利用等优点。大约有30多种废水溶液中的金属离子可进行电沉积。电解法是一种比较成熟的处理技术，能减少污泥的生成量，且能回收Cu、Ag、Cd等金属，已应用于废水的治理。不过电解法成本比较高，一般经浓缩后再电解经济效益较好。
近年来，电解法迅速发展，并对铁屑内电解进行了深入研究，利用铁屑内电解原理研制的动态废水处理装置对重金属离子有很好的去除效果。
另外，高压脉冲电凝系统()为当今世界新一代电化学水处理设备，对表面处理、涂装废水以及电镀混合废水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有显著的治理效果。高压脉冲电凝法比传统电解法电流效率提高20%—30%；电解时间缩短30%—40%；节省电能达到30%—40%；污泥产生量少；对重金属去除率可达96%一99%。
三、溶剂萃取分离溶剂萃取法是分离和净化物质常用的方法。由于液一液接触，可连续操作，分离效果较好。使用这种方法时，要选择有较高选择性的萃取剂，废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在，例如在酸性条件下，与萃取剂发生络合反应，从水相被萃取到有机相，然后在碱性条件下被反萃取到水相，使溶剂再生以循环利用。这就要求在萃取操作时注意选择水相酸度。尽管萃取法有较大优越性，然而溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大，使这种方法存在一定局限性，应用受到很大的限制。
四、吸附法
吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种有效方法。利用吸附法处理电镀重金属废水的吸附剂有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖树脂等。活性炭装备简单，在废水治理中应用广泛，但活性炭再生效率低，处理水质很难达到回用要求，一般用于电镀废水的预处理。腐植酸类物质是比较廉价的吸附剂，把腐植酸做成腐植酸树脂用以处理含Cr、含Ni废水已有成功经验。有相关研究表明，壳聚糖及其衍生物是重金属离子的良好吸附剂，壳聚糖树脂交联后，可重复使用10次，吸附容量没有明显降低。利用改性的海泡石治理重金属废水对Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力，处理后废水中重金属含量显著低于污水综合排放标准。另有文献报道蒙脱石也是一种性能良好的粘土矿物吸附剂，铝锆柱撑蒙脱石在酸性条件下对Cr6+的去除率达到99%，出水中Cr6+含量低于国家排放标准，具有实际应用前暑。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。
五、膜分离法
膜分离法是利用高分子所具有的选择性来进行物质分离的技术，包括电渗析、反渗透、膜萃取、超过滤等。用电渗析法处理电镀工业废水，处理后废水组成不变，有利于回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金属离子废水都适宜用电渗析处理，已有成套设备。反渗透法已大规模用于镀Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金属废水处理。采用反渗透法处理电镀废水，已处理水可以回用，实现闭路循环。膜萃取技术是一种高效、无二次污染的分离技术，该项技术在金属萃取方面有很大进展。
六、离子交换法
离子交换处理法是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法，应用的离子交换剂有离子交换树脂、沸石等等，离子交换树脂有凝胶型和大孔型。前者有选择性，后者制造复杂、成本高、再生剂耗量大，因而在应用上受到很大限制。离子交换是靠交换剂自身所带的能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子通过离子交换来实现的。推动离子交换的动力是离子间浓度差和交换剂上的功能基对离子的亲和能力，多数情况下离子是先被吸附，再被交换，离子交换剂具有吸附、交换双重作用。这种材料的应用越来越多，如膨润土，它是以蒙脱石为主要成分的粘土，具有吸水膨胀性好、比表面积大、较强的吸附能力和离子交换能力，若经改良后其吸附及离子交换的能力更强。但是却较难再生，天然沸石在对重金属废水的处理方面比膨润土具有更大的优点：沸石是含网架结构的铝硅酸盐矿物，其内部多孔，比表面积大，具有独特的吸附和离子交换能力。研究表明，沸石从废水中去除重金属离子的机理，多数情况下是吸附和离子交换双重作用，随流速增加，离子交换将取代吸附作用占主要地位。若用NaCl对天然沸石进行预处理可提高吸附和离子交换能力。通过吸附和离子交换再生过程，废水中重金属离子浓度可浓缩提高30倍。沸石去除铜，在NaCl再生过程中，去除率达97%以上，可多次吸附交换，再生循环，而且对铜的去除率并不降低。

