重金属污染怎么治 农业废弃物有妙招

发布:2017-5-19 来源:化学化工与生命科学学院 浏览:3308 字体:
 加载中

  新闻经纬讯 来自武汉理工大学化生学院的7位本科生以花生壳、葵瓜子壳、南瓜子壳、核桃壳以及椰子壳等农业废弃物为原料,采用简单的一步水热法制备出了效果良好的磁性炭重金属吸附剂,尤其处理含铬工业废水的效果非常显著。

  不容忽视:重金属污染就在我们身边

  在环境问题中重金属污染不可忽视,其中铬污染主要来源于劣质化妆品原料、皮革制剂、金属部件镀铬部分、工业颜料以及鞣革等。水体中以Cr(VI)形式存在的铬有很强的毒性,它在土壤中无法降解且可被作物吸收,不仅对水生物有致死作用,更会对人体产生致畸、致癌等作用。Cr(VI)已被列为对人体危害最大的八种化学物质之一,是国际公认的三种致癌物之一。

铬污染事故频频发生

  重金属污染治理须有方,吸附方法成本低

  我国目前对 Cr(VI)废水的处理方法主要分为两种,一是将其还原成低毒的三价铬,再用化学沉淀除去;二是利用离子交换、反渗透等方法进行回收。但上述方法处理成本普遍较高,操作较复杂。相比之下吸附法具有成本较低,工艺较简单,吸附材料可循环利用等显著优点。

工业铬废水处理池

  农业残渣变废为宝,治理污染大显神通

  你肯定想不到生活中看似无用的农业废弃物竟能处理重金属废水吧!实际上,上述农业废弃物都含有较丰富的纤维素和半纤维素,这些生物质原料经过加工处理后即可制备出有良好吸附性能的生物炭材料,对含Cr(VI)废水有显著的吸附效果。以花生壳为例,我国是花生生产大国,花生壳资源非常丰富,但除少量作为粗饲料外,大量花生壳被烧掉或废弃,不但资源没有得到充分利用,而且会造成环境污染。

焚烧农业废弃物,烟霾漫天

  以这些农业废弃物为原料,制备高附加值的重金属吸附剂,不仅实现了农业废渣的资源化利用,更使含Cr(VI)废水得到妥当处理,以废治废,在经济效益方面和环境保护方面都有重要意义。

上图为利用农业废渣制备磁性炭吸附剂及处理Cr(VI)废水后的水体情况示意图

  创新工艺,流程简化,制备成本大大降低

  来自武汉理工大学化学化工与生命科学学院的李忠磊、魏家豪、何凌达、关健、赵亚真、刘燕和刘莹7位本科生在该学院蔡卫权老师的指导下,就从上述农业废弃物制备重金属磁性碳吸附剂展开了深入研究。

传统方法和我们创新一步水热炭化-磁化制备炭吸附剂的工艺比较

  他们创造性地开发了以花生壳等农业废弃物为原料一步制备可磁性分离和再生循环使用的高性能磁性炭吸附剂的新工艺。该工艺不仅实现了农业废弃物资源化利用,且大幅降低了制备温度,有效控制了生产成本。另外,产品具有磁性,能在外加磁场下快速实现固-液磁性分离,易回收,可再生。

由左到右分别为:磁性炭处理Cr(VI)工业废水前、处理中和处理后示意图

  为了模拟实际工业情况,他们搭建了动态吸附装置,用所制备的典型样品处理富含Cr(VI)的实际工业电镀废水,处理后的Cr(VI)残余浓度达到国家排放标准(Cr(VI)≤0.5mg/L)。

动态吸附装置(左端为出水口,右端为进水口)

  项目优势与成果

  2015年4月国家出台了《水污染防治行动计划》,该计划以改善水环境质量为核心,按照“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”原则,贯彻“安全、清洁、健康”方针。该计划指出要狠抓工业污染防治,专项整治十大重点行业。其中2017年底前,制革行业实施铬减量化和封闭循环利用技术改造。本作品立足节能减排的需求,实现工业废水处理中铬减量化,节约能耗,可有效防治工业废水污染水资源的状况。

  原料来源广泛,价格低廉,以废治废也是这个项目的创新点之一,既能实现农业废弃物的综合利用,又能处理重金属废水,双重减排效应让该项目有很高的应用价值。

  该项目采用一步水热碳化-磁化法,制备出高效节能的磁性重金属吸附剂,与现在广泛使用的商业活性炭相比,该产品制备成本更低、吸附效果更好,具有一定的工业化前景。

  最新实验结果表明,该吸附剂不仅对Cr(VI)有显著的吸附效果,对于其他重金属离子也有较好的吸附作用。

  据悉,该项目已申报国家发明专利三项,即将代表武汉理工大学参加由华北电力大学承办的2017年“神雾”杯第十届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛。

关键词:重污染治理

分享到:

已有12人觉得很赞

关注校园动态    打造新闻精品

本站所有文章版权归经纬网所有,如需转载,必须征得Token团队授权

© 2016 武汉理工大学经纬网

  检测到正在使用 Internet Explorer 。为了更好地浏览新闻经纬,请将浏览器升级到更高版本或更换浏览器    点击此处安装新内核