1。1。2 重金属废水的治理方法
当前治理水中重金属的手段分为两大种,一种是如沉淀、吸附等这样成熟的方法;另外一种是新型的处理方法,包含有电化学法和膜分离技术[3]。
1。1。2。1 化学沉淀法
化学沉淀法是治理水中重金属污染的普遍的一种方法,将某些物质加入到废水后,和污染离子结合成很难溶解的物质,以便去除污染物[4]。然而由于化学沉淀法要向水中投入大量的化学药剂,可能会有大量的固体废物产生,假如没能用绿色环保经济的一些的方法去处置它们,会引起二次污染。
1。1。2。2 离子交换法
离子交换法是水中的金属离子和交换剂表面的一些基团互换,从而得到去除。离子交换技术可以将交换得到的重金属作为原料二次利用,该法的经济价值很高,但是该法的不足之处是树脂容易受污染或者氧化失效,而且容易造成二次污染。
1。1。2。3 生物处理法
生物处理法原理为金属离子依靠生物分解和转变去除掉。生物处理法有很多的优点,如经济效益高、 不容易对环境造成二次的污染、 生态环境也会得到一定的改善 ,但是该方法也有不足,如生物絮凝剂难于保存等。
1。1。2。4 电化学法
电化学法是依靠电化学的原理治理重金属污染,工艺成熟,不会产生二次污染,而且便于控制等特点,被国内外广泛的采用,但是由于电化学法耗能大,副反应多,不适于治理低浓度废水[5]。
1。1。2。5 膜分离技术
膜分离技术的原理是通过一定手段将离子变为一定粒径不溶于水的微粒,依靠滤膜实现分离[6]。膜分离技术可以在室温下进行,低能耗且低污染,但是在某些时候,膜上经常会结垢,使得膜分离效率降低,寿命也随之缩短,而且在化学方法相比,初始投资会很高。
1。1。2。6 吸附法
吸附法是利用多孔性的固体吸附材料通过螯合、络合作用吸附污染物质。吸附剂的种类非常多,然而由于各种吸附剂的吸附的容量参差不齐、材料的使用成本也高低不同,因此需要根据不同的场合选用适合的吸附材料。吸附材料介孔二氧化硅近年来发展的尤为迅速,因为它骨架结构稳定,孔的大小大体上是相同的且可调,较大的比表面积和孔的内外表面可以修饰,吸附效果较好。而且经过化学改性后的介孔材料由有着未经改性的介孔材料所不具备的优点,比如吸附选择性更好,并且在重金属废水浓度较低的时候也有着很好的吸附能力[7]。
1。2 有序介孔材料的简介论文网
多孔材料根据孔大小分为微孔、介孔和大孔材料[8]。由于微孔材料的孔太小,不适合用于大分子吸附和催化,比如沸石;大孔材料,虽然孔径较大,但由于其结构乱,孔的大小差别很大,影响了其在催化,吸附分离等方面的应用,如陶瓷,气凝胶等;而有序介孔材料有着其优越性,骨架结构稳定,孔的大小基本一致且可以调节,较大的比表面积和孔的内壁可以修饰,使其被广泛地应用于各个领域。
1。2。1 SBA-15的合成
SBA-15是研究比较成熟的一种介孔材料。1998年,Zhao等人第一次把正硅酸乙酯为硅的来源,利用三嵌段共聚物P123作为模板剂,强酸环境下,运用Sol-Gel法,利用热液法合成SBA-15。SBA-15的孔径在5-30纳米之间,SBA-15的厚孔壁为3。1-6。4nm,因此有很高的水热稳定性,而且在温和的环境下进行的合成,所以在去除模板时不易发生坍塌[9]。
1。2。2 SBA-15的化学改性
SBA-15化学反应活性不高,吸附重金属离子的选择能力低、离子交换的能力小、不具备催化氧化能力等缺点,大大限制了SBA-15的应用范围。为了拓宽其应用,可以通过嫁接法和共聚法对它化学改性。