③ 去除重金属镍用什么污水材料

重金属离子污染已经严重影响到人类社会生存和发展而成为世界关注的热点问题。环境中的镍离子很容易通过食物链进入人体中，会对人体健康造成严重的威胁，会引起头痛、呼吸困难、引起血管内溶血、损伤神经系统，基于这些危害，人们已经研究了很多种办法来治理镍离子废液。人们己经研究出了多种方式来去除镍离子，比如沉淀法、膜过滤、离子交换、电解法及吸附法，其中，吸附法是人们最常用的方法，这种方法操作简练，耗能少，费用低，最重要的是去除率高。吸附材料中的纳米材料具备很多吸附优势，因此备受青睐。

碳纳米管在有害物质吸附方面拥有传统材料不具有的大比表面积和高稳定性中空管状特殊结构，使其在废水处理及其他领域内拥有巨大应用价值，尤其在吸附重金属方面表现突出，同时被研究的也较多。为了对重金属离子更好地吸附、富集，研究人员利用碳纳米管表面易被修饰的特性对其进行改性处理，使其表面连接上特定的官能团，可对某些重金属有良好的吸附性能，这一类的应用研究日益受到重视并且已开展了多种修饰基团或聚合物对重金属吸附的研究。

多巴胺对材料的改性是基于其具有很好的粘附性，在有氧的弱碱性条件下会发生自氧化聚合，生成一种高分子一聚多巴胺粘附于基体表面。该种高分子同样具有多种活性基团，对阳性重金属离子有良好的吸附性。以碳纳米管为基础吸附材料，运用化学手段对其表面修饰改性，发展一种新型的吸附量高的重金属吸附材料具有潜在的应用前景。

④ 用吸附法如何处理重金属废水

生物吸附法是利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子内,再通过固液两相分离去除容水溶液中的金属离子的方法。该方法在低浓度下,选择吸附重金属能力强，处理效率高，操作的pH值和温度范围宽，易于分离回收重金属，成本低等特点。同时还可从工业发酵工厂及废水处理厂中排放出大量的微生物菌体,用于重金属的吸附处理。蒋新宇[22]等用毛木耳(Auricularia polytricha)子实体为生物吸附材料,通过对起始pH值、反应时间、重金属浓度这3个因素对毛木耳子实体吸附Cd2+、Cu2+、Pb2+、Zn2+的研究，结果表明最适起始pH值为5，PH值是影响毛木耳子实体吸附重金属离子的主要因素。其中在10 mg/L 重金属浓度下，毛木耳子实体对Cd2+ 、Cu2+ 、Pb2+ 、Zn2+的最大吸附率分别为94.12%、96.22%、99.94%、99.19%,在吸附达到平衡以前,毛木耳子实体对Cd2+、Cu2+、Pb2+、Zn2+最大平衡吸附量分别为10.09、8.36、23.57和3.64 mg/g,而对Pb2+的吸附量最大。因此毛木耳子实体是很有发展潜力的重金属废水处理技术。

⑤ 污水处理需要哪些净水材料

现代污水处理中最常用到的净水材料要数活性炭，活性炭滤料具有良好的吸附性能和化学稳定性，耐水浸、耐高温、耐高压，不易破碎等突出优点，能有效吸附饮用水、废水中的有机物、微生物，达到深度处理的目的。实践证明，活性炭不仅能吸附水中铜、锌、铁等重金属，对常规处理方法难以处理的有毒难降解废水中的化合物也具有良好的处理效果。同时，活性炭在气体污染物处理方面，尤其是对挥发性有机化合物治理方面优异的吸附性能也引起了业界越来越大的关注。
污水处理方法可分类为：物理法：物理或机械的分离过程。过滤,沉淀,离心分离,上浮等化学法：加入化学物质与污水中有害物质发生化学反应的转化过程。中和,氧化,还原,分解,混凝,化学沉淀等物理化学法：物理化学的分离过程。气提,吹脱,吸附,萃取,离子交换,电解电渗析,反渗透等..生物法：微生物在污水中对有机物进行氧化,分解的新陈代谢过程。活性污泥,生物滤池,生物转盘,氧化塘,厌气消化等.

