鉬是一種動物和人類所需的重要金屬元素,研究表明:鉬在人體中含量小于50 mg,而日均需求量為0.2 mg[4],但人體中鉬過量會導致痛風癥、貧血、腹瀉等[1-3]。鉬是氧化還原酶的重要組成元素[5],并與銅存在拮抗作用[4, 5]。鉬常用在鋼鐵工業生產和電子設備中,工業廢水和電子設備垃圾很容易造成鉬污染。最近幾年,我國鉬污染事件屢有發生,如:葫蘆島水庫鉬污染事件、渭南鉬礦污染事件等。在我國相關環境法規中規定,鉬在集中式生活飲用水地表水源地的質量分數濃度不超過0.07 mg/L,因此,鉬污染治理極其重要[6, 7]。
鉬元素在自然環境中最穩定的價態為+4和+6[8],在天然水體和工業廢水中主要以鉬酸根(MoO42-)形式存在[8, 9],并與鈉、鐵、鈣等其他金屬陽離子形成相應的鹽。在不同pH下,鉬存在不同的形態,且不同形態的鉬帶有不同的電荷。目前國內外處理含鉬廢水的主要方法有:離子交換法、化學沉淀法、吸附法及人工濕地等。
本文總結了各種鉬污染處理的方法和技術、闡述了其中處理的效果、機理、及影響因素,并對鉬污染處理的材料的研究及發展進行了展望。
1 離子交換法
離子交換法使用的材料分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。鉬酸鹽污染處理時,是利用陰離子交換樹脂在高濃度鉬酸鹽溶液中釋放出OH-,吸收MoO42-(如圖1),在交換到達平衡狀態后,溶液中鉬濃度穩定。平衡的陰離子交換樹脂通過利用高濃度的氫氧化鈉(NaOH)或氨水(NH3·H2O)進行再生,并釋放吸附的鉬酸鹽污染物。離子交換法成本較低,去除效果好,能有效再利用。當含有其他元素污染物時,可以控制反應條件,實現不同污染物的分離回收。
圖1 陰離子交換樹脂去除鉬的機理
Fig.1 The mechanism of anion exchange resin to remove molybdenum
如表1所示,不同離子交換樹脂對鉬的吸附效果不盡相同。處理效果受多種因素影響,不同條件下同種材料處理能力存在一定差異。pH處于2~3時,處理效果較其他pH情況普遍較好,因為此時鉬酸根主要以MoO3(H2O)3(aq)和HMoO4-存在,對于陰離子交換樹脂,污染物帶負電量越少,占用樹脂位點越少,越能提高吸附容量。靜態吸附時,處理效果受時間和
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