随着社会经济的发展,人类对洁净水的需求量不断增加,同时向水体排放的污染物也不断增加。污水中含有较高浓度的COD以及重金属离子等污染物。因为重金属离子的难降解性和生物积累性,所以水体、土壤及生物一旦受到它们的污染就很难去除,重金属废水污染已危及人类健康。去除污水中COD和重金属离子的方法主要有物理法、化学法和生化法以及几种方法的组合。吸附法作为一种重要的物理化学法在污水处理中有着广泛的应用。
活性炭作为一种非极性吸附剂,来源丰富,一直是常规的吸附材料。它具有良好的吸附性能和稳定的化学性质,耐强酸、强碱,能经受水浸、高温、高压作用,同时还可以活化再生。虽然活性炭的适用范围广,大多数的重金属、有机物和生物分子都可以被吸附去除,并且吸附能力强,但由于活性炭的价格昂贵,运行费用和再生费用高,使活性炭的广泛应用受到限制。因此,新型价廉高效吸附材料的开发应用是目前污水处理中的研究热点。
粘土矿物具有独特的层状结构以及良好的吸附和离子交换性能,并且具有储量丰富、价格低廉、吸附容量大、高化学和机械稳定性以及对环境无毒无害且易再生等优点,深受国内外环保者的青睐,在污水处理方面有着广阔的应用前景,并已经在污水处理的各个领域得到了广泛的应用。目前,常用的粘土矿物吸附剂主要有硅藻土、高岭土、膨润土、沸石等。农业废弃物( 如玉米秸秆) 一般利用于饲料、化肥、燃料等方面。近年来。随着人们环保和节约意识增强,农业废弃物越来越多地被研究用于各个方面。玉米秸秆由于其产量过大,成为一种“公害”,农民一般将其直接焚烧处理,不仅烧掉了有效改良土壤的物理基质,浪费大量的肥力,而且还会对环境造成污染。通过对玉米秸秆的改性,使其获得新的性能,可以应用于污水处理领域,变“害”为“利” 。
实验所用粉状活性炭和粒状活性炭为分析纯;硅藻土和高岭土为化学纯;玉米秸秆采自西安市近郊。实验仪器有KQ- 50DB超声波清洗器、722S分光光度计和其他常用仪器。主要试剂有丁二酸酐、吡啶、重铬酸钾、硫酸亚铁铵、邻苯二甲酸氢钾、七水合硫酸亚铁、硫酸银、硫酸汞、l ,10一菲绕啉、二苯碳酰二肼、高锰酸钾、亚硝酸钠、硫酸锌、尿素和其他常用试剂。
通过实验得出:活性炭的综合吸附能力最强,对有机物和Cr (VI ) 等污染物具有很强的吸附能力。粉状活性炭的吸附能力强于粒状活性炭,但前者重复利用性差、再生困难,因此在污水处理中多采用粒状活性炭。硅藻土和高岭土对有机物的吸附效果较差,对Cr (Ⅵ) 具有较好的吸附效果。由于两者的价格比较低,在我国的储量丰富,并且通过改性能够提高其吸附性能,所以具有不错的应用潜力。改性玉米秸秆对Cr ( Ⅵ)具有较强的吸附能力。同时,玉米秸秆在我国的产量巨大、价格便宜。玉米秸秆改性在国外有较多研究,在国内研究较少,技术不是很纯熟。总的来说,玉米秸秆在水处理领域非常具有应用开发潜力。在众多吸附剂中,传统吸附剂活性炭的吸附量和去除率均较大,是比较理想的吸附材料,但活性炭的价格比较贵,限制了它的广泛使用。而玉米秸秆具有不错的吸附效果,且它们的产量大、价钱便宜、制备方便,适合在污水的吸附处理中作为吸附剂推广使用。