⑥ 污水去除重金属的方法有哪些

1.一种去除污水中重金属的处理装置，其特征在于，包括一罐体，所述罐体底部连接有进水管，罐体上端连接有出水管，所述罐体内由下至上依次设有砂石初滤层、微生物吸附层、滤布及颗粒活性炭吸附层，所述微生物吸附层设有表面附着有微生物的球体。

2.根据权利要求1所述的一种去除污水中重金属的处理装置，所述球体材料为聚氯乙烯或聚碳酸酯。

3.根据权利要求1所述的一种去除污水中重金属的处理装置，所述滤布厚度为5～10cm。

4.一种去除污水中重金属的处理方法，包括如权利要求1所述的一种去除污水中重金属的处理装置，其特征在于包括以下步骤：

(1)选用酵母菌进行生物装置吸附菌，用碱性或弱碱性水溶液对酵母菌进行预处理，将预处理后酵母菌经加热沸腾用去离子水洗涤至中性，干燥、磨碎;

(2)将步骤一形成的酵母菌附着于塑料小球上，将附着有微生物的塑料小球投放于装置生物吸附层中;

(3)开启进水管使重金属的处理装置工作。

说明书

一种去除污水中重金属的处理装置及其处理方法

技术领域

本发明涉及一种去除污水中重金属的处理装置及其处理方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展和城市人口的迅速增长，城市污水排放量日益增大。城市污水成为环境污染的重要来源。城市污水中含有大量 COD、NH3-N、重金属等污染成分。重金属污水会对人体健康和自然环境产生大量危害。重金属污染已经成为了当今环境污染中最严重的问题之一。传统除金属离子的方法有：化学沉淀法、化学氧化还原法、活性炭吸附法、离子交换法、溶剂萃取法、物理法、膜分离法等。这些方法在一定条件下是有效的，但存在成本高、操作复杂、难以对低浓度废水进行处理等缺点。

生物吸附法是一种较新的废水处理技术，特别适用于处理大体积低浓度重金属废水，具有投资少、操作成本低、高吸附率、高选择性、不产生二次污染等优点。现在已发现部分有潜力的具有很高的金属吸附能力的生物吸附材料，如海藻类，细菌类，真菌类，酵母类和发酵业食品工业的废弃生物菌类。酿酒酵母菌广泛用于食品及饮料工业，它是一种固体废料，同时也是具有实用潜力的生物吸附剂，可作为研究重金属生物吸附机理的理想材料。

⑦ 如何去除水中重金属，用哪种药剂可去除

第一：吸附法
吸附法是非常常见的一种去除水中重金属的方法，原理主要是通过表面有孔隙、吸附力较强的材料吸附水中的重金属，比如活性炭、矿物质和分子筛等这些都可以用做吸附法的材料。活性炭是最早、也是应用最广的吸附剂，但其价格昂贵，使用寿命短。使用吸附法去除重金属只能除去水中大部分重属，不能彻底去除。
第二：净水器过滤法
使用净水器过滤来去除水中的重金属是现在使用最广泛的去除自来水重金属的方法，也是目前去除水中的重金属最好的方法。其原理就是通过活性炭滤芯的吸附以及RO反渗透膜的过滤去除水中的重金属污染，主要用于家庭生活用水。目前去除重金属效果最好的RO反渗透净水器.
第三：电解法
电化学法指应用电解的基本原理。使废水中的重金属通过电解在阳、阴两极上分别发生氧化还原反应使重金属富集的方法。按照阳极类型的不同，电解法可分为电解沉淀法和回收重金属电解法。去除水中的重金属污染主要有以上这三种主法，重金属在水中不能被分解，人饮用后毒性放大，与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有害物质。重金属能引起人的头痛、头晕、失眠、关节疼痛、结石等；尤其对消化系统、泌尿系统的细胞、脏器、皮肤、骨骼、神经破坏极为严重。长期居住在工业城市的朋友们应该特别注意，必要时需安装家用净水器过滤来去除水中的重金属。

