类Fenton反应去除水体中络合态金属的研究进展

水体中有机络合态金属是一类结构稳定且难处理的污染物,种类繁多,对人类健康具有潜在危害。类Fenton反应在络合态金属的去除中具有高效、快速、反应彻底的优点。基于为水体中络合态金属处理奠定方法选择和机理分析的目的,本文综述了类Fenton反应去除有机络合态金属的研究,主要阐述了光Fenton、电Fenton、微波Fenton、超声Fenton及协同Fenton技术的去除机制和影响因素,对比分析了各方法的优缺点,展望了未来络合态金属去除的发展和应用前景。

UV/Fe(Ⅲ)工艺对络合态重金属的去除效果及机理

UV/Fe(Ⅲ)工艺是一种处理络合态重金属的新型组合工艺,该工艺先通过Fe(Ⅲ)的置换作用释放游离重金属离子,然后通过UV辐照对有机配体进行降解,最后通过碱性沉淀去除络合态重金属。以Cu(Ⅱ)-EDTA、Ni(Ⅱ)-EDTA为目标污染物,采用UV/Fe(Ⅲ)工艺对其进行去除,通过去除效果对比和机理分析,对组合工艺去除效果差异的内部机理进行阐述,并提出相应的优化方案。结果表明,UV/Fe(Ⅲ)工艺对Cu(Ⅱ)-EDTA、Ni(Ⅱ)-EDTA的去除效果存在较大差异,对两种络合态重金属中Cu、Ni的去除率分别为70%和41%。通过高效液相色谱(HPLC)、分光光度法、苯甲酸(BA)探针实验,确定Cu(Ⅱ)-EDTA、Ni(Ⅱ)-EDTA去除效果差异的主要原因是Fe(Ⅲ)对Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的置换效果有明显差异,置换率分别是85%、22%。对Ni(Ⅱ)-EDTA置换过程分别进行Fe(Ⅲ)投加量和反应温度优化,结果表明,反应温度优化可以显著提升Fe(Ⅲ)对Ni(Ⅱ)-EDTA的置换效率。将反应温度提升至35℃,Ni去除率从41%提升至60%。反应温度在UV/Fe(Ⅲ)工艺中对Ni(Ⅱ)-EDTA的去除至关重要,适当升温有助于提高置换率,进而提升去除率。

金属组学方法识别水中络合态重金属形态及其吸附净化技术研究进展

Cu^(2+)、Pb^(2+)和Ni^(2+)等重金属离子可与水中乙二胺四乙酸、柠檬酸、酒石酸等有机分子形成络合态重金属。相比于游离态离子,络合态重金属具有更高的水溶性和环境毒性,在广泛的pH值范围内稳定存在且形态复杂,难以通过化学沉淀等常规方法高效去除。对近年来基于金属组学方法的水中络合态重金属复杂形态分析方法进行总结,对吸附净化技术在络合态重金属废水处理中的研究进展进行综述,并对上述领域需要解决的问题进行了探讨和展望。

吸附法去除水中典型有机络合态重金属的研究进展

工业废水中低浓度、难降解、高毒性有机络合态重金属的有效去除是当前重金属污染治理领域的热点问题。吸附法因成本低、效率高、操作简便等优点在有机络合态重金属污染治理领域备受关注。首先详细阐述了近年来主流吸附剂的发展现状及其在去除水体中典型EDTA络合态重金属方面的研究进展,评述了不同类别吸附剂的优缺点及相应的性能优化方法,并归纳了相关吸附剂的反应机理。之后将传统有机络合态重金属污染治理技术与当下新型吸附技术各自的优点和局限性进行了对比,为在复杂环境中合理选择最佳类型吸附剂提供了有益参考,并列举了新型吸附剂在含有机络合态重金属污染实际废水治理领域的应用表现和发展潜力。最后展望了未来新型吸附剂的研究重点和发展方向,以期为吸附法治理含有机络合态重金属废水的研究提供参考。

去除城市生活污泥中有机络合态金属强化其厌氧生物制气

为提高城市生活污泥厌氧消化沼气产率,本文考察了通过金属络合剂EDTA预处理污泥,以去除城市生活污泥中有机络合态金属,强化其厌氧生物制气的效果.结果表明,经EDTA预处理去除金属后的污泥(实验组)较未预处理的污泥(对照组)的有机络合态金属含量减少[(5.09±0.57)%^(1.37±0.20)%,以TS计],溶解性有机质显著提高(SCOD提升627%),暗示该预处理方法能够极大地去除有机络合态金属并强化污泥有机质的溶出.通过测定污泥有机质溶出表观活化能发现,实验组污泥有机质溶出表观活化能比对照组降低36%,表明预处理能够有效降低有机质溶出反应的能量壁垒.污泥厌氧发酵研究发现,在16d的污泥厌氧产酸实验中,实验组VFAs浓度高于对照组,较对照组最大提升42%;在22 d的污泥厌氧产甲烷测试实验(BMP)中,实验组单位有机质累积甲烷产量比对照组增加48%,表明EDTA预处理对提高污泥厌氧消化产沼气具有重要的作用.通过进一步产沼气动力学研究发现,实验组的产沼气限速步骤在产甲烷阶段,而对照组限制于水解阶段,表明经EDTA预处理能有效地破除城市生活污泥厌氧消化过程的水解限速.

