生物吸附法处理重金属废水的环境风险评价及工艺调控

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重金属废水是一种对生态环境危害极大的工业废水,生物吸附法作为处理重金属污染的一项新技术与其他同类技术相比具有投资小,运行费用低、经济价值和社会效益高等优点。 本文通过收集大量国内外有关生物吸附法的实验,进行综述整理,总结了生物吸附法处理重金属的吸附机理和吸附过程中的影响因素,同时利用重金属进入水体中发生的络合反应为,分析生物物吸附法处理后的重金属废水排入受纳水体各离子浓度的变化趋势,以.环境风险评价理论为基础,以减小生物吸附法处理重金属废水产物的环境风险为控制因素,找出生物法处理重金属废水的最佳工艺条件,为进一步工业化应用提供依据,得出的主要成果如下: (1)pH值是影响生物吸附剂对重金属离子的吸附去除的最关键的因素。随着pH值的升高,生物吸附剂对重金属离子的吸附去除率升高。三种生物吸附剂对Cu<2+>、Zn<2+>、Mn<2+>的最佳吸附pH值为5,在pH值为5时,三种生物吸附剂对铜、锌离子吸附效率的顺序为:厌氧生物吸附剂>SBR生物吸附剂>好氧生物吸附剂;对锰的吸附去除率的顺序为:SBR生物吸附剂>厌氧生物吸附剂>好氧生物吸附剂。 (2)随着温度的升高,三种生物吸附剂对金属离子的吸附去除率增加。但在温度变化10℃—30℃内,温度升高了20℃,而对金属离子的吸附去除率增加幅度均小于5%。因此,可以认为在10℃—30℃内温度对生物吸附剂去除金属离子的影响不大。 (3)随着生物吸附剂浓度的增加,三种生物吸附剂对金属离子的吸附效率也随之增加。 (4)通过对生物法处理后重金属废水在受纳水体中的络合平衡作用,发现当Cu<2+>、Zn<2+>、Mn<2+>三种金属离子进入水体发生络合反应后,各离子的单离子浓度均会减小。以《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)II类水体为参考,利用单指标风险对实例受纳水体进行分析,认为生物法处理重金属废水的初始浓度可以比本文中的初始浓度0.8mg/L、3.5mg/L、3.5mg/L适当放宽。 (5)在考虑金属离子去除率的基础上,对生物法处理后的重金属废水进行环境风险评价,计算出排放至受纳水体后各金属离子总浓度的环境风险,并综合实验部分各影响因素对生物法处理过程中的影响研究,提出考虑金属离子去除率的最佳工艺。当受纳水体为《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅱ类水体时,pH值选择5—6、反应温度为常温20—25℃、选择厌氧生物吸附剂为主要的生物吸附剂、吸附剂浓度控制在2mg/L、反应时间180min,且出水金属离子指标必须达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中金属离子一级排放标准。
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