⑧ 粘土矿物功能材料的制备及在含重金属元素废水处理中的应用

龚文琪 韩沛 王湖坤 刘艳菊 饶波琼

（武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北武汉 430070）

摘要 研究了累托石-水淬渣及累托石-粉煤灰颗粒吸附材料制备的工艺条件、再生方法及其去除铜冶炼工业废水中重金属的条件。试验结果表明：累托石与水淬渣的比例为1∶1，另加入10%的添加剂（IS）和50%的水，焙烧温度为400℃时，制成的颗粒吸附材料不仅吸附效果好，而且散失率较低。在不调节铜冶炼工业废水pH值的条件下，颗粒吸附材料用量为0.05g/cm³，反应时间为40 min，吸附温度为25℃（常温）时，Cu^2＋、Pb^2＋、Zn^2＋、Cd^2＋、Ni^2＋的去除率分别为98.2%、96.3%、78.6%、86.2%、64.2%。累托石与粉煤灰的比例为1∶1，另加入15%的添加剂（IS）和50%的水，焙烧温度为500℃时，制成的颗粒吸附材料不仅吸附效果好，而且散失率较低。在不调节铜冶炼工业废水pH值的条件下，颗粒吸附材料用量为0.07g/cm³，反应时间为60 min，吸附温度为25℃（常温）时，Cu^2＋、Pb^2＋、Zn^2＋、Cd^2＋、Ni^2＋的去除率分别为98.9%、97.5%、96.7%、90.2%、79.1%。处理后的水均符合国家污水综合排放标准（GB8978—1996 ）的一级标准。吸附饱和的颗粒吸附材料用1 mol/L氯化钠溶液再生效果好。该颗粒吸附材料具有分离容易、可重复使用、处理效果好、应用前景广阔等优点^［1～11］。

关键词 累托石；水淬渣；粉煤灰；颗粒吸附材料；再生；铜冶炼工业废水

第一作者简介：龚文琪（1948—），男，汉族，湖北省武汉市人，教授，博士生导师，矿物加工专业。电话：027-62574946，E-mail：[email protected]。

累托石是二八面体云母和二八面体蒙脱石按1∶1构成的规则间层粘土矿物，具有独特的结构、较强的吸附性和阳离子交换性^［1，2］。国内外学者研究了用累托石及其改性产物处理废水^［3～5］，已取得可喜的进展。但是，研究者们发现这些粉状吸附材料处理废水时存在的主要问题是：吸附材料粒度细，遇水后易分散粉化，造成后续固液分离十分困难，易形成新的工业污泥，这种工业污泥因吸附物质的富集对环境的二次污染危害性更大；吸附材料不能重复使用，所吸附的物质不能回收，处理成本大大增加^［6］。为了解决这些问题，本文探讨了累托石-水淬渣和累托石-粉煤灰颗粒吸附材料制备的工艺条件、再生方法及其在铜冶炼工业废水处理中的应用，为铜冶炼工业废水中Cu^2＋、Pb^2＋、Zn^2＋、Cd^2＋、Ni^2＋等重金属离子的去除提供一种价格低廉、去除效果好的吸附材料。

一、试验部分

（一）试验材料

试验所用累托石产自湖北钟祥，由湖北名流累托石科技公司提供。其化学组成为：SiO₂43.82%，Al₂O₃34.25%，Fe₂O₃1.59%，CaO 3.76%，K₂O 0.93%，Na₂O 1.54%，MgO 0.36%，TiO₂2.97%；其矿物组成为：累托石85%；伊利石10%；高岭石5%。

试验所用高炉水淬渣取自武汉钢铁集团公司炼铁厂。其化学组成为：SiO₂32.98%，Al₂O₃16.67%，Fe₂O₃0.70%，CaO 35.99%，K₂O 0.44%，MgO 8.52%，TiO₂1.43%。X射线衍射物相分析表明其为非晶相。

试验所用粉煤灰是湖北华电集团黄石发电股份公司的干排粉煤灰。其化学组成为：SiO₂54.72%，Al₂O₃28.65%，Fe₂O₃4.14%，CaO 3.39%，K₂O 1.68%，MgO 0.78%，TiO₂1.22%。其矿物组成为：石英15%，莫来石15%，非晶相70%。

试验所用铜冶炼工业废水取自湖北省黄石市大冶有色金属公司铜冶炼厂的实际废水，水质分析结果为：Cu^2＋2.62 mg/dm³，Pb^2＋0.63 mg/dm³，Zn^2＋3.92 mg/dm³，Cd^2＋0.58 mg/dm³，Ni^2＋1.48 mg/dm³，pH 6.5。