UiO-66(Zr)@多孔陶瓷复合材料的制备及对络合态重金属EDTA-Cu(Ⅱ)的去除

本文采用多孔陶瓷作为基体制备了锆基金属有机骨架UiO-66@多孔陶瓷复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、粉末X射线衍射(PXRD)、氮气吸附和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征手段对比了氢氧化钠脱硅和乙二胺表面改性等基体活化方式对UiO-66(Zr)在多孔陶瓷表面负载情况的影响.结果表明,经过乙二胺表面改性的多孔陶瓷对UiO-66(Zr)的负载更均匀,负载效果更好.以EDTA-Cu(Ⅱ)为考察对象,研究了UiO-66(Zr)@乙二胺表面改性多孔陶瓷复合材料对络合态重金属的净化效能.结果表明,UiO-66(Zr)@多孔陶瓷复合材料在较宽的酸碱条件下(pH=3—9)对络合态重金属EDTA-Cu(Ⅱ)均表现出良好的吸附性能,饱和吸附量为1.17 mg·g-1,并可通过NaOH解吸再生,从而实现材料的重复利用.

高级氧化法处理含络合态重金属废水研究进展

综述了几种常见的高级氧化法(AOPs)以及AOPs联合处理工艺。AOPs在处理含络合态重金属废水方面优于化学中和、沉淀等传统工艺。分别介绍了多种AOPs发展现状和去除机理,以及在实际应用中的优缺点。最后,针对目前存在的问题展望了AOPs的发展方向和前景。

废水中络合态重金属形态、去除机制及净化技术研究进展

络合态重金属是一种由络离子与带有异电荷的离子组成的化合物,如K_(4)[Fe(CN)_(6)]、Cu-EDTA等,其种类多样、结构复杂。凭借其出色的杀菌、染色、催化、荧光等特性被更广泛应用于环境、制革、化学、材料多个领域。但是,络合态重金属稳定性强,适应pH范围广而难被降解,毒性、致病性极强,会通过土壤、水和空气的循环作用在自然环境和生物链中迁移和富集,对环境和生命健康造成危害。因此已有较多方法被应用于去除络合态重金属,但是目前的研究中,并未有综述全面概括络合态重金属的种类和各种去除方法。因此,本文总结了几种常见络合态重金属的研究进展,详细分析了多种络合态重金属去除技术的机理,综合其优点和局限性进行探讨。

重金属脱络螯合剂研究进展

阐述了脱络螯合沉淀机理,归纳总结了不同种类脱络螯合剂在络合态重金属废水处理领域的应用研究成果,分析了有机小分子脱络螯合剂的pH适用范围、絮凝剂辅助沉降影响以及不稳定沉淀物的二次污染风险,列举了DTC类有机高分子脱络螯合剂在较宽的pH范围下呈现的高效脱络螯合能力与良好的絮凝沉降性能,指出了影响其脱络螯合效率与规模化应用的制约因素,明确了脱络螯合剂研究与应用的发展方向。

重金属废水处理方法的研究进展

文章简述了重金属废水排放标准,并强调了重金属废水处理的必要性。在此基础上,将废水中的重金属离子划分为游离态重金属离子、络合态重金属离子这两种状态,分别阐述不同状态下重金属离子处理的常用技术要点,包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、离子交换法以及高级氧化法、热解络合法、吸附法,以期为重金属废水处理工作得更好展开提供参考。