（二）试验仪器

D/MAX-RB X射线衍射仪、ST-2000比表面积与孔径测定仪、XTLZ多用真空过滤机、F97-系列封闭化验制样粉碎机、XSB-70 B型ф200标准筛振筛机、20～400目标准检验筛、PHS-3C酸度计、SKFO-01电热干燥箱、SX2-4-13 马弗炉、THZ-82恒温水浴振荡器、AB204-N电子天平、JY38plus等离子体单道扫描直读光谱仪（ICP-AES）。

（三）试验方法

1.样品的制备

累托石样品采用反复分散-沉降的方法进行提纯，水淬渣和粉煤灰样品则直接使用。样品均经烘干及粉碎后筛分至小于240目备用。

2.累托石-水淬渣和累托石-粉煤灰颗粒吸附材料的制备

将经过制备的水淬渣或粉煤灰与累托石，另加添加剂（工业淀粉，简称IS）和水，按一定比例混合均匀，陈化24 h，制成粒径1～3mm的颗粒，送至马弗炉内焙烧2 h，自然冷却至室温即为所需颗粒吸附材料。

3.铜冶炼工业废水的处理

在250 mL锥形瓶中加入100 mL铜冶炼工业废水，加入一定量的颗粒吸附材料，放入恒温水浴振荡器中（振荡频率110 r/min）反应一定时间后，离心分离，取出上清液，测定重金属离子的浓度并计算其吸附去除率η（%）：η＝（C_o-C_e）/C_o×100%，式中C_o和C_e分别为吸附前后溶液中重金属离子的浓度（mg/dm³）。

4.颗粒吸附材料散失率的测定

准确称取一定量的颗粒吸附剂（记为G₁），置于250 mL具塞的锥形瓶中，加入100 mL去离子水，在恒温水浴振荡器中以110 r/min的振荡频率于一定温度条件下振荡一定时间后，用去离子水洗掉因粒状吸附材料破碎而产生的粉末，然后将湿颗粒吸附材料置于103～105℃烘箱中烘至恒重，冷却至室温后称重（记为G₂），则散失率P（%）的计算公式为^［7］：

P＝（G₁-G₂）/G₁×100%

二、试验结果与讨论

为了简化处理工艺，降低处理成本，本试验均在铜冶炼工业废水的自然pH（即不调节pH）的条件下进行，考查了颗粒吸附材料制备的工艺条件、废水处理工艺条件、颗粒吸附材料再生利用方法等对废水中重金属元素去除率的影响。

（一）颗粒吸附材料制备工艺条件的影响

1.焙烧温度的影响

由试验结果经过综合考虑Cu的去除率及颗粒吸附材料的散失率，确定累托石-水淬渣和累托石-粉煤灰颗粒吸附材料的焙烧温度分别为400℃和500℃，此时Cu的去除率较高而颗粒吸附材料的散失率较低。

2.累托石和水淬渣或粉煤灰混合比例的影响

累托石和水淬渣或粉煤灰混合比例对废水中Cu的去除率的影响试验结果可知，当累托石含量从10%增加到20%时，Cu的去除率有所增加，以后随着累托石含量的增加，Cu的去除率呈下降的趋势，而散失率随累托石含量的增加一直呈下降趋势。当累托石含量大于50%时，散失率接近0。从有效利用水淬渣和粉煤灰的角度考虑，确定累托石含量为50%，即水淬渣或粉煤灰与累托石的配比为1∶1，Cu的去除率较高且散失率很低。

3.添加剂比例的影响

由添加剂比例对累托石-水淬渣或累托石-粉煤灰颗粒吸附材料去除废水中Cu的影响试验结果可知：这两种颗粒吸附材料中添加剂的含量分别为10%与15%时，Cu的去除率都很高，而散失率都很低，从去除效果及成本的角度考虑，确定这两种颗粒吸附材料中添加剂的含量分别为10%与15%。

（二）颗粒吸附材料去除铜冶炼工业废水中重金属元素的效果

按上述试验确定的制备条件：累托石与水淬渣的比例为1∶1，另加入10%的添加剂和50%的水，焙烧温度为400℃；累托石与粉煤灰的比例为1∶1，另加入15%的添加剂和50%的水，焙烧温度为500℃；分别制成颗粒吸附材料，用以进行去除铜冶炼工业废水中重金属元素的条件试验。

1.反应时间的影响

在常温（25℃）、颗粒吸附材料用量为0.03g/cm³的条件下，反应时间对去除铜冶炼工业废水中重金属元素的影响试验结果表明，随着反应时间的延长，重金属元素去除率有逐渐增加的趋势，使用累托石-水淬渣颗粒吸附材料40 min以后，或使用累托石-粉煤灰颗粒吸附材料60 min以后，去除率趋于平衡。因此，确定使用这两种颗粒吸附材料的反应时间分别为40 min 和60 min。

2.吸附温度的影响

在颗粒吸附剂用量为0.03g/cm³，累托石-水淬渣颗粒吸附材料反应时间为40 min，累托石-粉煤灰颗粒吸附材料反应时间为60 min的条件下，进行吸附温度对去除铜冶炼工业废水中重金属元素的影响试验。结果表明在25℃时，两种颗粒吸附剂对重金属元素的去除率均最高。因此，确定吸附温度为25℃。

3.颗粒吸附材料用量的影响

在常温（25℃）、累托石-水淬渣和累托石-粉煤灰颗粒吸附材料的反应时间分别为40 min和60 min的条件下，进行这两种颗粒吸附剂的用量对去除铜冶炼工业废水中重金属元素的影响试验，结果表明随着吸附剂用量的增加，重金属元素去除率逐渐增加。当累托石-水淬渣颗粒吸附剂用量大于0.03g/cm³，累托石-粉煤灰颗粒吸附剂用量大于0.05g/cm³时，重金属元素去除率增加缓慢。因此，从成本角度考虑，确定这两种颗粒吸附剂用量分别为0.03g/cm³和0.05g/cm³。

（三）正交试验结果

以上探讨了各个单因素（时间、温度、用量）条件对于累托石-水淬渣或累托石-粉煤灰颗粒吸附材料对铜冶炼工业废水中重金属元素的去除效果。为了探讨在各个单因素的交互作用下颗粒吸附材料对该废水中重金属元素的最佳去除效果，进行了三因素两水平的正交试验，结果如表1和表2所示。

，烘干后再对铜冶炼工业废水进行吸附处理，试验结果见表3和表4。由表中可以看出，1 mol/L NaCl解吸再生效果最好，处理后的废水中Cu^2＋、Pb^2＋、Zn^2＋、Cd^2＋、Ni^2＋的残留浓度仍低于国家污水综合排放标准（GB8978—1996 ）的一级标准，去除率同新制备的颗粒吸附材料的去除率很接近，在解吸再生6次后，去除率为新材料去除率的80%，说明所制备的颗粒吸附材料重复使用效果较好。

三、结论

1）累托石-水淬渣和累托石-粉煤灰颗粒吸附材料制备的工艺条件为：累托石与水淬渣的比例为1∶1，另加入10%的添加剂（IS）和50%的水，焙烧温度为400℃；累托石与粉煤灰的比例为1∶1，另加入15%的添加剂（IS）和50%的水，焙烧温度为500℃。所制成的颗粒吸附材料不仅吸附效果好，而且散失率较低。

2）累托石-水淬渣颗粒吸附材料去除铜冶炼工业废水中重金属元素的适宜条件为：在自然pH值的条件下，颗粒吸附剂用量为0.05g/cm³，反应时间为40 min，温度为25℃（常温）。该条件下Cu^2＋、Pb^2＋、Zn^2＋、Cd^2＋、Ni^2＋的去除率分别为98.2%、96.3%、78.6%、86.2%、64.2%。累托石-粉煤灰颗粒吸附材料去除铜冶炼工业废水中重金属元素的适宜条件为：在自然pH值的条件下，颗粒吸附剂用量为0.07g/cm³，反应时间为60 min，温度为25℃（常温）。该条件下Cu^2＋、Pb^2＋、Zn^2＋、Cd^2＋、Ni^2＋的去除率分别为98.9%、97.5%、96.7%、90.2%、79.1%。处理后的废水中这些重金属元素的残留浓度均低于国家污水综合排放标准（GB8978—1996）的一级标准。