泰妙菌素废盐活性炭的制备及吸附EDTA-Pb(Ⅱ)的研究

工业废水中的有机配体和重金属离子结合形成络合态重金属,络合态重金属的排放会导致严重的环境及人体健康问题。采用热解炭化法将医药固体废弃物——泰妙菌素废盐制备成废盐活性炭(WSAC)并用于去除模拟废水中的EDTA-Pb(Ⅱ),利用SEM、BET表征WSAC的性质;基于静态吸附试验研究了溶液初始pH、共存离子对WSAC吸附EDTA-Pb(Ⅱ)行为的影响;通过吸附动力学、等温线拟合,利用FTIR、TOC、Zeta电位等表征探究其吸附机理。结果表明:WSAC对EDTA-Pb(Ⅱ)的吸附过程符合伪一级动力学和Langmuir模型,吸附速率受物理过程主导且为单分子层均相吸附;随着pH的升高,WSAC对EDTA-Pb(Ⅱ)的吸附效果降低;共存阴离子的加入会与EDTA-Pb(Ⅱ)竞争吸附位点,对吸附起抑制作用;WSAC对EDTA-Pb(Ⅱ)的吸附机制主要为孔隙填充和静电吸附的协同作用。将WSAC用于吸附工业废水中的EDTA-Pb(Ⅱ),为泰妙菌素废盐的资源化利用提供一种途径,也为工业废水中EDTA-Pb(Ⅱ)的去除提供新方法。

混凝-硫化物沉淀联用法处理冶金污泥浸出液

以EDTA处理冶金污泥所得的含有大量络合态Pb,Cd,Cu和Zn 4种重金属的浸出液为研究对象,采用混凝-硫化钠沉淀联用法去除浸出液中络合态重金属,探讨了pH值、硫化钠用量、混凝剂PAC和助凝剂PAM用量对浸出液中重金属去除效果的影响。研究结果表明,在最佳pH=8时,单用硫化钠沉淀法时,可有效去除Cu^(2+),Pb^(2+)和Cd^(2+),但Zn^(2+)的去除率最高仅有20.8%。将混凝-硫化钠沉淀法联用,当添加相同量的硫化钠溶液时,联用PAC可使Zn^(2+)的去除率提高到99.80%,使残余液中4种重金属质量浓度均达到铜工业污水排放标准(GB 25467—2010)。添加PAM可减少PAC的用量,并提高了沉淀下沉速度,降低了沉淀分离难度。该方法有效去除了单一硫化钠沉淀法难以去除的络合态Zn^(2+),减少了硫化钠的用量,避免过量使用造成二次污染。

UV/Fenton法处理EDTA-Cu-Ni络合废水

为了探索络合态重金属废水的处理方法,采用UV/Fenton氧化技术处理EDTA-Cu-Ni模拟废水,主要研究了Fe^(2+)投加量、H_2O_2投加量、初始pH和UV光照时间等因素对COD、Cu^(2+)和Ni^(2+)去除效果的影响及机理。结果表明,随着Fe^(2+)和H_2O_2投加量以及初始pH的升高,COD、Ni^(2+)的去除率先升后降,Cu^(2+)的去除率则在升高后趋于稳定;随着UV光照时间的增加,COD、Cu^(2+)、Ni^(2+)去除效率均呈上升趋势并逐渐达到平衡。结合成本和效率考虑,得出最佳处理条件为:Fe^(2+)投加量为10 mmol·L-1,H_2O_2投药量为600 mmol·L^(-1),反应初始pH为3.0,UV光照时间为120 min。在UV/Fenton体系中,UV光照能增强Fenton反应的去除效率,异丙醇对反应的抑制说明羟基自由基在处理过程中是重要的活性物种。

模拟土壤淋洗废液中重金属的选择性去除与淋洗液的回收研究

土壤淋洗废液中污染物的选择性去除是实现淋洗液回收的关键.本文以硫化钠(Na2S)、乙基黄原酸钾(PEX)、二甲基二硫代氨基甲酸钠(DTC)作为重金属沉淀剂处理电子垃圾污染土壤模拟淋洗废液,在筛选出Na2S作为理想重金属沉淀剂的基础上,研究初始pH值、反应温度、沉淀剂浓度等因素对Na2S分离络合态重金属的影响,并通过软件模拟和产物表征等方式推测反应机理.结果表明:Na2S对柠檬酸络合态重金属的分离顺序依次为Cu、Pb、Cd,符合硫化物溶度积原则;反应温度、初始pH值对Na2S处理络合态重金属无显著影响,重金属去除率均保持在90%以上,柠檬酸的回收率约为95%;Visual MINTEQ模拟结果显示,S2-投加前液相中重金属主要以H2CA^-、HCA^2-和CA^3-结合形式存在,S^2-投加后液相中重金属则以HS^-和S^2-结合形式存在;扫描电镜及能谱(SEM-EDS)表明,S^2-与金属阳离子按物质的量比1∶1生成硫化物沉淀物,沉淀主要呈团聚、成簇和圆片状存在;X射线衍射(XRD)分析结果表明,沉淀产物中存在CuS、CdS、PbS和CuPbS2.本研究结果可为化学沉淀法处理重金属污染土壤淋洗废液提供技术参考.