3）用1 mol/L NaCl对最佳吸附条件下吸附饱和的颗粒吸附材料进行解吸再生，然后用来处理铜冶炼工业废水，处理后的废水中Cu^2＋、Pb^2＋、Zn^2＋、Cd^2＋、Ni^2＋的残留浓度仍低于国家污水综合排放标准（GB8978—1996）的一级标准，去除率同用新制备的颗粒吸附材料时的去除率很接近。相对于其他吸附材料，颗粒吸附材料具有分离容易、可重复使用、成本低廉、处理效果好等优势，因而具有良好的应用前景。

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Preparation of clay functional materials and their application in treatment of heavy metal-containing wastewater

Gong Wenqi，Han Pei，Wang Hukun，Liu Yanju，Rao Boqiong

（School of Resources and Environmental Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，Hubei，China）

Abstract：The preparation technological conditions and regeneration method of two novel granulated adsorbing materials of rectorite/fly ash composite（Material 1）and rectorite/water quenched-slag composite（Material 2 ） and the use of them to remove heavy metals from copper smelting plant wastewater have been studied.The experimental results showed that under the preparation conditions with the ratio of rectorite to fly ash or water quenched slag of 1∶1，the amount of the additive（Instrial Starch，IS） of 15%（Material 1） or 10%（Material 2），the addition of 50%water，and the calcination temperature of 500℃（Material 1） or 400℃（Material 2），the efficiency of heavy metal removal with the granulated materials was the best，whereas the ra tio of disintegration loss was low.Under the treatment conditions of natural pH，and with the addition of the granulated materials of 0.07g/cm³（Material 1） or 0.05g/cm³（Material 2），a reaction time of 60 minutes（Material 1 ） or 40 minutes（Material 2 ），and the adsorption temperature of 25℃，the efficiency for the gran ulated materials to remove Cu^2＋，Pb^2＋，Zn^2＋，Cd^2＋and Ni^2＋from copper smelting plant wastewater was 98.9%，97.5%，96.7%，90.2%and 79.1%（Material 1 ） or 98.2%，96.3%，78.6%，86.2%and 64.2%（Material 2），respectively，and the quality indexes of the wastewater after treatment conformed with the first level of integrated wastewater discharge standard（GB8978—1996 ） .The granulated materials saturat ed with heavy metal ions on the surface could be regenerated with quite good efficiency by washing with 1 mol/L sodium chloride（NaCl） solution.The granulated adsorbing materials had the advantages of high efficiency in wastewater treatment，easy method of solid-liquid separation and regeneration，and have a broad prospect of applications.

Key words：Rectorite，water quenched-slag，fly ash；granulated adsorbing material，regeneration，copper smelting plant wastewater.

⑨ 重金属离子废水的处理方法

化学法
化学法主要包括化学沉淀法和电解法，主要适用于含较高浓度重金属离子废水的处理，化学法是目前国内外处理含重金属废水的主要方法。 吸附法是利用多孔性固态物质吸附去除水中重金属离子的一种有效方法。吸附法的关键技术是吸附剂的选择，传统吸附剂是活性炭。活性炭有很强吸附能力，去除率高，但活性炭再生效率低，处理水质很难达到回用要求，价格贵，应用受到限制。近年来，逐渐开发出有吸附能力的多种吸附材料。有相关研究表明，壳聚糖及其衍生物是重金属离子的良好吸附剂，壳聚糖树脂交联后，可重复使用10次，吸附容量没有明显降低。利用改性的海泡石治理重金属废水对Pb2+、Hg2+、Cd2+ 有很好的吸附能力，处理后废水中重金属含量显著低于污水综合排放标准。另有文献报道蒙脱石也是一种性能良好的粘土矿物吸附剂，铝锆柱撑蒙脱石在酸性条件下对Cr 6+的去除率达到99%，出水中Cr 6+含量低于国家排放标准，具有实际应用前景。

⑩ 在重金属废水的处理中为什么吸附剂材料最重要

在重金属废水的处理中吸附剂材料最重要原因是吸附剂材料是处理重金属废水的原理。原理是用特殊的材料去吸附废水中的重金属离子，达到处理水中重金属的目的，常用的吸附剂以活性炭吸附剂的利用为主。